Устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора

Устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическнл

Республик

О П И < A Н И Е (742466

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+ (/ =-. (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву (22) Заявлено 28.04,77 (21) 2481490Д2-02 с присоединением заявки J% (28) Приоритет (51) М. Кл.

С 21 С 5/30

Государственный комитет по делам изобретеиий и открытий

ОпУбликовано 25.06.80. Бюллетень № 23 (53) УД К 669.184..244.66 (088.8) Дата опубликования описания 25.06.80 (72) Автор изобретения

А. Е. Абросимов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ

МЕТАЛЛА И ШЛАКА ИЗ КОНВЕРТОРА

Изобретение относится к металлургии, в частности, к контролю кислородно-конверторного процесса.

Известно устройство для контроля выносов и выбросов шлака.и металла из конвертора

5 во время продувки, содержащее светочувствительный элемент, сввэированный на факел, который образуется при продувке, а также схему выделения полезного сигнала при наличии помех (1).

Применение известного устройства позволяет получить количественную информацию о выбро-. сах и выносах, однако с его помощью не представляется возможным прогнозировать их возникновение, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее датчик давления отходящих газов под куполом камина, блок отношения давления газов к расходу дутья, выход которого через интегратор соединен с йервым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с блоком определения минимально допустимой величины интеграла

2 вышеуказанного отношения, а выход — с блоком выбора управляющего параметра и величины его изменения (2).

Фактически в известном устройстве измеряется аналог скорости обезуглероживания Чс ванны конвертора, а затем вычисляется отношение количества кислорода, затраченного на окисленйе углерода чугуна, к затраченному кислороду дутья. Вычисление указанной величины позволяет оценить количество кислорода, накопленного к данному моменту времени в шлаке, который потенциально может вступать в реакцию с утлеродом и, при определенных условиях, способствовать образованию выбросов.

Недостатком известного устройства является то, что интегральная характеристика процесса за счет недостаточной разрешающей способности не дает воэможность прогнозировать выбросы, образующиеся в результате быстрого перераспре. деления кислорода из шлака на реакцию окисления углерода.

Цель изобретения — увеличение надежности прогнозирования.

3 742466 4

Цель достигается тем, что в устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора, содержащее датчик измерения параметра, характеризующего V, дополнительно введены блок дифференцирования скорости обезуглероживания, последовательно соединенные блоки памяти, пороговые элементы, блок логики и многоканальный блок индикации, причем выходы первого и последнего блоков памяти соединены соответственно с тремя и одним пороговыми элементами, выходы остальных блоков — с двумя пороговыми элементами, а выходы пороговых элементов через. блок логики соединены с многоканальным блоком индикации.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — "ровная" плавка; на фиг. 3—

"аритмичная" плавка; на фиг. 4 — графики . наиболее вероятных изменений Чс в период воникновення и образования выбросов; на фиг. 5 — графики ситуаций, приводящих к выбросам, Устройство содержит ковертор 1, фурму 2, газоход 3 конвертора, один из возможных датчиков 4, 5, 6, косвенно характеризующих Vс (датчик давления газов или газоанализаторы и расходомер), блок 7 определения Ч, блок 8 определения скользящего среднего, дифференциатор 9, блоки 10....14 памяти, пороговые элементы 15...24, схемы И 25..30, составляющие блок логики, блок 31 управления, Согласно исследованиям, проведенным на

300-тонных конверторах, все плавки по характеру изменения Ч можно условно разделить на "ровные" и "аритмичные" "Аритмичные" плавки характеризуются значительными, быстрыми изменениями V по времени, которые являются одной из причин образовании выбросов металла и шлака из конвертора, во время которых возможны потери металла до 5% от металлической садки конвертора. Кроме того, при выбросах возможны .возникновения аварийных ситуаций, связанных с попаданием металла и шлака на подъездные пути, а также с нестабильностью работы газоотводящего тракта.

Исследования характера изменения скорости окисления углерода перед выбросом на интерва:ле продувки от момента конца окисления Si и Мп (примерно 1-5 мин для условий Кар.МК) до момента спада Vo в конце плавки в период плавки снижения содержания углерода в металле, показали, что выбросы происходят при быстром изменении (увеличении) Чс за счет перехода кислорода из шлака на реакцию окисления углерода, причем Чс до выбросов имеет в большинстве случаев уменьшение абсолютного значения. Наличие указанного явления позволяет прогнозировать возможность возник5

55 новения выбросов до момента их образования, что в свою очередь дает воэможность предотвращать их путем изменения положения фурмы, расхода кислорода или присадки сыпучих материалов. На фиг. 4 представлены наиболее вероятные изменения Чс в период образования и возникновения выбросов. Согласно реализации а) до момента резкого увеличения Чс она имеет достаточно быстрый спад в течение 35-40 с, согласно реализации б) спад Vo более продолжительныйй.

