Устройство для контроля расхода отходящих газов в газоотводящем тракте конвертера Советский патент 1982 года по МПК C21C5/30 

1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к контролю ос.новных параметров конвертерной плавки. ,

Известно устройство для измерения расхода отходящих газов, основанное на. определении концентрации меченного газа, которым является аргон, содержащийся в кислородном дутье fl.

Недостатки устройства заключаются в том, что точность измерения расхода отходящих газов зависит от точности определения количества азота, попавшего в газоотводящий тракт из системы уплотнения точек сыпучих материалов, и от величины подсоса воздуха . Максимальная точность измер|ения достигается при минимальном подсосе воздуха и закрытых клапанах азотных задвижек, т.е. при минимальном расходе отходящих газов.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является устройство

ДЛЯ измерения расхода отходящих газов по перепаду давления на сужающем устройстве типа трубы Вентури t2.

Недостатком этого устройства являются изменяющаяся в ходе процесса плотность газа и достаточно интенсивное изменение стандартного профиля . сужающего устройства вследствие про- никновения и оседания частиц конвертерн ой пыли из зоны мокрой газоочист10ки..

Цель изобретения - повышение точности и надежности непрерывного опрегделения расхода отходящих газов в газоотводящем тракте конвертера.

15

Поставленная цель достигается тем,что устройство для контроля расхода отходящих газов в газоотводящем тракТе конвертера, содержащее блок расчета расхода отходящих газов с помощью

