Система автоматизированного управления процессом конвертирования штейнов

 

Сею з Советекии

Социэлистычесиих

Реслублнк

3Ъаудирстввнный комитет

СССР ао делан изобретений и открытий (72) Автори изобретения

И. С. Полещук и M. В, Торопов (71) Заявитель

Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (54). СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ КОНВЕРТИРОВАНИЯ ШТЕЙНОВ

Изобретение относится к цветной металлур гии, в частности к управлению конвертированием медных штейнов.

Известна система регулирования концентрации сернистого ангидрида в отходящих конвертерных газах, реализующая регулирование тяги

5 дымососа в зависимости от количества подаваемого в конвертер воздуха (1); Известное решение не учитывает перепад температур дутьевого воздуха и конвертерного газа, а также !

О концентрацию в последнем сернистого ангид- -, рида. Поэтому точность задания регулятора направляющего аппарата дымососа недостаточна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату

15 является установка лля определения содержания углерода в ванне сталеплавильного конвер- тера по его балансу. Схема установки включает в том числе устройство перемножения полной концентрации углерода в отходящем газе (окись и двуокись углерода) па объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям (2). Лля медеплавильного конвертера применение установки не ффек ивно, поскольку здесь состав (концентрация) отходящих газов не регулируется, а непосредственно измерять расход газа в условиях его раздельного отбора затруднительно.

Отличительной особенностью конвертирования штейнов является обязательность утилизации конвертерного газа, например переработка его в серную кислоту. Поэтому стремятся сохранить концентрацию сернистого агнидрида s газе максимально возможной, в том числе путем исключения подсоса атмосферного воздуха через горловину налыльника. В этом случае объем!!ый расход газа через напыльник, обусловленный тягой дымососа, практически равен объемному расходу воздуха, вдуваемого в конвертер, если учтен перепад их температур.

Поэтому произведение объемного расхода воздуха на относительную концентрацию сернистого ангидрида в газе, эквивалентное его массовому расходу, будет характеризовать скорость окисления серы в газовую фазу и, следовательно, ее остаточное содержание в ванне конвертера, так как кислород воздуха всегда избыточен к окислительным реакциям конвертиро717146 вода вания штейна. Это" позволяет произведение входной и выходной переменных" процесса (расхо11" воздуха и концентрация сернистого ангидрида) испольэовать как- параметр контро "" ляЁй "рег Жфов аФй в" Ьйерациях управл ения 1 азддй11амичеекйм режимом кбнвер1 ирования штейнов.

Целью изобретей1И является повышение концентрации сернистого ангидрида в отходя .щем Hà aутилизацию конвертером газе и предот" вращейие его утечки в производственное поме щение путем автоматического регулирования тяги дымососа при раздельном отборе богатого и бедного по содержанию сернистого ангидрида газа с фиксацией окончания дутья воздуха на основе бцейкй массового расхода сернистого ангидрида.

Это достигается тем, что система содержит измерители температуры и расхода воздуха на конвертйровакие, температуры конвертерного газа и концентрации в нем сернистого ангидрида, блок перемножения расхода воздуха на концентрацию серййстого ангидрида, сумматор, блок йересчета раСхода воздуха в расход газа, измеритель концентрации сернистого ангццрида, блок умножения, регулятор направляющего аппарата дымососа, блок вычисления производной, ключ — дискриминатор, блок логики, блок вычисления момента прекращения дутья, причем сумматор подключен к блоку пересчета расхода воздуха в расход газа, а последний """ " совместйо" с йэмерйте1Гем конКемтфа@й сернистого ангидрида подключен к блоку умножения, выход которого подключен к входу регулятора направляющего аппарата дымососа, к первому входу блока вычисления производной и через ключ — дискриминатор подключен к его второму входу, оба выхода блока вычисления производной подключены через блок логики к запорным устройствам утилизационного и вентиляционного газоходов, причем его выход, соответствующий отрицательнбму знаку пройзводной, подключен к первому входу блока вычисления момента прекращения дутья

-> в конвертер, ко второму входу которого подключен выход блока умножения, à его выход подключен к запорному устройству воздухопроНа чертеже дана структурная схема автоматизированной системы управления процессом конвертирования штейнов. Она содержит воздухопровод 1 для подачи воздуха в технологический агрегат 2 (конвертер, напыльник, пылевая камера, циклон), вентиляционный 3 и утилизационный 4 газохо- ды, дымосос 5 с направляющим аппаратом 6, измерители 7 и 8 расхода воздуха и" ei о температуры, измерители 9 и 10 температуры конвертерного-газа" и концентрации в нем сернис4 того ангидрида, блок И вычисления разности температур газа и воздуха, блок 12 пересчета расхода воздуха на расход газа по разности температур, вычисленной в блоке 11„13 перемножения- расхода газа на концентрацию в нем сернистого ангидрида, регулятора 14 направляющего аппарата дымососа, ключ— дискриминатор 15, блок 16 вычисления алгебраической производной произведения расхода

>0 газа и концентрации сернистого ангидрида, блок 17 логики переключения газоходов, блок

18 вычисления момента окончания доводки металла и прекращения дутья в конвертер.