Работа устройства происходит следующим образом.

При t = тн (тн окончание окисления 8 ) блок 31 управления включает систему, в блоке

7 определения Чс рассчитывается текущее значение скорости окисления углерода (например согласно формуле Vc-- k-Я СО+ СО>, где к — коэффициент пропорциональности, Оо,, расход газов в газоходе, СО, СОз содержание окиси и двуокиси углерода в отходящих газах).

В блоке 8 определяется значение Чс среднее за несколько отсчетов (имеется в виду дискретное считывание информации), например при усреднении за три отсчета производится следующая операция: g = - —,.причем следует особо отметить, что как само наличие блока 8, так и интервал усреднения зависит от характеристики конверторного процесса (колебательности) и применяемой аппаратуры для контроля (инерционности приборов). В блоке 9 дифференцирования производится (при дискретном считывании) определение приращения Чс между отсчетами (Ь Ч ). Далее указанные приращения поступают в последовательно соединенные блоки 10...14 памяти, причем в блоке 14 находится (i-4) отсчет Ь Чс, в блоке 13 — (i-3) в блоке 12 — (i-2), в блоке

11 — (Н), в блоке 10 — (1), где — номер отсчета от момента времени t=tz. В качестве блоков памяти! могут использоваться регистры, причем перезапись чисел из одного регистра в другой производится по командам с блока

32 управления. Анализ изменения Чс по текущим отсчетам, находящимся в блоке памяти, производится при помощи набора пороговых элементов 15...24 и схем 25....30 И. Указанное сочетание пороговых элементов и схем И позволяет выявлять следующие ситуации (фиг. 5), приводящие к выбросам: скорость спада характеристики Vменьше,,чем скорость возрастания Чс (фиг. 4), но больше некоторой критической

О1, получаемой статистическим путем (пороговый элемент 15, срабатывающий при к Ь Чс > 51 (фиг. 5а); скорость спада Чс больше (равна) — оэ, причем с увеличением длительности спада вероятность выбросов возрастает (пороговые элементы 16...20, схемы 25...27 И, 5 причем сигнал на выходе схемы 25 И появляется при условии к Ь Чс <-бэ и с- а-2 к 4 Чс < — еэ и к Л Чс < - 8з с пиал на выходе схемы 26 И появляется при,выполнении предыдущего условия и к Ь Чс <-бз, . сигнал на выходе схемы 27 И появляется при выполнении предыдущего условия и к Ь Чс K-бэ (фиг. 5б); скорость спада Чс больше (равна) — бз и возможна смена знака

Ь Чс(1-бз/)/-Оэ/), пороговые элементы 21...24, схемы 28,.30 И, причем сигнал на выходе схемы 28 И появляется при к;Л Чс 4 -5q и г к Ь Чс < - Ь q, на выходе схемы 29 И появляется при выполнении предыдущего условияи к Ь V < -5q, на выходе схемы 30 И появляется при выполнении предыдущего условия и к Л V ) 0 (фиг. Sa). Сигналы со cxeMbl 25...30 И регистрируются на многоканальном (с раздельной регистрацией) блоке индикации, что позволяет прогнозировать вероятность выбросов.

Следует также отметить,что количество блоков памяти выбрано равным пяти из условия необходимости анализа изменения Vc, в течение = 40c, при шаге дискретизации по времени равным 8 е, что следует иэ наиболее веро ятных реализаций, представленных на фиг. 4.

При другом шаге дискретизации количество блоков памяти должно изменяться.

Устройство позволяет увеличить надежность прогнозирования выбросов и иметь определен742466 6 ный интервал времени от момента получения прогноза до их возникновения, что дает возможность принимать меры для борьбы с ними.

Так для ситуаций, представленных на фнг. 5, указанный интервал равен: для фиг. Sa 10+15 с, для фиг. 5б = 60 с, для фиг. 5в = 35 с.

Формула изобретения о

Устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора, содержащее датчик косвенного измерения скорости обезуглероживания металла, о т л и ч а ю щ е е с я

1ч тем, что, с целью увеличения надежности прогнозирования, оно дополнительно содержит блок дифференцирования: скорости обезуглероживання, последовательно соединенные блоки памяти, пороговые элементы,.блок логики и мнощ гоканальный блок индикации, причем выходы первого и последнего блоков памяти соединены соответственно с тремя и одним пороговым элементами, а выходы пороговых элементов через блок логики соединены с многоканальным блоком индикации.

% Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР No 358850, кл. С 21 С 5/30, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР N 303888, кл. С 21 С 5/30, 1967.