Способ контроля расхода отходящих газов Советский патент 1989 года по МПК C21C5/30 

1

Изобретение относится к автоматизации металлургических процессов и МО- . жет -быть использовано в кислородно- конвертерном производстве стали.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

На фиг.1 показана структура технических средств, реализующих способ; на фиг.2 - диаграмма изменения скорости поступления кислорода в шлак; на фиг.З - данные сравнения количества кислорода, накопленного в шлаке.

На фиг.1 представлены устройство 1 измерения перепада давления, устройство 2 измерения давления, устройство 3 измерения температуры отходящих газов на трубе Вентури, устройство 4 измерения химического состава конвертерных газов, устройство 5 измерения расхода кислорода, подаваемого через фурму, а также устройства

6-8 для определения по ходу продувки, расхода отхо дящих газов на трубе Вентури, его скорректированных значений, скорости поступления кислорода в.шлак, устройство 9 для определения момента минимального поступления кислорода в гшак, устройство 10 для определения значений концентраций азота, кислорода, водорода, оксида и диоксида углерода в момент : минимального поступления кислорода в шлак, устройство 11 определения расхода отходящих газов в зтот -же период, устройство 12 для определения расхода кислорода в этот же период. В данную структуру входят также уст- ройства 13-19 для измерения перед началом продувки параметров шихтовых материалов - массы загруженного лома, массы залитого чугуна, количества совков лома, температуры чугуна, химического состава чугуна, устройства

(S

С

к

а сх

для определения значения технологически обусловленной скорости поступления, кислорода в шлак в период ее минимальных значений, необходимого ia данной ппавке значения корректирующего коэффициента для измерения расхода отходящих газов на трубе Вентури, устройства 20 дпя определения этого коэффициента на следугацуго гшавку.

Сущность способа заключается в гом, что по ходу продувки определяют скорость поступления кислорода в илак по мгновенному балансу кислорода, поступающего в ванну через фурму и покидающего конвертер с отходящими |газами, например, по формуле

1Д6

-,

-V.V

1Чн,

Ц+ ,+KV -

.-IM.U, (

V

04

о

ог

- riJo-

н,ЪС«Лс

Кп гшч

где УО - скорость поступления кисло1 рода в шлак, м /мин;

расход кислорода на продувку, текущий расход отходящих газов по трубе Вентури, м /мин;

со .

концентрация в отходящих. газах оксида и диоксида

углерода, кжшорода, водорода и азота,, соответственно, доли;о

корректировочный коэффициент измерений расхода отходящих газов на данной плавке, где п - порядко- вьй номер плавки от начала отсчета контролируемых pea - ЛИЗ аций, причем К 1. . Определение корректировочного коэффициента производят по результатам сравнения значения скорости поступления кислорода в щлак в момент его минимального поступления, определенной по данным измерений, и значения, этой величины, обусловленной характеристиками шихтовых материалов, которое определяется по заранее найденной зависимости, например,.вида

,

G,- Т.

G.-ttsil4 Чмп1, Ч.,

СОш

где V...

0

5

0

25

30

35

-обусловленное характеристиками шихтовых материалов значение скорости поступления кислорода в шлак в момент ее минимальных значений, м /мин;

-масса загруженного лома, кг;

-масса залитого чугуна, кг;

-количество совков лома, шт;

-температура чугуна. С;

-концентрация кремния, марганца, фосфора,в чу-гуне, доли;

-расход кислорода на про- дувку в период минимального поступления кисло рода в шлак, м /мин; Ад,А,,А2- эмпирические коэффициен- . ты,

При этом значение коэффициента ; коррекции для данной плавки производят по данным предыдущей плавки по формуле, учитывающей случайный характер изменения погрещности определения расхода отходящих газов по , данным измерений, например в виде уравнения фильтра экспоненциального сглаживанияj

К

Тц

Si ц, СМп

LP.

v:

к„ к

U-y, - (I -й-,)

к

П-1 )

Чз)

