Устройство прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора Советский патент 1986 года по МПК C21C5/30 

Изобретение относится к металлур гии, в частности к контролю кислородно-конвертерного процесса.

Цель изобретения - увеличение надежности прогнозирования выбросов.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - один из вариантов выполнения канала блока коррекции .

Устройство содержи;г конвертер 1, фурму 2, газоход 3 конвертера с дымососом 4, датчик 5 (газоанализатор) содержания СО и СО в отходяпщх газах, датчик 6 расхода отходящих газов, блок 7 определения V, блок 8 определения скользящего среднего, дифференциатор 9 (блок определения приращения V), блоки 10-14 памяти, пороговые элементы 15-24, схемы И 25-30, блок 31 логики, блок 32 управления, многоканальный блок 33 индикации (например, самописец Н-320), систему 34 определения текущего уровня ванны конвертера, состоящую из звуковода А с микрофоном и последовательно соединенных усилителя, фильтра и детектора Б (на фиг.1 представлен вариант использования акустической характеристики конвертера), блок 35 коррекции, систему 36 определения окисленности шлака.- Блок 35 коррекции состоит из операционного усилителя 37. Кроме того, устройство снабжено датчиками 38 и-39 содержания кислорода и пыли в отходящих газах, датчиком 40 количества кислорода, поступающего через фурму в конвертер, ключем 41 управляющим входом 42 ключа 41, логической схемой НЕ 43, расщирителем 44 импульсов (ждущий мультивибратор), сигналом 45 управления ключем 41 от системы взвешивания (перегруз извести из промежуточного бункера в конвертер; система не показана, ей оснащаются все конвертеры).

В качестве блока 32 управления может использоваться непосредственно пульт оператора. Блок содержит кнопку (ключ) начала.процесса,за которое (начало) принят момент присадки извести на лом в конвертер перед началом продувки. Но указанному сигналу производится установка в исходное состояние всех дискретных элементов (не показано) и разрешается прохождение тактовых импульсов по выходу в устройство.

Кроме того, блок управления содер жит генератор тактовых импульсов по выходу в устройстве, а также .генератор тактовых импульсов для синхронизации работы всех блоков устройства и обеспечивает.также подачу питания на все блоки устройства.

На выходе блока 7 определения V установлен аналого-цифровой преобразователь АЦП (не показан) для согласования с дискретным блоком 8 определения скользящего соеднего. На выходах блоков 10-14 памяти установлены цифроаналоговые преобразователи ЦАП

для согласования выходов блоков 10- 14 с аналоговыми пороговыми элементами 15-24 (не показаны). Система 36 определения окисленности шлака, функционирующая в дискретном режиме, имеет на выходе аналоговый сигнал (установлен ЦАП) для согласования с блоком 35 коррекции, функционирующем в аналоговом режиме.

Устройство работает слеяукщкм образом.

С началом первой присадки извести в конвертер блок 32 управления включает систему, в блоке 7 определения определяется текущее значение скорости окисления углерода (например, согласно формуле К (СО+С02), где К - коэффициент пропорциональности; Qor - расход газов в газоходе; СО, СО - содержание окиси и двуокиси в отходящих газах), в блоке 8 определяется значение Vj , среднее за несколько отсчетов (имеется ввиду дискретное считывание информации), например при усреднении за три отсчета будет производиться следующая операция:

„ VJ-J2+ Vj-i + V

V; - - - - , .

причем следует отметить, что как само наличие блока 8, так и интервал усреднения зависят от характеристики конвертерного процесса (колебательность) и применяемой аппаратуры для

контроля V (инерционность приборов). В блоке 9 дифференцирования производится (при дискретном считывании) определение .приращения V между, отсчетами (uVj). Далее указанные приращения, например, в цифровом виде (в этом случае на выходе блока 9 предусмотрен преобразователь дискретных величин uV в цифровой код, не

показан) поступают в последовательн соединенные блоки 10-14 памяти, причем в блоке 14 находится (i-4) отсчет , в блоке 13 (i-3), в блоке 12 (i-2), в блоке 11 (1-1), в блок 10 - (i), где i - номер отсчета от момента времени.

В качестве блоков памяти могут использоваться, например, регистры, причем перезапись числа из одного блока памяти в другой производится по командам с блока 32 управления. Анализ изменения uV по текущим отсчетам, находящимся в блоках памяти производится при помощи набора пороговых элементов 15-24 и схем и 25- 30. Указанное (фиг.1) сочетание пороговых элементов и схем И позволяет выявлять следующие ситуации, приводящие к выбросам, когда -ir- S ,

(настройка порогового элемента 15), т,е. имеет место резкое возрастание скорости окисления углерода, скорость спада Vj больще некоторой заданной (), причем с увеличением длительности спада вероятность выбросов возрастает (пороговые элементы 16-20, схемы И 25-27), скорость спада Vf. больше (равна) z и возможна смена, знака лУ (/ )

Наличие системы определения уровня ванны конвертера во время продувки (например, по звуковому давлению в газоходе, уровня вибрации, путем :3ондирования) позволяет перестраивать при помощи блока коррекции текущие значения уровней (S, , S , F ) срабатывания.пороговых элементов 15- 20, например в первом приближении с увеличением уровня ванны необходимо уменьшать абсолютные значения.