Система работает следующим образом.

После загрузки конвертера штейном и флюсами оператор включает дутье. Воздух по воздухопроводу 1 через фурмы поступает в агрегат 2 (конвертер, напыльник, пылевая камера, циклон). Здесь кислород воздуха, взаимодействуя э0 с сернистыми соединениями расплава, образует сернистый ангидрид. Последний вместе с инертами и остаточным кислородом образует конвертерный газ, который в зависимости от положения эапорных устройств поступает на вен25 тиляционный 3 либо утилизационный 4 газоходы. Интенсивность отбора газа на утилизацию зависит от производительности дымососа 5, которая задается направляющим аппаратом 6 от регулятора 14. Заданием последнему служит

ç0 выходной сигнал блока 13, эквивалентный массовому расходу сернистого ангидрида, со держащегося в конвертерном газе. Здесь перемножаются расход воздуха и концентрация сернистого ангидрида в газе, замеренные иэме35. рителями 7 и 10, причем расход воздуха пересчитан на расход газа в блоке 12 по сигналу блока 11, который пропорционален разности температур газа и воздуха, замеренных измерителями 8 и 9.

В блоке 16 вычисляется алгебраическая производная массового расхода сернистого ангидрида. Когда последний достигает некоторой критической величины, обусловленной нижней

4 предельно допустимой концентрацией серниСто- го ангидрида в конвертерном газе (1 — 2%), срабатывает ключ — дискриминатор 15 и на одном иэ выходов блока 16 появляется сигнал, поступающий в блок 17. Последний вне зави-.

50 симости от знака входного сигнала управляет запорными устройствами газоходов так, что для исключения выбивания газов из горловины напыльника при переключении эапорных уст1 ройств на время, необходимое для перераспределения давлений (разрежений), открыты оба газохода. Отрицательный импульс блока вычисления производной одновременно запускает блок 18, где на основе оценки величины приращения массового расхода сернистого ангид и

717146

ПИ . Заказ 9764/34

694 Подписное

ППП "Патент", род, ул. Проектная, 4 рипа вычисляется момент прекращения дутья воздуха в конвертер и выдается сигнал на закрытие воздухопровода.

Система обеспечивает управление процессом конвертирования на всех его стадиях. 5

Формула изобретения

Система автоматизированного управления / процессом конвертирования цпейнов в конвертере, содержащем утилизационные и вентиля. ционные газоходы, с запорными устройствами, 10 включающая измерители температуры и расхода воздуха яа конвертирование, температуры кон вертерного газа и концентрации в нем сернис- того ангидрида, блок перемножения расхода воздуха на концентрацию сернистого ангидрида, о т л.и ч а ю щ а я с я тем, что, с целЬю получения утилизируемого газа с более высокой концентрацией сернистого ангидрида и исключения его утечки, она дополнительно содержит сумматор, блок пересчета расхода воздуха в 2О расход газа, измеритель концентрации сернистого ангидрида, блок умножения, регулятор направляющего аппарата дымососа, блок вычис- . ления производной, ключ-дискриминатор, блок логики, блок вычисления момента прекращения > дутья, причем сумматор подключен к блоку пересчета расхода воздуха в расход газа, а последний совместно с измерителем концентрации сернистого ангидрида подключен к блоку умножения, выход которого подключен к входу регулятора направляющего аппарата дымососа, к первому входу блока вычисления производной и через ключ — дискриминатор подключен к его второму-вхощ, оба выхода блока вычисления производной подключены через блок логики к запорным устройствам утилизационного и вентиляционного газоходов, причем его выход, соответствующий отрицательному знаку производйой, подключен к первому входу блока вычисления момента прекращения дутья в конвертер, ко второму входу которого подключен выход блока умножения, а его выход подключен к запорному устройству воздухопровода, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 365392, кл. С 22 В 15/06, 1973. 2. Туркенич Д. И. Управление плавкой стали в конвертере. М., "Металлургия", 1971, с. 252—

254.