где К,

0

К„ ff. 5

0

К

5

корректировочный коэффициент, использованньм на предыдущей плавке; корректировочньш коэффициент для данной плавки; весовой коэффициент сгла- „живающего фильтра, который определяется по данным предварительно проведенных исследований процесса изменения погрешности измерения расхода отходящих газов по ходу эксплуатации газоотводящего TpaKTaj корректировочный коэффициент, необходимый для -предыдущей плавки, определенный на основе сравнения скорости поступления кислорода в шлак в момент его минимального поступления

и ее значения, обусловленного характеристиками пгахтовых материалов, например по

Изобретение относится к области автоматизации кислородно-конвертерного производства стали и предназна- чено для контроля расхода отходящих газов. Цель - повьппение точности контроля. Сущность изобретения заключается в том, что корректируют показания сужающего устройства по разнице между контролируемым и технологически обусловленными значениями скорости поступления кислорода в шлак в мо- мент ее минимального значения. 3 ил.

ыл (ш

- - Г к; тклмг-1вдГ1Г

V

ыл

- скорость поступления кислорода в шлак в момент минимальных значений, м /мин;

ог

- расход отходящих газов, измеренный . по трубе Вентури, в момент минимального поступления кислорода в шлак, м /мин;

со , (ОД, - концентрадая в отхо- OifL Щ вг, ДЯЩих газах в момент NaV

минимального поступления кислорода в

шлак, соответственно, доли.

Способ контроля расхода отходящих газов осуществляют следующим образом.

Перед началом продувки измеряют с помощью устройства 13-17 параметры шихтовых материалов; во время продувки с помощью устройства 1-4, измеряют необходимые параметры отходящих, газов и с помощью устройства 6 и 7 определяют значение расхода отходя- щих газов по трубе Вентури и корректируют его, используя найденный по данным предыдущих плавок корректировочный коэффициент, одновременно с помощью устройства 5 измеряют расход кислорода, подаваемого через фурму, по данньм о расходе и химическом соетаве отходящих газов и о расходе кислорода в устройстве 8 определяют значение скорости поступления кислорода в шлак по формуле (1) ; одновременно . производится в устройстве 9 поиск момента минимального поступления кислорода в шлак по данным о скорости поступления кислорода в шлак; с помощью устройства 10-12 производится опре- делеьше концентраций азота, кислорода, водорода, оксида и диоксида углерода, расхода отходящих газов и расхода кислорода в момент минимально- го поступления кислорода в шлак; после окончания продувки с помощью . устройства 18 определяют значение обусловленного параметрами шихтовых

5

0

с.

0 5 0 45 50 55

материалов значения скорости поступления кислорода в шлак в момент ее ьшниь атьных зн. ;чений по (2), затем с помощью устройства 19 определяют,значение необходимого для данной плавки значения корректирующего коэс1)фициента для измерения расхода отходящих газов по данной плавке по формуле (4) и в устройстве 2П производят определение этого коэфф11ци- ента для использования на следующей плавке йо (3).

Зависимость величины скорости поступления, от параметров шихтовых материалов объясняется влиянием процессов плавления лома и наморожен юго чугуна, роль которых в развитии плавки возрастает с увеличением садки конвертера. Намороженньш при заливке на лом чугун плавится по ходу продувки и поступающие при этом в ванну гфимеси чугуна смещают распределение 1шслорода продувки между ван1-::ой и газовой фазой в сторону накопления его в шлаке тем сильнее, чем больше намороженного чугуна образовалось в начале плавки, а также, чем больше в нем примесей, основными из которых являются кремний-, фосфор и марганец.

Математическое выражение (2) отражает зависимость скорости поступления кислорода в шлак в момент ее минимального значения от параметров шихтовых материалов. На фиг.2 показана кривая 21 процесса изменения скорости поступления кислорода в шлак, который имеет характер нестационарного случайного процесса, и кривая 22, отражающая низкочастотный тренд скорости поступления кислорода, который можно выделить путем , фильтрации, в момент продувки А на кривой 22 можно выделить минимальное значение скорости поступления кислорода в шлак.(точка 23).

