Система автоматизированного управления процессом конвертирования штейнов Советский патент 1980 года по МПК C22B15/06 

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНВЕРТИРОВАНИЯ ШТЕЙНОВ

. Изобретение относится к цветной металлур | гик, в частности к управлению конвертированием медных штейнов. Известна система регулирования концентрации сернистого ангидрида в отходящих конвертерных газах, реализующая регулирование тяги дымососа в зависимости от количества подаваемого в конвертер воздуха 1 . Известное решение не учитывает перепад температур дутье вого воздуха и конвертерного газа, а также концентрацию в последнем сернистого ангНД- -, рида. Поэтому точность задания регулятора направляющего аппарата дымососа недостаточна. Наиболее близким к изобретению по технической cyujHOCTH и достигаемому результату является установка для определения содержания углерода в ванне сталеплавильного конвертера по егобалансу. Схема установки включает в том числе устройство перемножения полной концентрации углерода в отходящем газе (окись и двуокись углерода) па объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям 2. Для медеплапилыюго конвертера применение установки не эффективно, поскольку здесь состав (концентрация) отходящих газов не регулируется, а непосредственно изме рять расход газа в условиях его раздельного отбора затруднительно. Отличительной особенностью конвертирования штейнов является обязательность утилизации конвертерного газа, например переработка его в серную кислоту. Поэтому стремятся сохранить концентрацию сернистого агнидрида в газе максимально возможной, в том числе путем исключения подсоса атмосферного воздуха через горловину напыльника. В этом случае объем} ьш расход газа через напыльник, обусловленный тягой дымососа, практически равен объемному расходу воздуха, вдуваемого в конвертер, если учтен перепад их температур. Поэтому произведение объемного расхода воздуха на относительную концентрацию сернистого ангвдрида в газе, эквивалентное его массовому расходу, будет характеризовать скорость окисления газовую фазу и, следовательно, ее остаточное содержание в ванне конвертера, так как кислород воздуха всегда избыточен к окислительным реакциям конвертирования штейна Это позволяет произведение входной и выходной переменных процеЧГса (ргГСХой воздуха и ко ентрания сернистого ангидрида) йспол ьзсУв ать как параметр контро Гй11егуЯ1фован}й в Операциях управления ° Tf3cfei8tlMH4eCKHM режимом KOHBeptHpOBaHHfl штейнов.

Целью изобреШ{М явПяетСя повышение йоЩШтрацда сернистого ангидрида в отходя :и1емШ-5ггтизацию конвертером газе и предот - йрКЗцейиё его утечки в производственное помещение путем автоматического регулирования тяги дымососа при раздельном отборе богатого и бедного по содержанию сернистого ангидрида газа с фиксацией окончания дутья воздуха на основе бЦёйКйШссовогорасхода сернистого ангидрида. .. .

Это достигается тем, что система содержит измерители температуры и расхода воздуха, на конвертирование , TeMnepatypH конвертерного газа и концентрации в нем сернистого ангидрида, блок перемножения расхода воздуха на йЬнцеНтрацйю сёрййст&го анг иДрида, сумматор, блокпересчета расх6да воздуха в расход газа, . измеритель концентрации сернистого ангидри-,.. да, блок умножения, регулятор Направляющего аппарата дымососа, блок вычисления производной, ключ - дискриминатор, блок логики, , блок вычисления момента прекращения дутья, причем сумматор подключен к блоку пересчета расхода воздуха, в расход газа, а последний ШШШб б-йЗШр1ШШ

того ангидрида подключен к блоку умножения, выход которого подключен к входу регуля:тора направляющего аппарата дымососа, к первому входу блока вычисления производной и через-ключ - дискриминатор подключен к его второму входу, оба вьисода блока вычисления производной подключены через блок логикц к запорным устройствам утилизационного и вентиляционного газоходов, причем его вы, .. ход,соответствующий отрицательному знаку производной, подключен к первому входу блока вычисления момента прекращения дутья в конвёртер, ко второму входу которого под ключен выход блока умножения, а. его выход подключен к запорному устройству воздухопро вода1.

На чертеже дана структурная схема автоматизировашой системы управления ггроцессом конвертирования штейнов.

