Устройство программного управления распределением шихты в доменной печи Советский патент 1990 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к доменному производству, и рекомендуется к использованию в системах программного управления распределением шихты в доменной печи, а также в других отраслях промышленности.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - принципиальные схемы отдельных блоков.

Узел 1 задания углов поворота воронки вращающегося распределителя выдает сигнал в узел 2 программ, последний управляет вращением распределителя, включая и отключая контакторы силового блока 3 электропривода 4, контакты путевых выключателей электропривода 4 выдают сигнал в узел 5 счета углов, контакты реле узла 5 счета углов выдают сигнал отработки угла в узел 2 программ, последний отключает контакторы силового блока 3 электропривода 4.

Новый по своим логическим функциям узел 1 задания углов поворота распределителя формирует сигнал задания угла в зависимости от сигнала выбранного технологического режима для каждой порции ших- ты одной подачи узла 6 для каждого положения каждой заданной программы узла 2.

На фиг.2 приведена принципиальная электрическая схема узлов устройства.

На схеме штрихпунктирными линиями выделены узел 1 задания углов поворота распределителя шихты, часть узла 2 программы, характеризующая выбор программы и выходные контакты реле задания углов, подключаемые в узел программ, остальная часть узла программы с командо- контроллером программы остается аналогичной прототипу, узел 6 формирования сигналов технологических режимов и углов поворота распределителя для отдельных порций шихты одной подачи.

Узел 1 задания углов поворота включает в себя с одной стороны реле 7.1, ..., 7.24 задания углов с маркировкой 15, 30, 45 ... 360, т.е. через каждые 15° от 15° до 360°, всего 24 реле, катушки которых соединены с шинами такой же маркировки 15, 30, 45 ... 360, с другой стороны цепи задания углов, включающие в себя последовательные цепи из замыкающих контактов 8.18п, соответствующих положению командоконтрол- лера программы от 1 до п узла 2 программы,

замыкающих контактов 9.19.п, или 10.1,

..., 10п реле программ, замыкающих коитак-

тов 11.1, ..., И.2п, или 12.1 12.2п, или

13.113.2п или 14.114.2п реле формирования сигналов поворота распределителя для порций шихты одной подачи. Цепи задания углов заканчиваются клеммами с маркировкой, означающей: первая цифра - номер положения программы, вторая циф- ра - номер программы (на фиг.2 вторая цифра 2 или 3 означает, от какого реле программы срабатывает цепь), третья циф- ра означает, от какого реле формирования сигнала срабатывает цепь задания углов.

Контакты 7.1.17.1.24 реле задания

углов расположены в узле 2 программы, эти

контакты реле с обозначениями 7.1.1

7.1,12 используются для формирования сигнала Вперед вращающегося распределителя, а контакты 7.1.13 7,1.24

используются для формирования сигнала Назад. Одновременно эти контакты реле в последовательной цепи с контактами реле счета углов узла 2 программы выдают сигнал отработки угла распределителем шихты.

Узел 2 программы содержит переключатель 15 выбора программ с контактами 16.1,

16.2 и реле 17, 18 с контактами 9.19п,

10.1Юп.

Узел 6 формирования сигналов включает в себя четыре реле 19 - 22, катушки которых подключены через внешние контакты 23.1 -26.1, реле 19 содержит контакты 11.111,2п, соответственно реле 20 22 содержат контакты 12.112.2п, 13.1

13.2п, 14.114.2п.

Внешние контакты 23.1 - 26.1 замыкаются после прихода соответствующей порции шихты на колошник печи в зависимости от заданного технологического режима распределения порций шихты одной подачи, Чаще всего технологи пользуются четырьмя режимами распределения шихты одной подачи - крестовым, диаметральным, симметричным и последовательно-точечным.

При крестовом режиме шихта правой рудной порции высыпается в исходном положении, заданном для данного положения программы, шихта левой рудной порции поворачивается на угол 180° по отношению к правой, шихта правой коксовой порции смещается по отношению к исходной рудной на угол 90° а шихта левой коксовой порции смещается на угол 270°, образуется крест, благодаря которому шихта одной подачи равномерно распределена по окружности засыпного аппарата, засыпной аппарат находится в равновесном состоянии, что способствует более длительной его работе.

При диаметральном режиме шихту рудных порций (правой,левой) поворачивают на заданный данным положением программы исходный угол, а шихту коксовых порций (правой и левой) поворачивают на угол 180 по отношению к исходному.

При симметричном режиме шихту правых порций (рудной и коксовой) поворачивают на заданный положением программы исходный угол, а шихту левых порций (рудной и коксовой) смещают по отношению к исходному углу на 180°.

При последовательно-точечном режиме все порции шихты одной подачи (правой, левой и коксовой) поворачивают на один и тот же исходный угол данного положения программы.

