Устройство управления режимом шлако-образования b bahhe kohbeptepa

 

О П И С А Н И Е (п)827551

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

4оюз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.03.79 (21) 2777401/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M K> з

С 21С 5/30

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 669.184.244 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (72) Авторы изобретения

В. С. Богушевский, В. М. Глуховская, Н. А. Сарокин и С. К. Соболев

Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ

ШЛАКООБРАЗОВАНИЯ В ВАННЕ КОНВЕРТЕРА

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к управлению кислородно-конвертерным процессом.

Известно устройство управления режимом шлакообразования в ванне конвертера, включающее датчики содержания СО, СО>, N2 и Н2 в отходящих газах, а также количества СО2, отходящего с пылью, соединенные через вычислительный блок и регуляторы с исполнительными механизмами, управляющими положением фурмы относительно уровня спокойной ванны, расходом кислорода и массой сыпучих (1).

Устройство имеет низкую надежность изза больших погрешностей в определении количества подсасываемого в конвертер воздуха, количества кислорода в пыли, различного количества кислорода, связываемого отдельными компонентами металла, переходящими в шлак.

В другом известном устройстве управление производят по количеству кислорода, перешедшего в шлак. Устройство содержит датчики содержания в отходящих газах

СО, СО> и О>, а также измерители расхода кислорода и массы сыпучих, соединенные с вычислительным блоком, выход которого через регуляторы соединен с исполнительными механизмами управления положением ,фурмы относительно уровня спокойной ванны, расходом кислорода и массой сыпучих (2)

Устройство обладает низкой надежностью, так как различные элементы при взаимодействии с одним и тем же количеством кислорода образуют различное количество шлака.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство

10 управления режимом шлакообразования в ванне конвертера по акустической характеристике продувки.

Устройство содержит датчики положения фурмы относительно уровня спокойной

15 ванны, расхода кислорода, массы сыпучих, соединенных через соответствующие измерители и регуляторы с исполнительными механизмами, и датчик акустической характеристики продувки, соединенный через

2о измеритель с вычислительным блоком, который, кроме того, соединен с блоком ввода начальных условий и измерителем расхода кислорода (3).

Недостатками устройства являются: малая надежность управления и предотвращения выбросов, некачественное удаление нежелательных примесей из металла, высокий расход шлакообразующих и угар металла, так как режим шлакообразования в

ЗО значительной мере зависит от количества

827557

3 шлака, оставляемого в конвертере после предыдущей плавки.

Целью изобретения является повышение надежности управления, предотвращение выбросов, качественное удаление нежелательных примесей из металла, экономия шлакообразующих материалов и уменьшение угара металла.

Эта цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит соединенные между собой датчик и измеритель количества шлака, оставляемого в конвертере, причем выход измерителя через вычислительный блок и регулятор подключен к приводу конвертера.

Введение новых блоков по измерению количества шлака, оставляемого в конвертере, и изменению этого количества позволяет получить объективные характеристики режима шлакообразования и вести управление в соответствии с поставленной целью.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измеритель 1 акустической характеристики продувки, регулятор 2, вычислительный блок 3, регуляторы 4 — 6, измеритель 7 положения фурмы относительно уровня спокойной ванны, блок 8 вывода начальных условий, измеритель 9 расхода кислорода, измеритель 10 массы сыпучих, измеритель 11 количества шлака, оставляемого в конвертере, фурму

12, датчик 13 расхода кислорода, исполнительный механизм 14, датчик 15 положения фурмы относительно уровня спокойной ванны, исполнительный механизм 16, газоход 17, датчик 18 акустической характеристики продувки, весовой бункер 19, датчик

20 массы сыпучих, исполнительный механизм 21, привод 22 конвертера, датчик 23 количества шлака, оставляемого в конвертере, и конвертер 24.

Вход измерителя акустической характеристики соединен с датчиком 18, а выход— с вычислительным блоком 3. Вход регулятора 2 соединен с выходом блока 3 и через измеритель 7 положения фурмы относительно уровня спокойной ванны с соответствующим датчиком 15, а выход — с исполнительным механизмом 16. Вход регулятора 4 соединен с выходом вычислительного блока 3 и через измеритель расхода кислорода- 9 с соответствующим датчиком 13, а выход — с исполнительным механизмом 14.

Вход регулятора 5 соединен с выходом блока 3 и через измеритель массы сыпучих

10 с соответствующим датчиком 20, а выход — с исполнительным механизмом 21.

