Устройство для контроля обезуглероживания сталеплавильной ванны и определения момента повалки конвертора Советский патент 1988 года по МПК C21C5/30 

4

4;i 1ЧЭ СП СД

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам vля контроля параметров кислородно-конверторной гшавки стали и остановки процесса на заданном значении углерода в металле.

Цель изобретения - повышение точности контроля при выплавке высокоуглеродистых марок стали,

На фиг.1 изображено устройство дпя контроля обезуглероживания сталеплавильной ванны и определения момента повадки конвертора; на фиг.2 - зависимости содержания окиси (СО) и двуокиси (СО) углерода в отходящих газах,

Устройство состоит из блока I формирования СО,,соединенного с перпадения, причем входы блока 1 формирования СО, блока 21 формирования СО, блока 13 формирования расхода отходящих газов являются соответственно первым, вторым и третьим входами устройства, сигнальный блок 22.

Устройство для контроля обезуглероживания сталеплавильной ванны и определения момента повалки конвертора работает следующим образом.

Сигналы Q содержании СО и СО в отходящих газах с выходов блока 1 формирования , и блока 21 формирования СО, связанных с первым и вторым входами устройства, поступают на первый 2 и второй 19 вычитатели и на первый 3 и второй 8 блоки задержки, т.е. происходит постоянное вычитание после

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для контроля обезуглероживания сталеплавильной ванны и определения момента по- валки конвертора. Цель - повьшение точности контроля при вьпглавке высокоуглеродистых марок стали. Сущность изобретения заключается в том, что в конце продувки в конверторе определяют момент совпадения повышения содержания двуокиси углерода в отхо- дяпщх газах и снижения окиси углерода. Сравнивают скорость окисления уг- лерода с заданным на плавку значением и по результату сравнения определяют момент повалки ковертора. 2 ил. (Л

вым входом первого вычитателя 2, вто-20 дукщего и предыдущего значений интенрой вход которого связан с блоком 1 формирования СО через первый блок 3 задержки, а выход первого вычитателя 2 через первый пороговый блок 4 связан с первым входом блока 5 двои- него совпадения, выход которого соединен с первыми входами второго и тре - тьего блоков б и 7 умножения, второй вход второго блока 6 умножения, соединен с выходом первого блока 3 задержки, второй вход третьего блока

7умножения связан с выходом второго блока 8 задержки, а выходы второго и третьего блоков 6 и 7 умножения связаны с входами первого и второго one- ра щонных усилителей 9 и 10 соответственно, при этом выходы операционных усилителей 9 и 10 соединены с первым и вторы)я входами первого сумматора I1, выход которого связан через первый блок 12 умножения, соединенный вторым входом с блоком 13 фор мирования расхода отходящих газов,

с первым входом блока 14, сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 15 формирова1шя задания по углероду на плавку, вход которого является четвертым входом устройства, а выход блока 14 сравнения через третий пороговый блок J6 соединен с выходом устройства, которым соединен с звонком 17 и лампой 18, выход бло- ка 21 формирования СО соединен с первым входом второго выч 1тателя 19, второй вход которого связан с блоком 21 формирования СО иерез второй блок

8задержки, а выход вычитателя 19 через второй пороговьШ блок 20 соединен с вторым входом блока; 5 двойного сов

5 0

0 ,

сивностей газообразования СО и СО. Значение разности по СО поступает на первый пороговый блок 4, а по СО - на второй пороговый блок 20.

Исследования графических зависимостей СО2 и СО во времени показывают, что последний период процесса характеризуется резким возрастанием интенсивности газообразования СО до максимального значения с последующим С21ижением до нуля и плавным уменьшением значения СО до нуля (фиг.2). Назовем точку А - опорной точкой, а момент времени t(A) - момент возрастания значения интенсивности газообразования СО и падения значения СО.

С выхода первого порогового блока 4 .поступает 1 на первый вход блока 5 двойного совпадения, если разность 0 предадущего и последующего значений ин- тенсивностей газообразования COjj совпадает с пороговым значением блока 4. С выхода второго порогового блока 20 поступает 1 на второй вход блока 5 двойного совпадения, если разность предыдущего и последующего значений интенсивностей газообразования СО совпадает с пороговым значением блока 20, При сигналах, равных 1, на входах блока 5 двойного совпадения с его выхода поступает I на первые входы второго и третьего блоков 6 и 7 умножения, на вторые входы которых поступают значения интенсивностей газообразования COf и СО в особой точке А, находящиеся в первом 3 и втором 8 блоках задержки. С выхода второго блока 6 умножения значение интенсивности газообразования СО поступает

5

5

Iiна вход первого операгщомного усилителя 9, производящего.усш1ение иа

Мс постоянную величину О.ЗОА,

coi

где Mf - молекулярный вес углерода, ,й 14; М .(, - молекулярный вес C(3j равный 46,

выхода третьего блока 7 умножения значение интенсивности газообра- зования си поступает на вход второго операционного усилителя ГО, произво- дявл,его усиление на постоянную величиМсну -г: 0,466, где М - молеку со

лярный вес СО, равный 30. С выходов первого и второго операционных усилителей 9 и IО величины поступают на первый и второй входы первого cyNLMa- тора 11, где суммируются и далее по- ступают на второй вход первого блока 12 умножения, на первый вход которого поступает значение расхода отходящих газов, сформированное в блоке 13 формирования расхода отходящих газов, связанного с третьим входом устройства.

