Устройство выдачи рекомендаций для управления кислородно-конвертерным процессом выплавки стали Советский патент 1989 года по МПК C21C5/30 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к управлению кислородно-конвертерным процессом, и может быть использовано для аналргетной цели и в случае мартеновской плавки, а также при определенных изменениях в других областях техники, при управлении сложными, плохо поддающимися строгому математическому описанию технологическими процессами.

Цель изобретения - повышение качества выходного продукта и экономия энергоматериалов.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - диаграммы изменений сигналов на выходах магнитографа; на фиг. 3 - блок-схема блока

формирования исходного состояния текущей плавки.

Устройство состоит из магнитографа 1 с блоком 2 управления режи- .мами работы магнитографа, имеющего .шесть выходов: первый выход магнитографа 1 соединен с входом третьего блока 3 сравнения, второй вход которого связан с блоком 4 формирования 1сходного состояния текущей плавки.. axofj, которого связан с блоком 5 датчиков информационно-измерительной системы, а выход третьего блока 3 сравнения через третье пороговое устройство 6 (пороговый элемент) связан с первым входом первого блока 7 двойного совпадения, выход которого соединен с блоком 2 управления

Л

;о

t ю ;о

31497

режимами работы магнитографа, связанного с первым 8 и вторым 9 ключами, второй и третий выходы магнито - графа 1 связаны через четвертый 10 и третий 11 ключи, с блоком 12 выдачи рекомендаций, выход которого является выходом устройства, четвертый выход магнитографа 1 связан через второй ключ 9 с первым входом перво- го блока 13 сравнения, второй вход которого сюединен с блоком 14 измерения интенсивности газообразования СО2 , вход которого свйзан с блоком 5 датчиков, а выход первого блока 13 сравнения через первое пороговое устройство 15 соединен с первьгм входом второго блока 16 двойного совпадения, выход которого связан с третьим 11 и четвертым 10 ключами, пя- тый выход магнитографа 1 соединен через первый ключ 8 с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого связан с выходом блока 18 измерения интенсивности газообразования СО, вход которого связан с блоком 5 датчиков, а выход второго блока 17 сравнения через второе: пороговое устройство 19 соединен с вторым входом второго блока 16 двойного совпадения, шестой выход магнитографа 1 связан с вторым входом первого блока 7 двойного совпадения, блок 20 определения времени продувки соединен с выходом блока 2 управления режимами работы магнитографа и с входами блоков 14 и 18 измерения интенсивности газообразования СО и СО, а входом устройства является блок 5 датчиков,

В качестве основного устройства используется магнитограф НО-62, блоки сравнения - операционные усилители, выполненные по схеме вычитатель (серия К140УД7), пороговые устройства - триггера Шмидта, ключи - реле типа РЭС-10, блок 2 управления режимами работы магнитографа 1 входит в комплект поставки стандартно-выпус каемого магнитографа НО-62, блоки двойного совпадения серии К155ЛАЗ (элементы И-НЕ), блок определения времени продувки - реле времени, блоки измерения интенсивности газообразования СО, СО- ГИАМ-5М, блок выдачи рекомендаций - индикатор матрич ный - газоразрядный. (ШГ1) .

Устройство работает следующим образом.

До момента включения устройства в работу плавки систематизированы по исходному состоянию. Формируется обучающая последовательность из М плавок положительного опыта, каждая из которых задана исходным состоянием, конечным результатом, траекторией управления и траекториями косвенных параметров. По этой обучающей последовательности производится выделение плавок почти одинаковых по исходным состояниям. Каждой вьщеленной группе плавок ставя.тся в соответствие траектории управления и соответствующие им траектории изменения косвен- ных параметров, которые рекомендуются как программа управления для любой вновь организованной плавки,близкой по исходному состоянию. Данные о изменении интенсивности газообразования СО, фиксированные через интервал времени, равный 3 с, являются косвенными параметрами, характеризующими основные выходные переменные (концентрацию углерода в металле и температуру металла). Косвенные параметры используются в качестве выходных переменньк для организации процесса управления плавкой.

Все N плавок разбиты на М групп по исходному состоянию, каждой из которых соответствует определенный уровень напряжения, подаваемый на первьй выход магнитографа (фиг. 2). Для каждой из М групп на магнитную ленту записаны в аналоговом виде графики изменения интенсивности газообразования СО, (четвертый выход магнитографа), интенсивности газообразования СО (пятый выход магнитографа) и траекторий управления (расход во времени кислорода - второй выход, расход сыпучих материалов - третий выход). Для вновь проводимой плавки, задаваемой исходным состоянием, подаваемым на второй вход третьего блока 3 сравнения с блока 4 формирования исходного состояния текущей плавки, осуществляется вычитание заданного исходного состояния и сигналов различных исходных состояний, записанных на магнитную ленту и подаваемых с первого выхода магнитографа 1 на первый вход третьего блока 3 сравнения. ,С шестого выхода магнитографа поступает управляющий сигнал на второй вход первого блока 7 двойного

- I .