Она содержит воздухопровод 1 для подачи воздуха в технологический агрегат 2 (конвертер, напыльник, пьшевая камера, циклон), вентиляционный 3 и утилизационный 4 газоходы, дымосос 5 с направляющим аппаратом 6, измерители 7 и 8 расхода во зязаа %ёг;отемпературы, измерители 9 и 10 температуры конвертерного газа и кШ1Хентрации в нем сернистого ангидрида, блок П вычисления разности температур газа и воздуха, блок J 2 пересчета расхода возДуХа На расход газа по разности температур, вычисленной в блоке 11, блок 13

перемножения расхода газа на концентрацию в нем сернистого ангидрида, регулятора 14 направляющего аппарата дымососа, ключ дискриминатор 15, блок 16 вычисления алгебраической производной произведения расхода

газа и концентрации сернистого ангидрида, блок 17 логики переключения газоходов, блок 18 вычисления момента окончания доводки металла и прекращения дутья в конвертер. Система работает следующим образом.

После загрузки конвертера штейном и флюсами оператор включает дутье. Воздух по воздухопроводу 1 через фурмы поступает в агрегат 2 (конвертер, напыльник, пылевая камера, циклон). Здесь кислород воздуха, взаимодействуя

с сернистыми соединениями расплава, образует сернистьш ангидрид. Последний вместе с инертами и остаточным кислородом образует конвертерный газ, который в зависимости от положения запорных устройств поступает на вентиляционный 3 либо утилизационный 4 газоходы. Интенсивность отбора газа на утилизацию зависит от производительности дымососа 5, которая задается направляющим аппаратом 6 от регулятора 14. Заданием последнему служит

выходной сигнал блока 13, эквивалентный массовому расходу сернистого ангидрида, соДержащегося в конвертерном газе. Здесь перемножа1о Ся расход воздуха и концентрация сернистого ангидрида в газе, замеренные изм§рителями 7 и 10, причем расход воздуха пересчитан на расход газа в блоке 12 по сигналу блока 11, который пропорционален разности температур газа и -воздуха, замеренных измерителями 8 и 9.

В блоке 16 вьписляется алгебраическая производная массового расхода сернистого ангидрида. Когда последний достигает некоторой критической величины, обусловленной нижней

предельно допустимой концентрацией сернистого ангидрида в конвертерном газе (1-2%), срабатывает ключ - дискриминатор 15 и на одном из выходов блока 16 появляется сигнал, поступающий в блок 17. Последний вне зависимости от знака входного сигнала управляет запорнь1ми устройствами газоходов так, что для исключения выбивания газов из горловииы напыльника при переключении запорных устройств на время, необходимое для перераспределения давлений (разрежений), открыты оба газохода. Отрицательньтй импульс блока вычисления производной одновременно запускает блок 18, где на основе оценки величины приращения массового расхода сернистого ангидрида вычисляется момент прекращения дутья воздуха в конвертер и выдается сигнал на закрытие воздухопровода. Система обеспечивает управление процессом конвертирования на всех его стадиях. Формула изобретения Система автоматизированного управления / процессом конвертирования щтейнов в конвертере, содержащем утилизационные и вентиляционные газоходы, с запорными устройствами, включающая измерители температуры и расхода возд}оса на конвертирование, температуры конвертерного газа и концентрации в нем серйистого ангвдрида, блок перемножения расхода воздуха на концентрацию сернистого ангидрида отличающаяся тем, что, с целЬю получения утилизируемого газа с более высоко концентрацией сернистого ангидрида и исключения его утечки, она дополнительно содержит сумматор, блок пересчета расхода воздуха в расход газа, измеритель концентрации сернистого ангидрида, блок умножения, регулятор направляющего аппарата дымососа, блок вйчисления производной, ключ-дискриминатор, блок логики, блок вычисления момента прекращения цутья, причем сумматор подключен к блоку пересчета расхода воздуха в расход газа, а последний совместно с измерителем концентрации сернистого ангидрида подключен к блоку умножения, выход которого подключен к входу регулятора направляющего аппарата дымососа, к первому входу блока вычисления производной и через Ключ - дискриминатор подключен к его втбрбму х:(Щ, оба выхода блока вычисления производной подключены через блок логики к запорным устройствам утилизационного и вентиляционного газоходов, причем его выход, соответствующий отрицательному знаку производной, подключен к первому входу блока вычисления момента прекращения дутья в конвертер, кЬ второму входу которого подключен выход блока умножения, а его выход подключен к запорному устройству воздухопровода. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 365392, кл. С 22 В 15/06, 1973. 2.Туркенич Д. И. Управление плавкой стали в конвертере. М., Металлургия, 1971, с. 252254.