Контакт 23.1 замыкается при крестовом режиме после прихода на колошник правой рудной порции шихты, при диаметральном режиме после прихода на колошник порций шихты (правой и левой), при симметричном режиме - после прихода правых порций (рудной и коксовой), при последовательно- точечном режиме после прихода любой порции подачи (рудной, коксовой, левой,

правой), соответственно в этих перечисленных случаях срабатывает и реле 19, т.е. формирует сигнал поворота шихты на исходный угол для данного положения программы.

Контакт 24.1 замыкается при крестовом режиме после прихода на колошник левой рудной порции шихты, при диаметральном - после прихода коксовых порций (правой и левой), при симметричном - после прихода левых порций (рудной, коксовой), соответственно реле 20 формирует сигнал поворота шихты на угол, смещенный по отношению к исходному на +180° (положительное смещение - смещение по часовой стрелке).

Контакт 25.1 замыкается только при крестовом режиме после прихода на колошник правой коксовой порции шихты, реле 21 формирует сигнал поворота распределителя на угол+90° по отношению к исходному.

Контакт 26.1 замыкается также только при крестовом режиме после прихода на колошник левой коксовой порции шихты, реле 22 формирует сигнал поворота распределителя на угол +270° по отношению к исходному.

Коммутацию цепей задания углов поворота распределителя к шинам реле углов выполняют в соответствии с заранее подготовленной технологической расчетной таблицей схемы поворота распределителя с учетом смещений к заданному исходному углу данного положения программу для порций шихты одной подачи, а также с учетом компенсации углов рассогласования объемных гребней, изменяющихся в процессе эксплуатации при замене засыпных аппаратов в период капитальных ремонтов.

Несимметричная подача порций шихты в воронку засыпного аппарата вызывает образование одностороннего объемного мак- симума (гребня) каждой порции, положение которого характеризуется горизонтальным углом с вершиной на оси печи между направлением на гребень и плоскостью, проходящей через ось подъемника и ось печи. Для разных материалов (рудные, кокс) правой или левой стороны эти углы различны, однако в большинстве случаев гребни рудных и коксовых порций одной стороны совпадают или близки.

Углы рассогласования объемных гребней для правых и левых, рудных и коксовых порций должны быть измерены эксплуатацией для каждой печи.

Пример. Заданы углы рассогласования объемных гребней для правой рудной порции Опр. 30°, левой рудной порции #лев. 15°, правой коксовой порции /Зпр.

«30°, ЛеВОЙ КОКСОВОЙ . 15°.

Необходимо выполнить подключения цепей задания углов для второго положения программы, если исходный угол для второго положения программы 2 - 120°. а для про- 5 граммы 3 - 90°. Рассчетный угол для исходного положения программы правой рудной порции будетут-т7Пр., т.е. для клеммы А (224) это (120°-30°) 90°, т.е. клемма А (224) должна быть присоединена к шине

0 -90°. Для клеммы Б (225) рассчетный угол равен р+ 180 + «лев 120 + 180 + . клемма Б (225) присоединяется к шине 315°. Для клеммы В (226) рассчетный угол равен р+ .120 + 90-30 180°, для клем5 мы Г (227) рассчетный угол равен /) + 270+ + 270+ .

Устройство работает следующим образом.

Должны быть заданы схемы углов для

0 двух-трех, можно и больше (на фиг.2 показаны для простоты две - 2 и 3) оптимальных различных программ циклов, затем рассчитаны технологические таблицы для коммутации цепей задания углов работы

5 распределителя для каждого положения программы каждой программы циклов и каждой порции шихты в подаче с учетом компенсации углов рассогласования объемных гребней.

0Оператор печи выбирает ключом 15

программу, по которой выполняет распределение шихты в печи, выбирает режим распределения шихты-крестовой, диаметральный, симметричный, последовательно5 точечный (на фиг.2 с целью упрощения схемы ключ выбора режима не показан, в зависимости от выбранного режима и прихода соответствующего скипа - левого, правого, рудного, коксового - будут по-разному

0 замыкаться внешние контакты 23.1 - 26.1). Подача шихты на колошник состоит из нескольких порций, чаще всего практически это четыре разного сочетания рудных и коксовых порций.

5 После окончания каждой подачи из таких нескольких порций происходит переход программы циклов на новое положение. Может быть 8, 12, 16 положений программы (зависит от задания оператором). После

