Устройство автоматического управления процессом плавки марганцевых ферросплавов в электропечи Советский патент 1983 года по МПК F27D19/00 

Изобретение относится к электротермин, а более конкретно - к управ лению рудовосстановительными электропечами, выплавляющими марганцевые ферросплавы и может быть использова при выплавке в .электропечах других продуктов. Известно устройство, осуществляю щее регулирование положения электрода или приложенного к электроду напряжения в зависимости от прираще ния TeNmepaTypu внутренних поверхностей печи {ijДанное устройство позволяет ojrpa ничить TGNmepaTypy стен и печи и тем самым может обеспечить сохранность футеровки, но не оптимизацию технологического процесса. Известно устройство, предусматри вающее изменение соотношения компонзнтов шихты, загружаемых в печь через полый электрод в зависимости от изменения положения электрода и качества выплавляемого сплава 2Js Недостатком этого устройства является ограниченность применения, так как работа устройства основана на зависимости качества сплава от температуры расплава. Такая зависимость при выплавке марганцевых спла вов не обнаружена и она характеризуется только для карбида кальция о Кроме того, на ферросплавных печак полые элект 1оды практически не прим няются. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического управления процессо плавки марганцевых ферросплавов в электропечи, содержащее датчик окис углерода, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока датчик двуокиси углерода, выход которого соединен через второй блок усреднения с вторым входом вычислительного блока, датчик расхода газа соединен через первый блок интегрирования с третьим входом .вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом блока делани датчик содержания марганца в шихте через третий блок усреднения соединен с первым входом второго вычисли тельного блока, датчик расхода рудной части .шхты через второй блок интегрирования соединен с вторы входом второго вычислительного блока, выход которого через первый эле мент задержки соединен с вторым вхо дом блока решения, выход которого соединён с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым блоком сравн ния р датчикактивного сопротивления ванны соединен с входом четвертого блока усреднения, выход которого соединен с первым входо:м второго блока сравнения,, второй вход кото- рого соединен с вторым блоком задания, логический элемент,- содержащий схему И t3Il Основные недостатки известного устройства - невысокая точность оп рёделения расстояния электрод- под и ограниченная область -его применения . Формупа Шварца фон Бергкапфа может быть применена только для печей с погруженньцуи в шлак электродагли, имеющими высокое активное сопротивления нагрузки, и для ферросплавt«JX печей непригодна. Кроме TorOf сопротивление расплава зависит не только от химсоставаf но и от температуры расплава, в этой система конкретизируются услови.я выбора регулирующего воздействия, стабилизация расстояния электрод-под предусматривает изменение уставки тока., что приводит к неполног/ty использованию мощности агрегата. Цель изобретения - снижение удельных расходов сьчрьевых материалов и электрсэнергии ( повышение произво -дительности печи. Постазленная цель достигается тем, что устройство автоматическс.го управления процессом г лавки марганцевых ферросплавов Б электрспечи, содержащее датчик окиси уг.перода выход которого соеди.чен с BXCROK первого блока усреднения, выход ко-торого соединен с первым в.ходом перBorxj вычислительного блока, датчик двуокиси углерода, выход которого соединен через второй блок усреднения с вторым входом первого вычислительного блока, датчик расхода газа, выход которого соединен через первый блок интегрирования с третьим входом первого вычислительного Блока д еления, датчик содержачия марганца Б шихте через третий блок усреднения соединен с первым входом второго вычислительного блока датчик расхода рудной части шихты через вто рой блок интегрирования соеде нен с вторым входом второго вычи1:-Г ительного блока, выход которого ч.арез первый элемент задержки соедиЕ-зен с вторым входом блока деления выход |последнего соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первыь4 блоком задания, датчик активного сопротивления ванны соедкнен с входом четвертого блока усреднения, выход кторого.соединен с первым входом второго блока сравнения, вгорой эког. котороЛ: соединен с вторым блоком задания, логический элемен.