Устройство управления прекращением продувки конвертора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< «857269 (63) Дополнительное к евт. саид-ву (51)М. Кл З (22) Заявлено, 01.0879 (23) 2847692/22-02, С 21 С 5/30 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230881. бюллетень Н9 З1

Дата опубликования описания 230881 (53) УДК 66 9. 1 и 4 ..224(088.8} (72) Автор изобретения

В.С. Богушевский

Киевский институт автоматики нм. ЯЖУ--съезда КПСС (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРЕКРИЯЕНИЕИ .

ПРОДУВКИ КОНВЕРТЕР

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам управления конвертерным процессом, и может быть использовано в конвертерных цехах металлургических заводов.

Известно устройство для определения момента прекращения продувки

s кислородном конвертере на заданном ® содержании, углерода.в металле, кото<рое содержит датчики входных и вы ходных параметров процесса, соединенные через потенциометрнческие

"делители с усилителем мощности и интегратором, к выходу которого под)соединены счетчик степени обезуглероживания. Это устройство рещает час-. тнув задачу контроля содержания углерода 11).

Наиболее близким по технической сущности является устройство управления прекращением продувки, содержащее блоки контроля содержания углерода и заданного его количества, соединенного с блоком сравнения, выход коТорого соединен с блоком продувки, и блок управления приводом конвер.тера. После прекращения продувки отбирают пробу металла на анализ, по результатам которого производят повторную продувку плавки {додувку) (2) .

Недостатком известных устройств является низкая производительность агрегата, так как он вызывает большие потери времени .на промежуточные повалки конвертера для взятия пробы и ожидание результатов химаиализа.

Цель изобретении - увеличение произвсдительиости агрегата.

Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее блоки контроля содержания углерода я заданного его количества, . соединенные с бло» ком сравнения, выход которого соединен со входом блока продувки, и блок управления приводом конвертера, дололнительно содержит блс к контроля спектра излучения пламени, блок наличия характерных спектральных линий, соединенный с блоком заданного количества углерода, три блока И, два блока МЕ, блоки КЛИ и задержки, причем виаод блока наличия характерных спектральных линий соединен с первым входом первого блока И, второй вход которого соединен с выходом блока пропуска и через первый блок НЕс первыми входами второго и третьего блока Иу вход блока контроля спектра

857269 излучения пламени соединен через блок задержки с выходом блока продувки, а выход - со вторым входом второго блока И и через второй блок

НЕ - со вторым входом третьего блока

И выходы первого и третьего блока И через блок ИЛИ соединены с блоком управления приводом, а выход второго - со входом блока продувки и блоком контроля содержания углерода.

Введение новых блоков и связей .между ними позволяет производить анализ стали по спектру излучения пламени непосредственно после прекращения продувки. без поналки конвертера для взятия пробы, что позволяет не задалживать производственное время на проведение этих операций и вести управление н. соответствии. с поставленной целью.

На чертеже представлена блок-схема устройства управления прекращением продувки конвертера.

Устройство содержит блок 1 сравнения, блок 2 заданного количества. углерода, блок 3 наличия характерных спектральных линий, блок 4 задержки, блок 5 контроля содержания . углерода, блок НЕ 6, блок И 7, блок

8 контроля спектра излучения пламени, блоки И 9, 10, блок ИЛИ 11, блок 12 управления приводом конвер-, тера, блок 13 продувки, блок НЕ 14.

Вход блока 1 сравнения соединен с выходами блоков 2 заданного количестна углерода и 5 контроля содержания углерода, а выход — co аходом блока 13 продувки. Второй выход блока 2 заданного количества углерода соединен со входом блока 3 наличия характерных спектральных линий.

Выход блока 3 соединен со входом блока б НЕ и первым входом блока

7 И. Выход блока НЕ 6 соединен с первыми входами блоков И 9 и 10.

Вход блока 4 задержки соединен с выходом блока 13 продувки, который, кроме того, соединен со вторым входом блока Й 7. Выход блока 4 задержки соединен со входом блока 8 контроля спектра излучения пламени, выход которого соединен соответственно через блок НЕ 14 и непосредственно -. со вторыми входами блоков .

И 9 и 10. Выход блока И 9 соединен со входами блока 13 продувки и блока 5 контроля содержания углерода.

Выход блока И 10 соединен с первым входом блока ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходом блока

И 7. Выход блока 11 соединен с блоком 12 управления приводом конвертера.

