Устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора

Устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УС1ТОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ МЕТАЛЛА И ШЛАКА ИЗ КОНВЕРТОРА , содержащее приемники давления газов под кольцевой заслонкой кессона и снаружи ее соединенные с дифференциальным манометром, регистра тор и блок питания, отличающ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности конвертора, оно дополнительно содержит датчик расхода отходящих газов, три задатчика , пороговый элемент, блок сигнализации , квадратор, блоки вычитания, деления и умножения, причем датчик расхода отходящих газов соединен через квадратор с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, входы которого соединены с первым задатчиком и выходом дифференциального манометра, выход блока деления соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с вторым задатчНкому а выход соединен с регистратором и пер вым входом порогового элемента, второй (Л вход которого соединен с третьим задатчиком , а выход соединен с блоком с сигнализации.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% 111) А (д) С 2! С 5/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3578442/22-02 (22) 16.04.83 (46) 23.07.84. Бюл. М 27 (72) А.Я. Гуммель, П.К. Иэаак, А.И. Клуниченко и P.Ñ. Айзатулов (71) Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" (53) 669.184.244.66(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 773083, кл. С 21 С 5/38, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ МЕТАЛЛА И ШЛАКА ИЗ КОНВЕРТ0РА содержащее приемники давления газов под кольцевой заслонкой кессона и снаружи ее соединенные с дифференциальным манометром, регистра тор и блок питания, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности конвертора, оно дополнительно содержит датчик расхода отходящих газов, три эадатчика, пороговый элемент, блок сигнализации, квадратор, блоки вычитания, деления и умножения, причем датчик расхода отходящих газов соединен через квадратор с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, входы которого соединены с первым эадатчиком и выходом дифференциального манометра, выход блока деления соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с вторым задатчнком; а выход соединен с регистратором и перЯ вым входом порогового элемента, второй вход которого соединен с третьим задатчиком, а выход соединен с блоком сигнализации

1 11041

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к контрольным устройствам для прогнозирования выбросов на конверторах, работающих в режиме без движения окиси углерода. 5

Наиболее близким к изобретению яв-. ляется устройство, используемое для ре-, гулирования отвода отходящего газа путем регулирования давления под кольце1 вой заслонкой кессона. Это устройство10 состоит из приемников внешнего и внутреннего давления, соединенньгк с дифманометром импульсными трубками. Для предохранения приемников давления и импульсных трубок от разрушения при высоких температурах они соответственно установлены и проложены между во: доохлаждаемыми трубками. Дифманометр соединен с входом регулятора положения дроссельной заслонки, к другому входу20 . которого подключен задатчик давления под заслонкой кессона, а выход регулятора соединен с входом привода дроссельной заслонки )1) .

Недостатком известного устройства является то, что не полностью исполь-" зуется информация об изменении избыточного давления, что сужает область его функциональных возможностей, так как получаемая с дифманометра величина ЗО избыточного давления используется лишь для регулирования расхода отходящих газов, что приводит. к снижению производительности агрегата выбросов шла- . ка и металла из конвертора.

Целью изобретения является увеличение производительности конвертора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора, содержащее приемники давления газов под кольцевой заслонкой кессона и снаружи ее соединенные с дифференциальным манометром, регистратор и блок питания, дополнительно содержит датчик расхода отходящих газов, три задатчика, пороговый элемент, блок сигнализации, квадратор, блоки вычитания, деления и умножения, причем датчик расхода отходящих газов соединен через квадратор с первым. входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, входы которого соединены с первым задатчиком и выходом дифференциального мано- метра, выход блока деления соединен с первым входом блока умножения, вто рой вход которого соединен с вторым

61 задатчиком, а выход соединен с регистратором и первым входом порогового элемента, второй вход которого соединен с третьим задатчиком, а выход соединен с блоком сигнализации.

На фиг. 1 изображена общая структурная схема устройства, на фиг. 2 блок-схема вычислительного блока, на фиг. 3 — диаграммы изменения коэффициента прогнозирования, записанные на плавке, протекавшей с выбросами шлака (кривая А), и на плавке без выбросов (кривая Б) на конверторе.

Устройство состоит из приемников

1 внутреннего давления и приемников

2 внешнего давления, установленных на кольцевой заслонке 3 кессона 4.

