Устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОЮ 111) А зд) С 2 С 5/30 ЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВ юл. 5ь, Ли Р.СктноК. Иэаак,Айзатуловконструкторскоетвенного объедика"88.8)детельство СССР5/38, 1978. зводс омати .66(0 е сви 21 С ПРОГНОЗИРОВАШЛАКА ИЗ КОН- емники давлеи заслонк иненные с етро регистр а ю л и е е с я тем, чт лью увел ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО(21) 3578442/22 (22) 16.04.83 (46) 23.07.84. (72) А.Я. Гумме А.И. Клуниченко (71) Особое про бюро Научно-про нения "Черметав (53) 669.184.24 (56) 1. Авторск 8 ф 773083, кл. С(54)(57) УСТРОЙСТВО НИЯ ВЫБРОСОВ МЕТАЛЛА ВЕРТОРА, содержащее ния газов под кольце кессона и снаружи еедифференциальным ман тор и блок питания,чения 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 задатчйком; а выход соединен с регистратором и пер вым входом порогового элемента, второй вход которого соединен с третьим задатчиком, а выход соединен с блокомсигнализации.1 110411Изобретение относится к черной металлургии, в частности к контрольнымустройствам для прогнозирования выбросов на конверторах, работающих в режиме без движения окиси углерода. 5Наиболее близким к изобретению яв-.ляется устройство, используемое для ре-,гулирования отвода отходящего газа путем регулирования давления под кольце 1вой заслонкой кессона. Это устройство 10состоит из приемников внешнего и внутреннего давления, соединенньгк с дифманометром импульсными трубками. Дляпредохранения приемников давления иимпульсных трубок от разрушения при 15высоких температурах они соответственно установлены и проложены между водоохлаждаемыми трубками, Дифманометрсоединен с входом регулятора положениядроссельной заслонки, к другому входу 20.которого подключен задатчик давленияпод заслонкой кессона, а выход регулятора соединен с входом привода дроссельной заслонки Я ,Недостатком известного устройстваявляется то, что не полностью исполь-"зуется информация об изменении избыточного давления, что сужает область егофункциональных возможностей, так какполучаемая с дифманометра величина 30избыточного давления используетсялишь для регулирования расхода отходящих газов, что приводит. к снижению производительности агрегата выбросов шла- .ка и металла из конвертора.Целью изобретения является увеличение производительности конвертора.рПоставленная цель достигается тем,что устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора,содержащее приемники давления газовпод кольцевой заслонкой кессона иснаружи ее соединенные с дифференциальным манометром, регистратор и блокпитания, дополнительно содержит датчик расхода отходящих газов, три задатчика, пороговый элемент, блок сигнализации, квадратор, блоки вычитания,деления и умножения, причем датчикрасхода отходящих газов соединен через квадратор с первым. входом блокаделения, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, входыкоторого соединены с первым задатчиком и выходом дифференциального мано метра, выход блока деления соединенс первым входом блока умножения, вто рой вход которого соединен с вторым задатциком, а выход соединен с регистратором и первым входом пороговогоэлемента, второй вход которого соединен с третьим задатциком, а выходсоединен с блоком сигнализации.На фиг, 1 изображена общая структурная схема устройства; на фиг, 2блок-схема вычислительного блока, нафиг. 3 - диаграммы изменения коэффициента прогнозирования, записанныена плавке, протекавшей с выбросамишлака (кривая А), и на плавке безвыбросов (кривая Б) на конверторе.Устройство состоит из приемников1 внутреннего давления и приемников2 внешнего давления, установленныхна кольцевой заслонке 3 кессона 4.Приемники 1 и 2 соединены с дифманометром 5 соответственно импульснымитрубками.6 и 7.Дифманометр соединен с входом регулятора 8 положения дроссельной заслон-.ки 9; другой вход которого соединенс задатчиком 10 давления под заслонкой кессона. Выход регулятора 8 соединен со входом привода 11 дроссельной заслонки 9.Выход дифманометра 5 соединен такжес одним входом вычислительного блока12, к трем другим входам которого подключены выход расходомера 13 отводящихгазов, выход задатчика 14 первой константы и выход задатчика 15 второй константы, Выход вычислительного блока12 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 14первой константы, задатчика 15 второй константы, порогового элемента 17,задатчика 18 порога срабатывания иблока 19 сигнализации подключены квыходу блока 20 питания. Вычислительный блок 12 (фиг. 2) состоит из блока 21 квадрированиЪ, : .блока 22 вычитания, блока 23 деления и блока 24 умноженияУстройство 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 в1041 б регулятор 8 положения дроссельной заслонки 9. На другой вход регулятора.8 поступает сигнал с выхода задатчика 10 давления,При возникновении сигнала рассогла 5сования с выхода регулятора 8 он поступает на вход привода 11, изменяющего положение заслонки 9 в сторонуотработки рассогласования. За счетрегулирования тяги дымоеоса поддерживается заданное давление под заслонкой кессона.Давление же газов под кольцевойзаслонкой кессона находится в прямойзависимости 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, привыходе их из конвертора уменьшается25за счет увеличения скорости движения газов.Если рассматривать участок газоходамежду горловиной конвертора и основанием кессона как местное сопротивление, то между потерей давления и расходом газов существует следующая зависимость: О Р- