Устройство управления прекращением продувки конвертора Советский патент 1981 года по МПК C21C5/30 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам управления конвертерным процессом, и может быть использовано в конвертерных цехах металлургических заводов. Известно устройство для определе ния мсвлента прекращения продувки в кислородном конвертере на заданно содержании.углерода в металле, кото рое содержит датчики входных и выходных параметров процесса, соединейшае через потвнциометрические делители с усилителем мощности я интегратором, к выходу которого под I соединены счетчик степени обезуглероживания. Это устройство решает ча тную задачу контроля содержания углерода си. Наиболее близким по технической сущности является устройство управления прекращением продувки, содерж щее блоки контроля содержания углерода и заданного его количества, со диненного с блоком сравнения, выход которого соединен с блоком продувки И блок управления приводом конвертера . После прекращения продувки отбирают пробу металла на анализ, по результатам которого производят повторную продувку плавки (додувку) 2. Нгдостатком известных устройств является низкая производительность агрегата, так как ои вызывает большие потери времени.на промежуточные повалки конвертера для взятия пробы и ожидание результатов химанализа. Цель изобретения - увеличение производительности агрегата. Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее блоки контроля содержания углерода и заланиого его количества, .соединенные с блоком сравнения, выход которого соединен со входсм блока продувки, и блок управления приводом конвертера, дополнительво содержит блок спектра излучения пламени, блок наличия характерных спектральных линий, соединенный с блоком заданного количества углерода, три блока И, два блока 8В, блоки или и задержки, причи й выход блока наличия характерных спектральных линий соединен с первым взюдом первого блока И, второй вход которого соединен с выходом блока 1фопуока и через первый блок НЕ с входами второго и третьего (Мкжа И; вход блока контроля спектра

злучения пламени соединен через лок задержки с выходом блока проувки, а выход - со вторым входом торого блока И и через второй блок Е - со вторым входом третьего блока И; выходы первого и третьего блока И ерез блок ИЛИ соединены с блоком управления приводом, а выход вт орого - со входом блока продувки и локом контроля содержания углерода.

Вдедение новых блоков и связей ежду ними позволяетПРОИЗВОДИТЬ нализ стали по спектру излучения ламени непосредственно после прекращения продувки без повалки конвертера для взятия пробы, что позволяет не задалживать производственное время на проведение этих операций и вести управление в соответствии, с поставленной целью, ,

На чертеже представлена блок-схема устройства управления прекращением продувки конвертера.

Устройство содержит блок 1 сравнения , блок 2 заданного количества углерода, блок 3 наличия характерных спектральных линий, блок 4 задержки, блок 5 контроля содержания . углерода, блок НЕ 6, блок И 7, блок 8 контроля спектра излучения пламени, блоки И 9, 10, блок ИЛИ 11, блок 12 управления приводом конвер- , тера, блок 13 продувки, блок НЕ 14. Вход блока 1 сравнения соединен с выходами блоков 2 заданного количества углерода и 5 контроля содержан11Я углерода, а выход - со входом блока 13 продувки. Второй выход блока 2 заданного количества углерода соединен со входом блока 3 наличия характерных спектральных линий. Выход блока 3 соединен со входом блока 6 НЕ и первым входом блока 7 И. Выход блока НЕ б соединен с первыми входами блоков И 9 и 10. Вход блока 4задержки соединен с выходом блока 13 продувки, который, кроме того, соединен со вторым входом блока И 7. Выход блока 4 задержки соединен со входом блока 8 контроля спектра излучения пламени, выход которого соединен соответственно через блок НЕ 14 и непосредственно - со вторыми входами блоков . И 9 и 10. Выход блока И 9 соединен со входами блока 13 продувки и блока 5 контроля содержания углерода. Выход блока И 10 соединен с первым входом блока ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходом блока И 7. Выход блока 11 соединен с блоком 12 управления приводом конвертера .

Блок 3 наличия характерных спектральных линий представляет собой, например, переключатель,снабженный шкалой, отградуированной в процентном содержании углерода, положение контактов которого соответу

ствует границам областей с характерными спектральными линиями. Например, для условий Енакиевского металлургического завода положение контакта соответствует 0,25% , При установке заданного количестве 5 углерода в блоке 2 синхронно поворачивается ручка переключателя. При положении ручки переключателя на содержании углерода выше 0,25% контакт замкнут, при содержании углерода ниже 0,25 - разомкнут.