Таким образом, скорость обезуглероживания определяется по формуле

V - (- , W + - W ) О с Мео ° Мсо,- V г .

Где W J W(,Q - интенсивности газообразования СО и С02 в отходящих газах; Qgj. - расход отходящих газов.

С выхода первого блока 12 умножения значение V. поступает на первый вход блока 14 сравнения, на второй вход которого поступает значение содержания углерода, заданного на план- ку, сфо рмированное в блоке 15 формирования задания по углероду на плавку, связанного с четвертым входом устройства.

Экспериментально .установлено, что для определенного диапазона концентраций углерода в металле Vj. линейно связана с содержанием углерода в металле, а в момент остановки процесса дпя высокоуглеродистых марок ста- ли (точка В, фиг,2) скорость выгорания углерода совпадает с значением углерода в металле. При совпадении значений скорости выгорания углерода Vj и углерода в металле, подаваемых на первый и второй входы блока 14 сравнения, связанных с третьим пороговым блоком 6, на выходе устройства зажигается сигнальная лампа 18 и

9

звенит лБонок 17, оповр.щающие о том, что необходимо завершить процесс выплавк) стали в конверторе.

Таким образом, устройство обеспечивает 1стяттвку процесса па заданных значениях выходио величины (со- др. углрропа в стали) при выплавке осоПмх BiuniB (рельсовых сталей) ,

В качестве ооювных элементов используются устройство задержки КЛЗУ (конденсаторное лналого-запоминающее устройство), блок сравнения - операционный усилитель, выполненный по схеме Вычитатель (серия KlAVit), пороговые устройства - триггеры Шмидта, блок совпадения (элементы И-НЕ, серия KiSSJlAS), блоки умножения - БГ1-31ЛВК-31 блоки перемножения, делещш и извлечения корня, блоки формирования СО и СО - газоанализаторы T1 ЬЧM-5 S, операционные усилители РУ, выполняющ е футгкции масштабных yci-шителей, сумматор - операционный .усилитель, выполняемый по схеме Сумматор (серия К014УД7), блок формирования задания по углероду и блок формировашш расхода отходящих газов - ФТИАЛ-3.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает экономический эффект за счет снижения числа плавок с додувками, повьшшнне выхода годного и попадания в заданные пределы по углероду соответствующей марки стали.

Использование изобретения повысит процент плавок, выпущенных с первой повалки на 6,5%.

Формула изобретения

Устройство для контроля обезуглероживания сталеплавильной ванны и оп- ределешш момента повалки конвертора, содержащее блоки фop цIpoвaния сигналов в окиси и двуокиси углерода в отходящих газах (СО и СО), входы которых являются соответственно первым и вторым входами устрО11ства, первого сумматора, соединенного выходом с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала расхода отходящих газов, подсоединенного входом к третьему входу устройства, второй и третий блоки умножения.

т л и ч а ю щ

5 е е с я

тем, что,

10

14425596

соединен с выходом второго блока задержки, а выходы второго и третьего блоков умножения связаны с входами первого и второго операционных yciina- телей, соответственно, при этом выходы операционных усилителей соединены с первым и вторым входами первого сумматора, выход которого соединен через первый блок умножения с первым входом блока сравнения, второй вход : которого соединен с выходом блока формирования задания по углероду на плавку, вход которого является четвертым

15 входом устройства, а выход блока сравнения через третий пороговый блок соединен с выходом устройства, который соединен с сигнальным блоком, выход блока формирования СО соединен с пер20 вым входом второго вычитателя, второй вход которого соединен с блоком формирования СО через второй блок задержки, а выход вычитателя через втоо

с целью повьпления точности контроля при выплавке высокоуглеродистых марок стали, оно дополнительно содержит первый и второй блоки задержки, первый и второй вычитатели, первый, второй и третий пороговые блоки, блок двойного совпаде1шя, первый и второй операционные усилители, блок сравнения и блок формирования задания по углероду на повапку, при этом выход блока формирования СО соединен с первым входом первого вычнтателя, второй вход которого соединен с блоком формирования COj через первый блок задержки, а выход первого вычитателя через первый пороговый блок Соединен с первым входом блока двойного совпадения., выход которого соединен с первыми входами второго и третьего блоков умножения, второй вход второго блока умножения соединен с выходом первого блока задержки, вто- рой пороговый блок соединен с вторьш рой вход третьего блока умножения 25 входом блока двойного совпадения.

Лх

т.

9м. 1.

fiLZ.2