совпадения (фпг. 2), котсч ьи им(:и;т длительность Т и состоит из лнух периодов t я tp. За время t pпроисходит сравнение вновь заданной вслич ны и записанных на магнитную ленту уровней, при равенстве этой разности нулю срабатывает третье пороговое устройство 6, с выхода которого поступает 1 на первьй вход первого блока 7 двойного совпадения, который при поступлении двух 1 (с шестого выхода магнитографа 1 и с выхода третьего порогового устройства 6) на оба его входа подает сигнал в блок 2 управления режимами работы магнитографа, который в свою очередь осуществляет воспроизведение информации на магнитной ленте, подавая сигнал на первый 8 и второй 9 ключи, в про- тивном случае осуществляется прокручивание ленты до следующего уровня напряжения (уровни напряжения расположены в порядке возрастания, фиг. 2). Время воспроизведения информа- ции (или прокручивания) равно tp. Таким образом определяется местоположение на магнитной ленте группы плавок, соответствующей вновь задаваемому исходному состоянию. Прокручива ние или воспроизведение магнитной ленты осуществляется блоком 2 управления режимами работы магнитографа, входящими в общий комплект магнитографа 1.

Блок 5 датчиков информационно-измерительной системы конвертера включает в себя все датчики информационно-измерительной системы, собирающие и хранящие информацию о сое- тоянии конвертера в каждый момент времени: а именно датчики массы чугуна, лома, сыпучих, расхода кисло- рода интенсивности газообразования С02 и СО и т.д.

Для вновь прово.димой плавки датчики информационно-измерительной системы определяют ее исходное состояние, которое формируется в блоке 4 формирования исходного состояния текущей плавки, откуда и поступает на первый вход третьего блока 3 сравнения, в которой происходит сравнение текущей (выполняемой плавки) с запи- санными на магнитограф плавками по исходному состоянию.

Блок 4 формирования исходного состояния текущей- плавки представляет

ч6

собой гюсишдовате.чьность ия k млсш- табных усилителей и суммлтпрл (фиг .З) Масштабных усилителей н блоке 4 используется столько, сколько датчиков контрольно-измерительной си ;;тем(1 характеризуют исходное состояние конвертера: массу чугуна, химический анализ чугуна (марганец, кремний, сероЧ, фосфор в чугуне), температура чугуна, масса извести первой засыпки, простой конвертера (). Масштабные усилители меняют входные напряжения на ве ичину, равную среднему значению по каждому из параметров

выхк;

где k,, 1,. . , ,9;

R...R - средние значения по каждому из параметров исходного состояния соответственно. Далее все значения Ug,,.. суммируются в РУ решающим усилителем

УЛ1 4- Uexk ,+ UciK р

Лк-,

КО.

в качестве основных элементов данного блока формирования исходного состояния текущей плавки используется стандартно-выпускаемые решающие усилители (активные четырехполюсник сумматор К014УД7 и масштабные усилители). Значения R ...R,. однократно задаются оператором до начала работы устройства. После выбора наиболее подходящей группы плавок по исходном состоянию замыкаются первый и второй ключи и воспроизводятся в реальном масштабе времени необходимые зависимости косвенных параметров - изменения интенсивностей газообразования СО и СО, которые назовем эталонными кривыми.

При замыкании второго 9 и первого 8 ключей с блока 2 управления режимами работы магнитографа подается сигнал на блок 20 определения времени продувки. На второй и третий блоки 14, 18 устройства от информационно- измерительной системы конвертера поступают значения интенсивностей газообразования СОг и газообразования СО через каждый 3 с, задаваемых блоком 20 определения времени продувки. На вторые входы первого 13 и второго 17 блоков сравнения поступает инфорагщя о эталонных зависимостях СО и СО в отходящих газах с четвертого пятого выходов магнитографа 1. На первые входы первого 13 и второго 17 г локов сравнения поступает реальная зависимость изменения интенсивностей газообразования СО и СО с блоков 14 измерения интенсивности газообразова- ния СО и блока 18 измерения интенсив-Ю ности газообразования СО. При достиении разности реального и эталонного значений СО и СО порогового значения значения для первого 15 и второго 19 пороговых устройств на обеих входах J5 второго блока 16 двойного совпадения появляется 1, он срабатьшает, подаая сигнал и замыкая четвертый 10 и третий 11 ключи, связанные с вторым и третьим входами магнитографа 1. 20