Блок 5 контроля содержания углерода содержит датчики входных и выходных параметров, усилитель мощности, узел разрешения отсчета, сумматор, индикатор, узлы определения особых точек на характеристиках изменения параметров, связанные с датчиками входных и выходных параметров и подключенные через

Q сумматор к индикатору, узел умножения-суммирования , связанный.с усилителем мощности, выход которого непосредственно и через дополнительно введенные последовательно включенные амплитудно-частотный преобразователь и делитель импульсов соединен с узлом разрешения отсчета, подсоединенным к индикатору.

Определение содержания углерода в блоке 5 производится по формуле

ifAOiic dP

Wjw.. -cVoKC

NlOKC

, «)

де P, Рллакс давление отходящих

газов соответствёйно

в момент времени

и максимальное, мм. вод.ст.

V fV ciicc расход дутья соответственно в момент времени TK. и в момент

максимума давления, нм /мнк; Т,,,ис температура отходящих

газов соответственно в момент времени Рц.

и максимальная; С; Nvwicc расстояние сопла фурмы от уровня спокойного металла соответственно в момент времени Г и в мсм&ат

максимума давления,м П - входные и выходные . параметры плавки; - козффициенты регрессии.

Работа блока 5 контроля содержания углерода заключается в следующем.

Информация о входных и выходных параметрах конвертерной плавки (например, расходе и давлении дутья. положении фурмы, температуре и давлелии отходящих газов после их догО рания, количество тепла, унесенного с водой, охлаждающей фурму и потерянного конвертером за время просто вводится автоматически по ходу продувки с ферродинамических датчиков, встроенных в приборы, контролируквди эти параметры. Значения масс руды, извести, лома, шпата, чугуна вводят ся вручную с ферродинамических задатчиков. Значение каждого параметра, вводимого в сумматор в виде напряжения переменного тока, умножает ся на статистический коэффициент и складывается с остальными параметра ми. Полученное напряжение уравновешивается усилителем мощности, после чего поступает в амплитудно-частотньй преобразователь. Далее полученное число импульсов делится на восемь в делителе и накапливается на выходе индикатора в виде угла поворота стрелки, пропорционально интегралу по времени входного напряже ния,. Стрелка показывает текущее содержание углерода в металле на подвижном циферблате, градуированно согласно функции выражения (1). Напряжения от датчиков входных и выходных параметров (пропорционал ные давлению отходящих газов, расходу дутья, температуре отходящих газов, расстоянию сопла фурмк от уровня спокойного металла) поступаю в узлы определения особых точек на характеристиках изменения параметров, где происходит вычисление параметров , находящихся под функцией f выражения (1). Значение каждого параметра умножается на соответствующий статистический коэффициент и складывается с остальными членами уравнения регрессии в cyNwaTOpe. По лученное напряжение поступает в индикатор, где сравнивается с напряжением, пропорциональным выражению f2 . Разность напряжений, пропорциональных и 2 поступает на механизм вращения подвижного циферблата индикатора. Таким образом положение стрелки на циферблате, блока 5 и напряжение с выходного преобразователя блока будет отражать содержание углерода в -ванне кислородного конвертера. Автоматическое переключение блока 5 из режима простоя в режим продувки и наоборот производится узлом разрешения отсчета, при получении от сумматора сигнала, уровень которого соответствует началу продувки. Блок 8 контроля спектра излучения пламени представляет собой, например, монохроматор МДР-3, осуществлянщий последовательное выделение излу чения в характерной области спектра, соединенный с фотоэлектрической приставкой ФЭП-1, снабженной позиционным контактом. При наличии харак,терных линий в контролируемой об.ласти спектра позиционный контакт, срабатывает и на выходе .блока 8 появляется напряжение, соответствующее логической , при отсутствии - напряжение, соответствующее логическому Блок продувки 13 представляет собой, например, контактор с двумя выходными Контактами, один из которых подключен к двигателю привода фурмы, а другой - к исполнительному механизму, управляквдему клапаном в трубопроводе дутья. В процессе продувки спектр пламени имеет сильный сплошной фон, ча котором отдельные линии почти нераз.личимы, а излучение пламени мало отличается от излучения абсолютно черного тела, в момент прекращения продувки из горловины конвертера вырывается пламя, имеющее четкий линейчатый спектр. Характер спектра изменяется по ходу продувки и связан с содержанием углерода в ванне конвертера, химическим составом чугуна и технологией продувки. Так, для условий ЕМЗ (перерабатывается передельный чугун, продувка ведется через четьфехсопловую форму с углом наклона сопел к вертикали в 12° интенсивность продувки 450 нм /мин, садка конвертера 150 т) характерными являются линии в синей части спектра с длинами волн Л 4520, 4550, 4800, 4700 А, которые начинают исчезать при содержаниях углерода, равных 0,5% и исчеза1от полностью при 0,25%. Перед продувкой в блоке 2 заданного количества углерода устанавливают требуемое конечное содержание углерода в зависимости от згщанной марки стали. В процессе продувки в блоке 5 контроля содержания углерода непрерывно рассчитывают содержание углерода: напряжение, пропорциональное расчетной величине, поступает в блок 1 сравнения, где сравнивается с напряжением, поступающим из блока 2 заданного количества углерода. При равенстве т-апряжений из блока 1 сравнения поступает импульс в блок 13 продувки, который производит переключение процесса - осуществляет подъем фурмы и отключение дутья. Сигнал о переключении процесса поступает в блок 4 задержки, где задерживается на время, необходиое на стабилизацию процесса (исезновение пыли из пламени конверера) . Время задержки зависит от адки конвертера, интенсивности родувки, конструкции наконечника урмы. Время Зс1держки. устанавливаетя равньнл 5 с, по истечению которых ключается блок 8 контроля спектра злучения пламени, который коитролирует спектр в характерной (например, для условий ЕМЗ синей) области спектра. При наличии характерных спектральных линий на выходе блока 8 появляется напряжение, соответствующее логической , при отсутствии - напряжение, соответствующее логическому О . Напряжение из блока 2 заданного количества углерода поступает в блок 3 наличия характерных спектральных линий, который вырабатывает напряжение, соответствующее логическс5й