Приемники 1 и 2 соединены с дифманометром 5 соответственно импульсными

Ф трубками. 6 и 7.

Дифманометр соединен с входом регулятора 8 положения дроссельной заслон-. ки 9; другой вход которого соединен с задатчиком 10 давления под заслонкой кессона. Выход регулятора 8 соединен со входом привода 11 дроссельной заслонки 9.

Выход дифманометра 5 соединен также с одним входом вычислительного блока

12, к трем другим входам которого подключены выход расходомера 13 отводящих газов, выход задатчика 14 первой константы и выход задатчика 15 второй константы. Выход вычислительного блока

l2 соединен с входом самопишущего прибора 16 и с входом порогового элемента 17, к другому входу которого подключен задатчик 18 порога срабатывания, а выход порогового элемента 17 соединен со входом блока 19 сигнализации.

Кроме того, соответствующие входы вычислительного блока 12, задатчика 14 первой константы, задатчика 15 второй константы, порогового элемента 17, задатчика 18 порога срабатывания и блока 19 сигнализации подключены к выходу блока 20 питания. Вычислительный блок 12 (фиг. 2) состоит из блока 21 квадрированиЪ, : .блока 22 вычитания, блока 23 деления и блока 24 умножения.

Устройство работает следующим образом. От приемников 1 и 2 давление газа передается по импульсным трубкам соответственно 6 и 7 в дифманометр 5. С выхода.дифманометра 5 электрический сигнал, пропорциональный избыточному давлению, поступает в

1 104 161 регулятор 8 положения дроссельной заслонки 9. На другой вход регулятора.

8 поступает сигнал с выхода задатчика 10 давления.

При возникновении сигнала рассогла.5 сования с выхода регулятора 8 он поступает на вход привода 11, изменяющего положение заслонки 9 в сторону отработки рассогласования. За счет регулирования тяги дымоеоса поддерживается заданное давление под заслонкой кессона.

Давление же газов под кольцевой заслонкой кессона находится в прямой зависимости от давления газов в конверторе лишь в том случае, когда дроссельная заслонка, регулирующая расход отходящих газов в конверторе, жестко зафиксирована, чего при нормально работающей системе регулирова,ния быть не может.

С другой стороны, статическое давление газов, зависящее, в основном, от интенсивности газовьделения, при выходе их из конвертора уменьшается

25 за счет увеличения скорости движения газов.

Если рассматривать участок газохода между горловиной конвертора и основанием кессона как местное сопротивление, то между потерей давления и расходом газов существует следующая зависимость:

Р Р1 откуда Q Р

Р=

0 Q 2

Р2

Р2

1 (3) р д 2 ь ьР=Я â€” (— )

35.где P — вычисленное избыточное давление, Па, p1 — избыточное давление под заслонкой кессона до внесения возмущения, Па, Р2 — избыточное давление под заслонкой кессона после внесения возмущения, Па, Q - расход отходящих газов до внесения возмущения, м /с j

Ц вЂ” расход отходящих газов после

2 внесения возмущения, м /с.

Если обозначить через А среднее

50 значение избыточного давления при интенсивном газовьделении из конвертора, вычисленное по формуле (3) на нескольких плавках гдеаР— потеря давления, Па; — коэффициент местного сопротивления," — плотность газа, кгlм, 40

Q - расход газа, м /с, 2

Р— площадь сечения потока газа,м.

Уравнение (1) можно записать в следующем виде:

QZ др ) 45

2Р

5r

Обозначив

Pà Р2i..

; A1l

Рп

+ Рп

) е значения избыточных давлений, вычисленных по фора Р = (Р-р) получим

gЯ

Р- P где P — - избыточное давление (статический напор) при выходе газов из конвертора, Па р — избыточное давление под заслонкой кессона, Па.

В выражении (2) величины К и P для конверторных газов зависят от плотности этих газов, а величина К кроме того, зависит от интенсивности газовьделения из конвертора.

Величину избыточного давления P газов на выходе из конвертора можно с достаточной точностью определить экспериментально.