0 прихода на колошник соответствующей порции шихты срабатывают соответствующие реле формирования сигнала поворота распределителя. Предположим, задан крестовый режим работы. После прихода пра5 вой рудной порции срабатывает реле 19 и по цепи замыкающих контактов 8.1 (рассматриваем первое положение программы циклов), 9.1 (предположим, выбрана программа 2), 11.1, согласно скоммутированной клемме Д (124) с шиной, например, 45° срабатывает реле 7.3 задания угла 45°, которое замыкает свой контакт 7.1.3 в узел 2 программы. Распределитель начинает вращаться вперед и по достижении угла 45° будет гыдан сигнал отработки распределителем данного угла, распределитель останавливается, пока не придет на колошник следующая порция шихты, После отработки всех порций шихты одной подачи программа циклов перейдет на новое положение и отработка (поворот распределителя с новыми порциями шихты) будет идти через цепь задания углов с контактами 8.2, 9.2, 11.3 и т.д. Наличие узла 1 задания углов поворота распределителя шихты в совокупности с узлом 6 формирования сигналов технологических режимов и углов поворота распределителя для отдельных порций шихты одной подачи и узлом 2 программы, позволяющим выбор программы, значительно расширяет технологические возможности устройства и позволяет свободное программирование работы распределителя, т.е. получение практически любых программ с любой схемой задания углов; дает возможность работы в любом из технологических режимов (последовательно-точечном, крестовом, диаметральном, симметричном) распределения порций шихты одной подачи; компенсацию углов рассогласования объемных гребней; возможность выбора оператором печи с помощью двух переключателей технологических режимов и программ до 4, 8, 12, 16 и т.д. вариантов различных программ, которые позволяют регулировать траекторию восходящих газов и в конечном счете производительность печи; возможность перестройки программ на новые простым методом перекоммутации цепей задания углов на легко читаемых клеммниках, что может быть выполнено без остановки печи силами дежурного персонала по предварительно подготовленной расчетной таблице; благодаря равномерному распределению шихты одной подачи на конусе засыпного аппарата срок службы последнего увеличивается; появляется возможность подбора более оптимального и равномерного распределения шихтового материала в печи, что увеличит срок службы футеровки печи.

В результате применения устройства предполагается оптимизация движения газового потока в доменной печи за счет улучшения использования химической энергии газа, снижения степени прямого восстановления достигается экономия в расходе кокса и рост интенсивности по руде, т.е. увеличение производительности, кроме того, достигается увеличение срока службы засыпного аппарата и футеровки печи.

Формула изобретения

1. Устройство программного управления распределением шихты в доменной печи, содержащее узел программ, соединенный через силовой блок с узлом электропривода, информационный выход

которого через узел счета углов соединен с первым входом узла программ, второй вход которого соединен с узлом задания угла поворота, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно снабжено узлом формирования сигналов технологических режимов и углов поворота для отдельных порций шихты одной подачи, соединенного с первым входом узла задания угла поворота, второй вход

которого соединен с вторым выходом узла программ.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что узел программ содержит ключ выбора программ, контакты которого с одной стороны подсоединены к плюсовой шине источника питания, с другой стороны - к катушкам реле программ, причем количество реле соответствует количеству положений ключа выбора программ, с другой

стороны катушки реле подсоединены к минусовой шине источника питания,

3.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что узел формирования сигналов технологических режимов и углов поворота

для отдельных порций одной подачи содержит четыре реле, катушки которых с одной стороны подсоединены к минусовой шине источника питания, с другой стороны - к внешним контактам, с другой стороны

внешние контакты подсоединены к плюсовой шине источника питания.

4.Устройство поп. 1, отличаю щ е е- с я тем, что узел задания углов поворота распределителя шихты содержит катушки

реле задания углов от 15 до 360° через каждые 15°, причем катушки с одной стороны подсоединены к минусовой шине источника питания, а с другой стороны выведены на соответствующие обозначениям реле шины,

0 выполненные с возможностью коммутации, с такой же маркировкой от 15 до 360° через каждые 15°, а цепи задания углов поворота, подсоединенные к плюсовой шине источника питания, состоят из последовательной

5 цепи трех замыкающих контактов - контакта реле положения программы от первого до п узла программы, контакта реле, соответствующего номеру избранной программы, контакта реле формирования сигналов поворота распределителя для каждой порции

одной подачи, цепи задания углов подсоединены к клеммам с маркировкой, при этом контакты реле задания углов в узел программ выполнены с возможностью подачи

сигнала вращения распределителя, а в последовательной цепи с контактами реле счета углов - подачи сигнала отработки угла распределителем шихты и его остановки.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к доменному производству, и предназначено для программного управления распределением шихты в доменной печи. Оно может быть использовано в других отраслях промышленности, где необходимо свободное программирование. Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства. Сущность изобретения - получение практически любых программ с любой схемолй задания углов или свободное программирование работы распределителя, возможность работы в нескольких заданных технологических режимах распределения порций шихты одной подачи, выбор оператором до 4, 8, 12, 16 и т.д. вариантов различных программ в зависимости от числа задействованных в устройстве положений ключей выбора программ и режимов, возможность перестройки программ на новые простым методом перекоммутации цепей задания углов, что выполняется без остановки печи по предварительно подготовленной расчетной таблице, возможность компенсации углов рассогласования объемных гребней. Расширение технологических возможностей устройства позволяет оптимизировать движение газового потока в печи и увеличить производительность печи, экономию расхода шихтовых материалов, увеличить срок службы засыпного аппарата и футеровки печи. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.