в случае, если заданному содержанию углерода соответствует характерная область спектра,и соответствующее логическому О , если заданное содержание углерода лежит вне ка- рактерной области (последнее соответствует содержанию углерода в ванне конвертера ниже 0,25%). Логииз блоков 3 и 8 инО

ческие

вертируются в блоках НЕ 6 и 14 и поступают в блок И 10, который вырабатывает логическую ,и через ИЛИ 11 напряжение поступает в блок 12 управления приводом конвертера и конвертер подается для взятия пробы на анализ. Если на выходе блока 3 напряжение соответстО

(заданное

вует логическому

содержание углерода ниже 0,25%), а на выходе блока 8 контроля спектра излучения пламени логическая (содержание углерода выше 0,25%), открывается блок И 9, который выдает импульс на продолжение нродувки в блок 13 продувки, устанавливая в блоке 5 контроля содержание углерода значение содержания углерода, соответствующее нижней границе харУактерной области спектра, т.е. 0,25%.

После прекращения повторной продувки операции по управлению продувкой повторяются.Если на выходе блока 3 наличия характерных спектральных линий напряжение соответствует логической Ч (заданное содержание углерода выше 0,25%) после прекращения продувки, на выходе блока- 7 И Появляется напряжение, соответствующее логической , и через блок ИЛИ 11 напряжение поступает в блок 12 управления приводом конвертера и конвертэг) подается для вз-ятия пробы на анализ.

Формула изобретения

Устройство управления прекращением продувки конвертера, содержащее блоки контроля содержания углерода и заданного его количества, соединенные с блоком сравнения, выход которого соединен со входом блока продувки, и блок управления приводом конвертера, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности агрегата оно дополнительно содержит блок контроля спектра излучения пламени, блок наличия характерных спектральных линий, соединенный с блоком заданного количества углерода, три блока И,, два блока НЕ, блоки ИЛИ и задержки, причем выход блока наличия характерных спектральных линий, соединен с первым входом первого блока И, второй вход которого соединен с выходом блока продувки и через Первый блок НЕ - с .первыми входами второго и третьего блока И; вход блока контроля спектра излучен пламени соединен через блок задержк с выходом блока продувки, а выход со вторым входом второго блока И и через второй блок НЕ - со вторым входом третьего блока И; выходы первого и третьего блока И через блок ИЛИ соединены с блоком управления приводом, а выход второго - со входом блока продувки и блоком контроля содержания углерода.

Источники информации, принятые во внимание При экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 287981, кл. С 21 С 5/30, 1971.

2.Богушевский B.C. и др. Вычислтельное устройство динамического управления кислородно-конвер орной плавкой. Сб. Автоматизациг металлургических производств . Киев, 1972