Су солержащи;й схему И, снабжено вт-орой схе-мой И, первый вход первой схаг-лы И соелинеи через первый согласук щии элемент с первым входом первого бло ка сравнения, виход первой схемы И через второй элемент задержки соеди нен с первым входом блока задания подвески восст 1Еювителя еистемгл автоматического дозирования компонентов шихты; второй вход второй схемы через второй согласуюгдай элемент соединен с первым выходом второго блока сравнения, выход второй схемы И, через третий элемент задержки соединен с вторым входом блока зад ния навески восстановителя системы автоматического формирования компонентов шихты, второй.выход первого блока сравнения соединен с первым входом второй схемы И, второй выход второго блока сравнения соединен с вторым входом первой схемы И. Сущность изобретения заключаетс в определении за установленный промежуток времени отклонения величины отношения массы углерода, содержа щейся в отходящем из печи газе (С к массе поступивших за соответствую щий период в печь восстанавливаемых элементов/ например марганца (MJ, а также отклонения за тот же период активного сопротивления ванны (Rg) от расчетных значений (с,/М)рдсч )ac4 и выработки корректирующего воздействия на изменение навески восстановителя в шихте. Регулирующее воздействие осуществляется на заданную величину, а очередное - после того, как реализовано предыдущее. Это позволяет учесть транспортное запаздывание шихтового канала регулирования. Для улучшения динамики процесса величины С|-/М и Rg определяются как средние за установленный проме жуток времени, а значения (С -/Л}р ч Красч .имеют диапазон, определяемы экспериментально для рабочих режимо данного процесса. При вычислении отношения Ср/М учитывается время . запаздывания подачи шихты в ванну печи, На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства применительно к выплавке ферромарганца в мощной рудовосстанрвительной печк. Устройство содержит датчик 1, 2 и 3 соответственно окиси и.двуокиси углерода и расхода газа, выходы которых через блоки усреднения 4,5 и интегрирования 6 подключены к вычислительному блоку If выход которого соединен с входом блока 8 деления Выходы датчиков содержания марганца в шихте 9 и расхода рудной части шихты 10 через блоки усреднения 11 и интегрирования 12 соединен с вычислительным блоком 13, выход которого через элемент 14 задержки подключен к второму входу блока 8 деления. В.ход последнего подключен к блоку 15 сравнения, на второй вход которого подключен задатчик 16 расчетного значения отношения массы углерода, содержащейся в отходящих КЗ печи газах, к массе марганца в шихте. Второй канал устройства включает датчик 17 активного сопротивления ванны печи, выход которого через блок 18 усреднения соединен с блоком 19 сравнения, на второй вход которого подключен задатчик 0 расчетного значения активного сопротивления ванны. Противоположные по знаку выходы блоков 15 и 19 сравнения через согласующие элементы 21 и 22 соединены со схемами И 23 и 24 логического блока 27, выходы которых через элементы 25 и 26 задержки подключены к блоку 28 задания навески восстановителя , система автоматического дозирования компонентов шихты (не показан ). Устройство работает следующим образом. Недостаточное поступление восстановителя в печь или изменения физико-химических свойств шихты, повлек-j шие за собой снижение толщины или реакционной способности коксовг го слоя приводят к замедлению восстановительнЕлх реакций и, как следствие, к уменьшению массы углерода, содержащейся в отходящем из печи газе. Одновременно увеличиваетсяактивное сопротивление ванны.. При устойчивом отклонении режима от датчиков окиси углерода 1, двуокиси углерода 2 и расхода газа 3 через блоки 4 и 5 усреднения и интегрирования б в вычислительный блок 7 поступают сигна-пы СО, С02 и Ср. .В вычислительном блоке 7 определяется масса углерода, содержащегося в газе Cf. Сигнал, пропорциональный С поступает в блок 8 деления. Одновременно от датчиков содержания марганца в шихте 9 н расхода рудной части шихты 10 через блоки усреднения 11 и интегрирования 12 в вычислительный блок 13 поступают сигналы Мп и G ,В вычислительном блоке 13 определяется масса марганца, содержащегося в шихте. Сигнал, пропорциональный М через элемент 14 задержки поступает на второй вход блока 8 делеьия, где опраделяется отношение Cj./M. Сигнал, пропорциональный С.. поступает в блок 15 сравнения, на ьторой вход которого подается сигнал расчетногс5 значения от задатчика 16. На выходе блока 15 сравнения появляется сигнал (C(-/MJ, который поступает на первый вход схемы И 24. По второму каналу устройства