Таким образом, из группы плавок, наиболее подходящих по и.сходному состоянию, выбирается одна плавка, ближайшая по косвенным параметрам (изменении интенсивности газообразо- 25 вания СО и СО), На втором и третьем входах магнитографа находится информация об управляющих воздействиях (суммарном расходе кислорода и сыпучих материалов соответ ственно). При зо замыкании третьего 11 и четвертого 10 ключей воспроизводится информация об управляющих воздействиях выбранной выше предлагаемым способом плавки. Данная информация поступает на блок 12 выдачи рекомендаций, являющийся выходом устройства. Блок выдачи рекомендаций - индикатор матричный - газоразрядный (ИМГ), на котором высвечиваются рекомендованные значения Q на текущую плавку по расходу кислорода и сыпучим материалом в реальном масштабе времени через каждые 3 с.

Таким образом, в процессе реально д проводимой плавки устройством обеспечивается режим изменения во времени расхода кислорода и сыпучих материалов, соответствующий режиму, имеющему место при аналогичной плавке в прошлом. Этим обеспечивается необходимое з даление углерода и нужный химсостав стали.

35

50

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает больший экономический эффект за счет снижения числа плавок, идущих в брак, экономии кислорода и сыпучих мате

о Q

д

5

0

5

риалов, Нс11ольз(5вание изобретения позволяет повысить процент плавок, выпущенных с первой повалки, на 7,2% в 1,5 раза снизить затраты на . выплавку 1 т стапи.

Формула изобретения

Устройство выдачи рекомендаций для управления кислородно-конвертерным процесгом выплавки стали, содержащее блок определения времени продувки, соединенный с блоком измерения интенсивности газообразования СО , первый блок .сравнения, соединенный с вторь м ключом, второй блок сравнения, соединённый с первым ключом, отлич ающее ся тем, что, с целью повышения качества выходного продукта и экономии энергоматериалов, оно дополнительно содержит магнитограф с блоком управления режимами работы магнитографа, первый и второй блоки двойного совпадения, третий и четвертый ключи, блок выдачи рекомендаций по управлению, первый, второй и третий пороговые элементы, блок измерения интенсивности газообразования СО, третий блок сравнения, блок формирования исходного состояния текущей плавки, при этом первый выход магнитографа, соединенного с блоком управления режимами работы магнитографа, соединен с первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока формирования исходного состояния текущей плавки, вход которого соединен с датчиками информационно-измерительной системы, а выход третьего блока сравнения через третий пороговый элемент соединен с первым входом первого блока двойного совпадения, выход которого соединен с блоком управления режимами работы магнитографа, соединенного с первым и вторым ключами, второй и третий выходы магнитографа соединены через четвертый и третий ключи с блоком выдачи рекомендаций, выход которого является выходом устройства, четвертый выход магнитографа соединен с вторым ключом, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом блока измерения интенсивности газообразования СО. , вход которого соединен с датчиками информационно- измерительной системы, а выход первого блока сравнения через первый пороговый элемент соединен с первым входом второго блока двойного совпадения, выход которого соединен с тре- тьим и четвертым ключами, пятый выход магнитографа соединен с первым ключом, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом блока измерения интенсивности газообразо- вания СО, вход которого соединен с датчиками информационно-измерительной системы, а выход второго блока сравнения через второй пороговый элемент соединен с вторым входом второго блока двойного совпадения, шестой выход магнитографа соединен с вторым входом первого блока двойного совпадения, блок определения времени продувки соединен с выходом блока управления режимами работы магнитографа и входом блока измерения интенсивности газообразования.

Изобретение относится к металлургии и предназначено для выдачи рекомендаций при управлении кислородно-конвертерным процессом выплавки стали. Цель - повышение качества выходного продукта и экономия энергоматериалов. Существо изобретения заключается в том, что для текущей пллавки производится ее сравнение по исходному состоянию с некоторым набором исходных состояний ранее проведенных плавок. В зависимости от исходного состояния текущей плавки и изменения на ней косвенных параметров (СО, СО₂) даются рекомендации по управляющим воздействиям (расход кислорода, подача сыпучих материалов). 3 ил.

Ж- hifod

Ш lured

/1П/1

Л Sufoi

гл f Г

Составитель А.Абросимов Редактор Н.Киштулинец Техред м.ХоданичКорректор В. Гирняк

Заказ 4408/30

Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Выход

Фиг.З

Подписное