Для этого замеряют расход отходящих газов и избыточное давление под кольцевой заслонкой кессона при спокойном ходе конверторной плавки (мол мент времени ь1), после чего искусственно вносят возмущение (приоткрывают дроссельную заслонку). По завершении переходного процесса повторно производят замер этих же параметров (момент времени i2).

Так как время между замерами достаточно мало (порядка 10 с), плотность отходящих газов и интенсивность гаэовьделения из конвертора можно считать неизменными и значения коэффициента К и избыточного давления Р и л для моментов времени о1 и ь также остаются постоянными.

На основании этого и в соответствии с выражением (2) можно записать

110416 t муле (3) на 1-й, 7-й и-ой плавке, Па, и — число плавок, и подставив его в уравнение (2), получим а

К вЂ”

А-Р

В результате замены переменной . 10 величины P на вычисленную постоянную величину А коэффициент К в выражении (2) стал зависим от газовыделения из конвертора, а следовательно, и от избыточного давления в конверторе.

Если обозначить та х с -,— и К К С, то умножив обе и нения (5) на С, получим в ных единицах части уравотноситель20 а к =c —

tl Д р

Ю где K> — коэффициент прогнозирования;

С вЂ” постоянная величина, характерная для данного конвертора, 30

А — среднее значение избыточного. давления, вычисленное по формуле (4), Па, P — максимальное избыточное дав лю ю ление под заслонкой кессона, возникающее при переливах шпака, Па, P — текущее значение избыточного давления под заслонкой кессона, Па, 40

4щ — максимальный расход отходящих газов при открытой регулирующей заслонке, м /с — текущее значение расхода отходящих газов, м /с.

Э

Изменение коэффициента прогнозиро45 вания происходит в пределах

О (К (1.

Если, используя выражение (7), вычислять текущее значение коэффициента ,прогнозирования (в дальнейшем Кп), по 0 его изменению можно предсказывать момент появления и интенсивность выбро" сов шлака для конверторов, снабженных системами автоматического регули° r рования расхода отходящих газов.

Ъ)

Вычисление текущего значения К в устройстве осуществляется при помощи вычислительного блока 12, который с представляет собой аналоговое вычислительное устройство. Структурная схема блока может иметь вид,например, как показано на фиг. 2.

Вычислительный блок 12 работает следующим образом. В блоке 21 квадрирования при поступлении Hà его вход аналогового сигнала, пропорционального величине расхода отходящих газов от датчика 13, происходит квадратирование последнего. Блоком 22 вычитания вычисляется разность между аналоговыми сигналами постоянной величины Л и текущего значения давления под кольцевой заслонкой кессона P.

Аналоговые сигналы с выходов блоков

21 и 22 квадрирования вычитания поступают на соответствующие входы блока

23 деления, где происходит деление первого на второй. Выходной сигнал 23 деления поступает на вход ?4 умножения, на другой вход которого поступает аналоговый сигнал, уровень которого соответствует значению постоянкова величины С. После перемножения этих сигналов на выходе блока 24 умножения имеем аналоговый сигнал, соответствующий величине Кп.

Величины постоянных А и С на вход вычислительного блока 12 задаются соответственно с задатчика 14 первой константы и задатчика 15 второй константы

Выходной сигнал с вычислительного блока 12 подается на вход самопишущегс прибора 16 и на .вход порогового элемента 17. На другой вход последнего задается величина порога срабатывания с задатчика 18 порога срабатывания. В случае превышения величины над величиной порога срабатывания с выхода порогового элемента 17 поступает сигнал на вход блока 19 сигнализации, который подает световой и звуковой сигналы машинисту дистрибутора о приближении момента выброса. Питание всего. устройства осуществляется от блока 20 питания.

Характер изменения коэффициента прогнозирования показан на диаграммах его изменения, полученных при испытании макета устройства на конверторе (фиг. 3).

Устройство предназначено для работы на конвертерах, работающих в режиме без дожигания окиси углерода.

Ожидаемый дополнительный экономический эффект от внедрения изобретения составит 25667 руб.

1104161 г

С

А-P

Фиг.2 Г, МИИ

123 I

Редактор Н. Джуган

Заказ 5167/18 .Тираж 540 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 к

t0

09

63

07 аб а5

g,ф аз аг

Составитель А. Абросимов

Техред Л.Микеш Корректор О. Билак