20 сужающего устройства, дополнительно снабжено блоком определен1 я расхода по балансу аргона и блоком расчета подсоса воздуха, входами которых являЮтся датчики минутного расхода кис лорода на продувку, концентрации аргона в фурменном кислороде, расхода технического азота на уплотнение течек сыпучих материалов и фурменного окна,концентраций аргона и азота в воздухе и в отходящих газах, выход блока расчета подсоса воздуха является входом блока определения экспоненциально взвешенной средней величи ны подсоса воздуха, выход которого служит входом блока сравнения,.а выход блока сравнения в совокупности с выходом блока определения расхода по балансу аргона и выходом блока расчета расхода отходящих газов с помощью сужающего устройства совме т н6 с выходом датчика положения отсечного клапана на кислородной фурме служит входами блока определения корректирующего коэффициента сужающего устройства, а выход последнего совместно с выходом блока расчета расхода отходящих газов с помощью сужающего устройства являются входами блока расчета скорректированного расхода отходящих газов на предстоя щук плавку. блок расчета расхода отходящих с помощью сужающего устройства состоит из трех блоков умножения,дву :блоков деления, блока извлечения корня и блока вычитания, причем блок вычитания является входом первого блока умножения, выход которого совместно с выходом третьего блока умнсмения являются входами первого бло ка деления, выход которого является входом второго блока умножения, второй блок деления является .входом блока извлечения корня, выход которо го является входом второго блока умножения . I расчета расхода отходящих газов по балансу аргона состоит из трех блоков умножения, двух блоков делемшя, двух блоков вычитания,причем Шйходы первого и второго блоков умножения являются входами первого блока вычитания, выход которого является входом второго блока деления третий блок умножения является входом второго блока вычитания, выход которого является входом второго бло ка деления, а выходы первого блока деления являются входами второго и третьего блоков умножения. Блок расчета величины подсоса воздуха состоит из четырёх блоков умножения, трех блоков деления и двух блоков вычитания, причем выходы первого блока умножения и первогоблока деления являются входами четвертого блока умножения, выход которого совместно с выходом второго блока вычитания являются входами первого блока вычитания, выход которого является входом третьего блока деления, выход второго блока деления являет;СЯ входом третьего блока умножения, . выход которого является входом вто;рого блока вычитания, выход которого является вторым входом третьего блока деления. Выход блока сравнения в совокупности с .вь ходом блока определения расхода по балансу аргона и выходом блока расчета расхода с помощью су жающего устройства являются вводами запоминающего устройства, выходной сигнал которого совместно с выходом датчика положения отсечного клапана на кислородной фурме служит входами определения корректирующего коэффи циента сужающего устройства, а вы-, ход последнего совместно с выходом блока расчета расхода с помощью су- жающего устройства являются входами блока расчета скорректированного расхода отходящих газов на предстоящую плавку. На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства; на фиг.. 2 схема блока расчета расхода отходящих газов на фиг. 3 схема блока определения расхода отходящих газов по балансу аргона на фиг. - блок расчета величины подсоса воздуха. Устройство включает блок I расчета расхода отходящих газов с помощью сужающего устройства {труба Вентури). Входами блока 1 служат выходы датчиков 2 определения давления отходящих газов, 3 давления насыщенного пара, Ц перепада давления газов на сужающем устройстве, 5 плотности и 6 температуры отходящих ,газов. блок 1 производит следующие вычисления:(MiiEiEjLL ог т р- где расход отходящих газов по трубе Вентури 59 . К - коэффициент расхода сужающего устройства (новой оттарированной трубы Вентури) Р - давление газа перед сужающим устройством, кг/см ; РГ, - давление насыщенного пара, кг/см, Р .-плотность газа, кг/см, Т - температура отходящих газов, К Входами блока 7 определения расхода отходящих газов по балансу арго на и блока 8 расчета подсоса воздуха являются выходы датчиков минутного расхода кислорода на продувку, концентрации аргона в фурменном кислороде , расхода технического азота на уплотнение течек сыпучих материалов и фурменного окна, концентраций аргона и азота в воздухе и в отходяВ блоке 7 производится вы щих газах, числение расход отходящих гдзов по балансу аргона, минутный расход кислорода на продувку, м /мин; содержание аргона в кислороде, % i расход технического азота на уплотнение, м /мин} Аг - содержание аргона в 1озду хе, ; содержание азота в воздухр S лс, I содержание аргона в отходящих газах, % содержание азота в отходя щих газах, % В блоке 8 производится вычисление величины подсоса воздуха М J В.блоке 16 определения экспоненциально взвешенной средней величины подсоса Ьоздуха производится следующий расчет V V +K(V -V ) ,14). m.-i m ffl-i экспоненциально взвешенная средняя величина подсоса воздуха на т-ом шаге то же, на предыдущем шаге; подсос воздуха на т-ом (последнем) шаге; коэффициент сглаживания (к 0,1-0,3). Блок 17 сравнения производит операцию сравнения значения с минимальным которое имело к моменту време- Vn.n, Значение хранится в блоке 17. При выполнении условия (5) значение V записывается в блок 17 на место прежнего, а на выходе блока 17 форми руется сигнал, по которому в запоминающем устройстве 18 производится загпоминание величин Vgr , соответствующих минимальному значению Vj,. При невыполнении условия (З) запись нового значения Vnmtn блок 17 не производится, сигнал на выходе бжжа 17 отсутствует, а запись и в запоминающее устройство 18 не прризводится. Выход запоминающего устройства 18 совместно с выходом датчика 19 положения отсечного клапана на кислородной фурме являются входами блока 20 определения корректирующего коэффициента сужающего устройства (блока деления). В блоке 20 производится вычисление Аг ., Vor cL -,корректирующий коэффициент где el сужающего устройства. Выход блока 20 является поправочной величиной к выходу блока 1, которые совместно являются входами блока 21 расчета скорректированного расхода отходящих газов на предстоящей плавке, т.