Для условий продувки в 350-тонных конвертерах, на которых проводят испытания способа мeтoдaмзi корреля1463768

ционного и регрессионного анализа, получают следующее уравнение, опи- сывакщее скорость посту1гпершя кислорода в шлак в период ее минимального I значения:

0,20610 + о,000045+0,066105

«1ffs M,,M/-M,

де G

А

масса загруженного лома, диапазон ее колебаний для данного цеха-составляет 90-110 т, кг;, масса залитого на плавку чугуна, диапазон колебаний 240-270 т., кг; количество совков лома 2-5 шт

.температура чу17уна 1290- 1385°С, С

концентрация в чугуне, диапазон колебаний 0,7-0,9%, ДОЛИ - концентрация фосфора в чу ГУ не 0,7-1,3%„ доли Мп - концентрация, маргагща в

чугуне о,6-0,8% 9 доли; v - расход кислорода, подавае- кого через в момент минимал ьного поступления .кислорода в шлак, м /мин. Момент шнимaJIЬнoгo поступлетш: ислорода в Бшак определяют следую1 дам пособом

,

С Д11скретностью 0,1 мин по ходу продувки производят определение скорости поступления кислорода в пев формуле (1) и запоминают, эти значения-, а также значения расхода кис лодода, расхода отходяащх газов и концентраций sj3OTa, кислород а у водорода, оксида и .дт-юксида углерода в этих газах, которые используют для определения скорости поступления кислорода в ;гплак.

Используя фильтр текущего среднего, в котором интервал текущего среднего составляет 3 минр определяют мйжество значений скорости поступления кислорода в- шлак, тем уменьшая влияние на минимальной скорости пос уотения кислоро да в шлак случайных искажений при измерении этого параметра. Минимальное значение скорости поступпешш кислорода в шлак определяют методом последовательного сравнения.

5

0

40

50

Для найденного значения минимальной скорости поступления кислорода в ншак определяют значения расхода кислорода, расхода отходящих газов, концентрации азота, водорода, кислорода, оксида и диоксида углерода в отходящих газах, используя аналогичный фильтр., После окончания продувки -по дан-; ным о параметрах шихтовых материалов определяют, используя формулу (5), значение технологически обусловленной скорости поступления кислорода в шлак в период ее минимальных значе- ний, а затем по формулам. (3) и (4) определяли корректировочный коэффициент расхода отХОДЯ1Щ-1Х газов дпя следующей плавк-и.

На фиг.З представлены данные сравнения значений количест}за кислорода, накопленного в шлаке., определенных по xимичecкo iy составу и расходу отходя щх газов и кислорода и

5 значений, этого параметра, найденных по данным о хр;мическом составе шлака на момент промежуточного скачивания . шлака, представленные двумя, выборками плавок, одна из которых состоит

0 из плавок, на которых коррекцию измерений расхода отходящих газов не проводят,г г а другая из опытных: плавок, на которых. используют предлагаемое техническое решение За- штрихованная область относится к результатам опытных плавок. Погрешность определения количества кислорода в шлаке на опытных плавках уменьшается на 62%.

Таким образом, применение изобре- те1шя позволяет уменьшить погрешность определения расхода отходящих газов на сужающем устройстве, исключить необходимость контроля содер4g жания аргона в кислороде-с помощью масс-спектрометра, повысить надежность работы систем динаг ического контроля и управления процессом продувки ванны конвертера. - Формула изобретения

35

50

Способ контроля расхода отходящих газов, заключающийся в определении расхода отходящих газов по данным С15 измерений давления, перепада давления и температуры, отходящих газов на- сужающем устройстве и из мерении хи- мического состава отходящих газов, отличающийся тем, что ,

с целью повышения точности контроля, дополнительно по ходу продувки определяют скорость поступления кислорода в и момент минимального зна- чЪния скорости, определяют по параметрам шихтовых материалов значение технологически обусловленной скорости постз ппения кислорода в шлак в

момент ее минимального значения и корректируют измеряемое значеш1е расхода отходящих газов на следующей плавке по разнице между контролируемым и технологически обусловленным значениями скорости поступления кислорода в шлак в момент ее ми шмаль- ного значения на данной плавке.

Фиг.1

2 S S 6 7 S 3 to t 12 13 n IS

fas.

J

5 IVо(V) тыс. п