Вход регулятора 6 соединен с вычислительным блоком 3, а выход — с приводом 22 конвертера 24. Датчик 23 количества шлака, оставляемого в конвертере, соединен через измеритель количества шлака 11, оставляемого в конвертере, с вычислитель4 ным блоком 3, который, кроме того, соедИнен с блоком 8 ввода начальных условий и измерителем 9 расхода кислорода.

Управляющие воздействия рассчитыва5 ются по формулам: для первого периода

Н = К,) Г+ / () + К,О„+ К, при

V((0,15V*+ К,G „); для второго периода

Н = К при Ь ) (О 15V*+ К40 ) (Ас — A(c-z1) (О (2) или

15 Н=К, и — Кв+К7G при V) (0)25V" +Ê,G„„,); (3) для третьего периода

К, при — 50 (Л Н ((50+ К,G ), К, + Л Н при — 50) ЛН или ЬН

) (50+ К,G ); (4) или

Н= К, + Ь Н при — 100 )ЛН, Vl — V(— >) Кя о

G„„= К„+ К„6, (5) 25

55 для четвертого периода

Н = К, при V (0,85V": + К„О„„), зо C . 0,1 (6)

Н = К, + К„V (0,85V*+E„G )

С (0,1, (7) где Н вЂ” положение фурмы относительно уровня спокойной ванны, мм;

Кь К ..., К14 — коэффициенты;

V — расход кислорода, нм /мин;

/() — функция, определяемая насыпной массой лома, мм;

V — фактическое количество кислорода, израсходованное за определенное время продувки, нм, V" — расчетное количество кислорода на плавку, определяемое, например, по балансово-статистическому уравнению, нм ;

G > — масса оставляемого шлака в конвертере после предыдущей плавки, кг;

А — сигнал акустическои характеристики продувки, о/о, (с — 1),i — индексы предыдущего и последующего значения измеряемого параметра с дискретностью, например, для условий ЕМ3, 15с;

G„— масса извести, кг;

С в заданное значение содержания углерода в стали, /о,Ло — управляющее воздействие по

60 положению фурмы относительно уровня спокойной ванны, мм, равное

ЛН= К„А — К„, (8)

55 где Кд, К>s — коэффициенты.

В27М7 (9) 5

Масса шлака, оставляемого в конвертере на последующую плавку, определяется по формуле

0*, = К„+К„ Ad«, 1Ч где 6* — масса шлака, оставляемого в конвертере на последующую плавку, кг;

Кд, К 8 — коэффициенты; ттс — начало четвертого периода, мин; т — продолжительность продувки, мин; т — текущее время продувки, мин.

Устройство работает следующим образом.

В момент окончания слива шлака предыдущей плавки датчик 23 количества шлака, оставляемого в конвертере 24, выполненный, например, в виде блока измерения угла поворота конвертера и блока фиксации момента прекращения слива шлака, учитывает информацию о массе шлака, оставляемого в конвертере. Напряжение на выходе датчика 23, пропорциональное величине б„л, передается в измеритель 11 количества шлака, оставляемого в конвертере, и фиксируется. В момент ввода начальных условий из блока 8 (информация для статического расчета шихты, насыпная масса лома) производится расчет массы шлакообразующих материалов в вычислительном блоке 3, откуда уставки поступают в регулятор 5. Расчет уставок в блоке 3 (масса и время подачи) производится в соответствии с принятой технологией. Например для условий ЕМ3, 35 — 40% извести вво-. дится на дно конвертера, 30% — после продувки 15% расчетного количества кислорода на плавку, 25 — 30% — после продувки

30% расчетного количества кислорода, плавиковый шпат — после продувки 85% расчетного количества кислорода. При работе с оставленным шлаком 35 — 40 извести вводится после продувки 15% расчетного количества кислорода на плавку, 30%— после продувки 30% расчетного количества кислорода, 25 — 30% — после продувки 50% расчетного количества кислорода. Регулятор 5 подает команду на исполнительный механизм 21, который управляет подачей материалов в весовой бункер 19. Действительная масса загруженных материалов контролируется датчиком 20. Напряжение, пропорциональное массе сыпучих, передается от датчика 20 в измеритель 10 массы сыпучих, который подает соответствующее напряжение в регулятор 5. При совпадении массы загруженного материала с заданной уставкой сыпучие вводятся в конвертер.