е. на следующую плавку в . блоке 21 производится расчет по формуле:где Vor скорректированный расход отходящих газов. Полученный новый расход является более надежной и точной величиной по сравнению с V,., так как учитывает изменение характеристики сужающего устройства в течение кампании конвер тера. Блок 1 состоит из трех блоков 22, 23 и 2k умножения, двух блоков 25 и 26 деления, одного блока 27 извлечения корня, и блока 28 вычитания. Блок 7 производит расчет расхода отходящих газов по балансу аргона по зависимости (2). В блок 7 входят три блока 29 30 и 31 умножения, два блока 32 и 33 деления, два блока k и 35 вычитания. Блок 8 служит для расчета величины подсоса воздуха, которая определя ется по зависимости (З). 1 Блок 8 содержит четыре блока Зб39 умножения, три блока kQ, 1 и 42 деления, два блока н ЦЦ вычитания. Устройство работает следующим образом. С момента начала продувки на выходах датчиков 2-6 и 9-15 появляются дискретные сигналы, которые соответствуют определенным значениям выходных параметров. Сигналы с датчиков 2-6 поступают в блок 1, где по зависимости (1) производится расчет расхода отхЬдящнх газов. Однрвременно сигналы с датчиков поступают в блоки 7 и 8. В блоке 7 по формуле (2) производится расчет расхода отходящих газов по балансу аргона (VoO, а в блоке 8 по формуле (3) рассчитывается величина подсоса воздуха в газоотводящий тракт Vfj. В связи с возможным колебанием величины Vfl в блоке 1б производится ее усреднение с использованием метода экспоненциального сглаживания.Как было отмечено выше, максимальная точность определения величины расхода по балансу аргона наблюдается в момент минимизации величины подсоса воздуха V. Поэтому в блоке 17 производится сравнение текущего значения УГ« с величиной VnfтЦr| являющейся минимальной на данном временном интервале (от начала продувки до текущего определения V). Если условие (5) в блоке 17 выполняется, то текущее значение V является минимальным оно записывается в блок 17 Ha jMjcTQ прежнего, aina выходе блока 17. Фр.Р Г мируется сигнал, разрешающий запись запоминающее устройство 18 значений Vor и vjr, соответствующих минимальному значению V. В противном случае 9 2 разрешающий сигнал на выходе блока 18 не формируется. По сигналу закрытия отсечного клапана на кислородной фурме (выход датчика 19) в блоке 20 по формуле (6) определяется величина корректирующего коэффициента сужающего устройства d. Скорректированный расход отходящих газов на предстоящей плавке, регистрируемый вторичным прибором, определяется в блоке 21 по зависимости (7). Таким образом, скорректированный расход рассчитывается с по- : мощью значения выхода блока 1 с учетом величины корректирующего коэффициента сужающего устройства, постоянно настраиваемого по проведенной плавке. Формула изобретения 1. Устройство для контроля расхода отходящих газов в газоотводящем тракте конверте(а, содержащее блок расчета расхода отходящих газов с. по.мощью сужающего устройства, о т л ич а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения томности и надежности контроля, оно дополнительно снабжено блоком определения расхода по балансу аргона и блоком расчета подсоса воздуха, входами которых являются датчики минутного расхода кислорода на продувку, концентрации аргона в фурменном кислороде, расхода технического азота на уплотнение течек сыпучих материалов и фурменного окна, концентрации аргона и азота в воздухе ив отходящих газах, выход блока расчета подсоса воздуха является входом блока определения экспоненциально взвешенной средней величины подсоса воздуха, выход которого служит входом :блЬка сравнения, а выход блока сравнения в совокупности с выходом блока определения расхода по балансу аргона и выходом блока расчета расхода отходящих газов с помощью сужающего устройства совместно с выходом датчика положения отсечного клапана на кислородной фурме служит входами блока определения корректирующего коэффициента сужающего устройства, а вы-, ход последнего совместно с выходом блока расчета расхода отходящих газов с помощью сужающего устройства являются входами блока расчета скор991ректированного расхода отходящих газов на предстоящую плавку. 2.Устройство по п. 1, о т я и 4аю1цееся тем, что, блок расчета расхода отходящих газов с помощью сужающего устройства состоит из трех бпоков умножения, двух блоков деления, блока извлечения корня |и блока вычитания, причем блок вычитания является входом первого блока умножения, выход которого совместно с выходом третьего блока умножения являются входами первого блока деления, выход которого является входом второго блока умножения, второй блик деления является входом блока извлечения корня, выход которого является входом второго блока умножения. 3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что блок расче та расхода отходящих газов по балансу аргона состоит из трех блоков умножения, двух блоков деления, двух блоков вычитания, причем выходы первого и второго блоков умножения яв ляются входами первого блока вычитэ ния, выход которого является BXOAQM второго блока деления, третий блок умножения является входом второго 6лoкa вычитания, выход которого явля ется входом второго блока деления, а выходы первого блока деления являются ыходами второго и третьего блоков умноже;:ия. . Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок расчета величины подсоса воздуха состоит из четырех блоков умножения, трех блоков деления и двух блоков вычитания, причем выходы первого блока умножения и первого блока деления являются входами четвертого блока умножения , выход которого совместно с выходом второго блока вычитания являются входами первого блока вычитания, выход которого является входом третьего блока деления, выход второго блока деления является входом второго блока вычитания, выход которого является вторым входом -третьего блока деления., Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If , кл. С 21 С 5/30, 1972. 2.Туркенич Д.И. Управление плавкой стали в конвертере. М.,Металлургия, 1971 с. .