Наличие в устройстве системы 36 определения окисленности шлака, изменяющей значения , , ff ,S также, как и система 34, связано с тем, что при прочих равных условиях (по скорости изменения V и текущему уровню ванны конвертера) вероятность выбросов не остается постоянной при изменении содержания кислорода, связанного с железом в шпаке.

При наличии некоторого избыточного количества кислорода указанная вероятность возрастает, что связано с потенциальной возможностью перехода кислорода из шлака на реакцию окисления углерода чугуна. В качест25

2258594

ве системы 36 может применяться система, вычислительный блок функциони- рукщкй согласно следующему алгоритму:

5п

А 2: 0, .,

А - общее количество кислорода, связанного с железом

10в шлаке;

О , - количество кислорода, связанного с железом в шлаке на i-м, шаге счи- тыванияэ причем считыва15 ние начинается с момента

первой присадки извести в конвертер.

т(р р нг Fe г Si

О . О,, +0,. +0 . -О . -О . -О,. 211)Д.12i 2,2i

™ лл Р

где - текзпдее количество кислорода через фурму; Oj; 6р-, -К,; ОГ; бит,

о,Г дГ-Кэ; о1; дГ оТ; ;

of of .-K-i + со;;); где Ojj - количество кислорода, поступающего в конвертер с рудой (окатышами); бр; - количество руды (окатышей) , подаваемой в .конвер- 35тор;

К - процентное содержание

кислорода в руде (окатынтQj - количество кислорода, свя40занного с недопалом;

GHi ; - количество извести, подаваемой в конвертер; К2 - коэффициент, учитывающий количество недопала в из- 45вести и количество кислоР , ;рода в недопапе (%); О - количество кислорода, связанного с железом в пыли, покидающей |конверте р с га- 50 „ ами;

Q; - количество пьти, покидающей конвертер;

Kg - процентное содержание кислорода, связанного с желе- 55 г пыли;

- количество кислорода в отходящих газах; рГ - количество отходящих галлов.

о

2

К.

к

5

2(

2,

-процентное содержание кислорода в отходящих газах;

-количество кислорода, идущего на окисление единицы веса Si;

-коэффициент пропорциональности ;

-количество кислорода, идущего на окисление кремния чугуна (считывание происходит На 4-5 мин продувки, на фиг.1 не показано);

-вес кремния в чугуне;

-количество кислорода, идущего на окисление углерода чугуна;

12

° ог

СО -, СО 2 - содержание окиси и двуокиси углерода в отводящих газах.

Представленный на фиг.2 один из вариантов построения канала коррекции в блоке 35 основан на наличии линейной зависимости вероятности выбросов от уровня ванны конвертера и содержания FeO в шлаке.

Наличие в устройстве ключа 41, логической схемы НЕ 43 и расширителя 44 импульсов, управляемых по сигналу 45 перегруза извести из промежу-, точного бункера в конвертер, позво- ляет увеличить надежность прогнозирования путем исключения из анализа

1225859

всплесков V., при разложении недопа- ла извести, подаваемой в конвертер. Указанная совокупность элементов функционирует следующим образом. При перегрузке извести из промежуточного бункера и конвертера в устройство на расширитель 44 импульсов поступает короткий импульс из системы взвешивания и анализа приса- док. Система взвешивания имеет логическую схему И, входы которой соединены с реле избирателя канала извести и реле перегруза присадки в конвертер, а выход схемы И является выходом цепи анализа. Указанный импульс на расширителе 44 изменяет свою длительность до величины, равной времени разложения недопала извести при ее присадке в конвертер. Это время равно приблизительно 1 мин. Далее расширенный импульс через схему НЕ 43 поступает на управляющий вход ключа 41, запрещая прохождение

сигнала из блока 7 определения V,. в блок 8. Ключ 41 открыт при наличии сигнала по входу 42.

Таким образом, устройство прогнозирования выбросов металла и шлака з конвертера позволяет увеличить точность прогнозирования за счет учеа практически всех параметров, влия-, щих на образование выбросов.

л

Составитель А.Ашизсин Редактор Н.Гунько Техред В.Кадар

Заказ 2103/19 Тираж 552Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Разшская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

Корректор М.Максимишинец