Работа датчиков 13, 15, измерителей 7, 9, регуляторов 2, 4 происходит аналогично с

55 б0 б5 бг вышеописанной при получении соответству-.. ющих уставок из вычислительного блока 3, Момент начала продувки определяется опусканием фурмы до рабочей отметки и подачей в конвертер кислорода. Например для 130-тонного конвертера ЕМ3 при интенсивности продувки 400 нм /мин, эти величины соответственно равны 3000 мм и

300 нм /мин, При этом напряжение от датчика 13 расхода кислорода поступает в измеритель 9 и оттуда — в вычислительный блок 3, в который также поступает напряжение, пропорциональное количеству шлака, оставленному в конвертере, с измерителя 11. Вычислительный блок 3 выдает уставку в регулятор 2 и исполнительный механизм 16 отрабатывает ее. Окончание первого периода контролируется, начиная с момента продувки количества кислорода, равного V=(0,15V*+K4G „) нм, по информации об акустической характеристике продувки. Напряжение, пропорциональное значению этого сигнала, поступает от датчика

18 акустической характеристики продувки в измеритель 1 и оттуда — в вычислительный блок 3. Аналогично определяют уставки во втором, третьем и четвертом периодах. При переходе к четвертому периоду, напряжение, пропорциональное акустической характеристике продувки, с измерителя 1 интегрируется в вычислительном блоке 3 до момента окончания продувки.

По этой информации в блоке 3 вырабатывается установка на количество шлака, оставляемого в конвертере на последующую плавку, и передается на регулятор 6, который управляет приводом конвертера 22 при сливе шлака.

Коэффициенты К> — К в и функция f (g) зависят от вместимости конвертера и конструкции фурменного наконечника. Для условий 130-тонного конвертера ЕМЗ и четырехсоплового наконечника с углом раскрытия сопл 15 коэффициенты равны: К вЂ”

=70,4 мм.мино /нм"; К вЂ”вЂ” — 0,067 мм/кг;

К4 —— — 0,135 нм /кг; К вЂ” — 1100 мм; К6 ——

= 250 кг; К7 — — — 0,072 кг/кг; К8 ——

= — 0,135 нм /кг; К9 — — 0,017 мм/кг; Кщ ——

= 50 нмз/мин; Кц — 250 кг; Кtg — — 0,167 кг/кг;

К)3 — — 200 мм; К 4 — — — 0,135 нм /кг; Кд=

=24,2 мм/%; К 6 — — — 257 мм; К 7 ——

= — 3250 кг; КО=52,3 кг/%мин.,, () =

=200 мм в случае легковесного лома, /() =o при насыпной массе лома в пределах 1,4 —.1,8 т/м и (ф) = — 50 мм в случае тяжеловеса. Значение коэффициента К определяется следующим образом: при переходе ко второму периоду по сигналу о количестве продутого кислорода

=0,15V*+f(4G ., нмз на следующую плавку принимается значение коэффициента Кз на 50 мм ниже, чем в предыдущей плавке, по сигналу (А; — А1; >1) (,0 принимается

К,=О, по сигналу V=0,25 V*+ KqG „zMЗ на следующую плавку принимается значеСоставитель А. Абросимов

Техред Л. Куклина

Редактор И. Гохфельд

Корректоры: В. Нам и А. Галахова

Заказ 645/9 Изд. № 300 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5 типография, пр. Сапунова, 2 нйе коэффициента Кз на 50 мм выше, чем в предыдущей плавке.

Формула изобретения

Устройство управления режимом шлакообразования в ванне конвертера, содержащее датчики положения фурмы относительно уровня спокойной ванны, расхода кислорода, массы сыпучих, соединенные через 10 соответствующие измерители и регуляторы с исполнительными механизмами, и датчик акустической характеристики продувки, соединенный через измеритель с вычислительным блоком, который, кроме того, со- 15 единен с блоком ввода начальных условий и измерителем расхода кислорода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности управления, предотвращения выбросов, качественного удаления нежела- 20 тельных примесей из металла, экономиИ шлакообразующих материалов и уменьшения угара металла, оно дополнительно содержит соединенные между собой датчик и измеритель количества шлака, оставляемого в конвертере, причем выход измерителя через вычислительный блок и регулятор подключен к приводу конвертера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 51-29692, кл. С 21С

5/32, 1976.

2. Патент ФРГ № 1458827, кл. С 21С

5/30, 1971.

3. Здановский В. В., Туркенич Д, И. Возможности управления конвертерной плавкой по уровню шума. Сталь, 1977, № 1, с. 22 — 24.