Блок 3 наличия характерных спектральных линий представляет собой, например, переключатель,снабженный шкалой, отградуированной н процентном содержании углерода, положение контактов которого соответС =О,В Р" " +, ВР

+<С вЂ” - "+ T к " " Рмсщс к Ллс кс ьмякс

".„"." 1,D ò „ï„.".)з )}, о) где Рк Рммкс - давление Отходящих газов соответствейно в момент времени ь|, и максимальное, мм. вод.ст.;

U,,U „ — расход дутья соответственно в момент времени С< и в момент максимума давления, нм /мин1

Тк,Т„„,„„с — температура отходящих газов соответственно в момент времени Т к и максимальная; С

Н„,Н„„, - расстояние сопла фурмы от уровня спокойного металла соответственно в момент времени Гк » в момент. максимума давления,м1

П вЂ” входные и выходные параметры плавки с о q — коэффициенты регрессии.

50

60

Работа блока 5 контроля содержания углерода заключается в следующем.

Информация о входных и выходных параметрах конвертерной плавки (например, расходе и давлении дутья, ствует границам областей с характерными спектральными линиями. Например, для условий Енакиевского металлургического завода положение контакта соответствует 0,25Ъ . При установке заданного количеств углерода в блоке 2 синхронно поворачивается ручка переключателя. При положении ручки переключателя на содержании углерода выше 0 25% контакт замкнут, прн содержании угле10 рода ниже 0,25 — разомкнут.

Блок 5 контроля содержания углерода содержит датчики входных и выходных параметров, усилитель мощности, узел разрешения отсчета, сум-. матор, индикатор, узлы определения особых точек на характеристиках изменения параметрон, связанные с датчиками входных и выходных параметров и подключенные через

20 сумматор к индикаropy узел ум ножения-суммирования, связанный.с усилителем мощности, выход которого непосредственно и через дополнительно введенные последовательно включенные амплитудно-частотный преобразователь и делитель импульсов соединен с узлом разрешения отсчета, подсоединенным к индикатору.

Определение содержания углерода в блоке 5 производится по формуле

8+726 5 положении фурмы, температуре и давлеиии отходящих газов после их дого-. рания, количество тепла, унесенного с водой, охлаждающей фурму и потерянного конвертером за время простоя) вводится автоматически по ходу про.-.

5 дувки с ферродинамических датчиков, встроенных в приборы, контролирующие эти параметры. Значения масс руды, извести, лома, шпата, чугуна вводятся вручную с ферродинамических эадатчиков. Значение каждого параметра, вводимого н сумматор в виде напряжения переменного тока, умножается на статистический коэффициент и складывается с остальными параметрами. Полученное напряжение ураннове шивается усилителем мощности, после чего поступает н амплитудно-частотный преобразователь. Далее полученное число импульсов делится на восемь н делителе и накапливается на 20 выходе индикатора н виде угла поворота стрелки, пропорционально интегралу по времени входного напряжениц. Стрелка показывает текущее содержание углерода н металле на подвижном циферблате, градуированном согласно функции выражения (1).

Напряжения от датчиков входных и выходных параметров (пропорциональные давлению .отходящих газон, расходу дутья, температуре отходящих газов, расстоянию сопла фурми от уровня спокойного металла) поступают в узлы определения особых точек на характеристиках изменения парамет« рон, где происходит вычисление цараметрон, находящихся под функцией

f< выражения (i). Значение каждого параметра умножается на соответствующий статистический коэффициент и складывается с остальными членами 40 ураннения регрессии в сумматоре. Полученное напряжение поступает в индикатор, где сравнивается с напряжением, пропорциональным выражению f2. Разность напряжений, пропорциональных f и Е, поступает на механизм вращения подвижного циферблата индикатора. Таким образом, положение стрелки на циферблате. блока 5 и напряжение с выходного 50 преобразователя блока будет отражать содержание углерода в .ванне кислородного конвертера. Автоматическое переключение блока 5 из режима простоя н режим продувки и наоборот производится узлом разрешения отсчета, при получении от сумматора сигнала, уровень которого соответствует началу продувки.

Блок 8 контроля спектра излучения пламени представляет собой, напри- ь0 мер, монохроматор МДР-З, осуществляющий последовательное выделение излучения в характерной области спектра, соединенный с фотоэлектрической приставкой ФЭП-1, снабженной поэиционным контактом. При наличии харак,терных линий в контролируемой об.ласти спектра позиционный контакт срабатывает и на выходе, блока 8 появляется напряжение, соответствующее логической 1, при отсутствии — напряжение, соответствующее логическому 0 .

Блок продувки 13 представляет собой, например, контактор с двумя выходными контактами, один из которых подключен к двигателю привода фурмы, а другой - к исполнительному механизму, управляющему клапаном в трубопроводе дутья.