сигнал от датчика 17 активного сопротивления ванны через блок 18 усреднения, поступает в блок 19 сравнения, на второй вход которого от задатчика 20 подается сигнал, пропорциональный расчетному значению активного сопротивления ванны На выходе блока 19 сравнения пойвляется сигнал +А , который через согласующий элемент 22 поступает на второй вход схемы И 24 логического блока 27, С выхода схемы И 24 через элемент 26 эгщержки в блок 28 задания навески восстановите:г я поступает корректирующий сигнал {+) на увеличение навески восстановителя в шихте. Когда увеличенная доза восстановителя поступает в реакционную зону Печи, схема готова к очереному циклу управления.

ИзбЕ 1точное поступление восстановителя в печь или изменение физикохимических свойств шихты, повлеките за собой увеличение толщины или реакционной cnoco6HOCTti коксового слоя, приводят к интенсификации росстаноБительнызе реакций и, как следствие, к увеличению массы углерода, содержащейся в отходяЬ1ем из печи газе Одновременно уменьшается активное сопротивление ванны. На выходе блоков 15 и 19 сравнения пойвляются сигналы +й( и . Сигнал ../И) через элемент 21

согласования поступает на вход схе1Мы И 23, на второй вход которого поступает сигнал АКа- С выхода схемы И 23 через элемент 25 задержки на вход блока 28 задания навески

восстановителя поступает сигнал (-) ,на уменьшение навески восстановителя в щикте

Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения достигается за счет экономии (1%)

сырьевых материалов, снижения (0.5%) удельного расхода электроэнерх ии повышения (0,ё%) производительности и составляет 110 тыс руб.

fff

f&

/i/pac.

И-if

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЛАВКИ МАРГАНЦЕВЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ В ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее датчик окиси углерода, выход которого соединен с входом первого блока усреднения, ВЫХОД которого соединен с первым входом первого вычислительного блока, датчик двуокиси углерода, выход которого соединен через второй блок усреднения с вторым входом первого вычислительного блока, датчик расхода газа, выход которого соединен через первый блок интегрирования с третьим входом, первого вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом блока деления, датчик содержания марганца в шихте через третий блок усреднения соединен с первым входом второго вычислительного блока, датчик 1засхода рудной части шихты через второй блок интегрирования соединен с вторым входом второго вычислительного блока, выход которого через пер. элемент задержки соединен с вторым входом блока деления, выход последнего соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым блоком задания, датчик активного сопротивления ванны соединен с входом етвертого блока усреднения, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход блока сравнения соединен с вторым блоком задания, логический элемент, содержащий схему И, отличающееся тем, что, с целью снижения удельных расходов сырьевых материалов и электроэнергии и повьаче.ния производительности печи, оно (Л снабжено второй схемой И , первый вход первой схегиы И соединен через первый согласующий элемент с первым входом первого блока сравнения, выход первой схекы И через второй элемент задержки соединен с первым входом блока задания подвески восстановителя системы автоматического дозирования компанентов шихты, второй СП вход второй схемы И через второй to согласующий элемент соединен с первым выходом второго блока сравнения, 00 ND выход второй схемы И через третий элемент задержки соединен с вторым, входом блока задания навески восстановителя системы автоматического формирования компонентов иихты, второй выход первого блока сравнения соединен с первым входом второй cxeivbi И, второй выход второго блока сравнения соединен с вторым входом первой схемы И.

В