В процессе продувки спектр пламени имеет сильный сплошной фор, ча котором отдельные линии почти нераз.личимы, а излучение пламени мало отличается от излучения абсолютно черного тела. В момент прекращения продувки из горловины конвертера вырывается пламя, имеющее четкий линейчатый спектр. Характер спектра изменяется по ходу продувки и связан с содержанием углерода в ванне конвертера, химическим составом чугуна и технологией продувки. Так, для условий ЕМЗ (перерабатывается передельный чугун, продувка ведется через четырехсопловую форму с углом наклона сопел к вертикали н 13 интенсивность продувки 450 нм /мин, садка конвертера 150 т) характерными являются линии в синей части спектра с длинами волн 3. = 4520, а

4550, 4800, 4700 А, которые начинают исчезать при содержаниях углерода, равных 0,53 и исчезают полностью при

0,25%.

Перед продувкой в блоке 2 заданного количества углерода устанавливают требуемое конечное содержание углерода н зависимости от заданной марки стали. В процессе продувки н блоке 5 контроля содержания углерода непрерывно рассчитывают содержание углерода: напряжение, пропорциональное расчетной величине, поступает в блок 1 сраннения, где сравнивается с напряжением, поступающим из блока 2 заданного количества углерода. При равенстве ..апряжений из блока 1 сравнения поступает импульс в блок 13 продувки, который производит переключение процесса — осущестнляет подъем фурмы и отключение дутья. Сигнал о переключении процесса поступает в блок 4 задержки, где задерживается на время, необходимое на стабилизацию процесса (исчезновение пыли нз пламени коннертера). Время задержки зависит от садки конвертера, интенсивности продувки, конструкции наконечника фурмы. Время задержки.устанавливается равным 5 с, по истечению которых включается блок 8 контроля спектра излучения пламени, который контро7

857269 лирует спектр в характерной (например, для условий ЕМЗ синей) области спектра. При наличии характерныХ спектральных линий на выходе блока 8 появляется напряжение, соответствуЮщее лргической 1, при отсутствии - напряжение, соответствующее логическому 0 . Напряжение из блока 2 заданного количества углерода поступает в блок 3 наличия характерных спектральных линий, который вырабатывает напряжение, соответствующее логической 1, в слу- . чае, если заданному содержанию углерода соответствует характерная область спектра„и соответствующее логическому 0, если заданное содержание углерода лежит вне ха-рактерной области (последнее соответствует содержанию углерода в ванне конвертера ниже 0,25%) . Логи ческие 0 из блоков 3 и 8 инвертируются в блоках НЕ 6 и 14 и поступают в блок И 10, который вырабатывает логическую 1,и через блок ИЛИ 11 напряжение поступает в блок 12 управления приводом конвертера и конвертер подается для . взятия пробы на анализ. Если на выходе блока 3 напряжение соответствует логическому 0 (заданное содержание углерода ниже 0,25%), а на выходе блока 8 контроля спектра излучения пламени. логическая 1 (содержание углерода выше 0,25%), открывается блок И 9, который выдает импульс на продолжение продувки в блок 13 продувки, устанавливая в блоке 5 контроля содержание углерода значение содержания углерода, соответствующее нижней границе характерной области спектра, т.е.

0,253, После прекращения повторной продувки операции по управлению продувкой повторяются. Если на выходе блока 3 наличия характерных спектральных линий напряжение соответствует логической 1 (заданное содержание углерода выше 0,25%), после прекращения продувки, на выходе блока 7 И появляется йапряжение, соответствующее логической 1, и через блок ИЛИ 11 напряжение поступает в блок 12 управления приводом конвертера и конверт подается для взятия пробы на анализ.

Формула изобретения

Устройство управления прекращением продувки конвертера, содержащее блоки контроля содержания углерода и заданного его количества, соединенные с блоком сравнения, выход которого соединен со входом блока продувки, и блок управления (5 приводом конвертера, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности агрегата, оно дополнительно содержит блок контроля спектра излучения пламени, 2О блок наличия характерных спектральных линий, соединенный с блоком заданного количества углерода, три блока И,. два блока НЕ, блоки ИЛИ и задержки, причем выход блока нали чия характерных спектральных линий, соединен с первым входом первого блока И, второй вход которого соединен с выходом блока продувки и через первый блок НŠ— с .первыми входами второго и третьего блока. И; вход блока контроля спектра излучения пламени соединен через блок задержки с выходом блока продувки, а выход— со вторым входом второго блока И и через второй блок HE — со вторым входом третьего блока И; выходы первого и третьего блока И через блок ИЛИ соединены с блоком управления приводом, а выход второго — со входом блока продувки и блоком конт4Q роля содержания углерода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 287981, кл. С 21 С 5/30, 1971.

2. Богушевский В.С. и др. Вычислительное устройство динамического управления кислородно-конвер орной плавкой. C6. Автоматиэаци . металлургических производств" . Киев, 1972 .

857269

Тираж 618,Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5

Заказ 7151/43

Филиал ПП11 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Абросимов

Редактор B. Лазаренко Техред ц. Ковалева Корректор C... роман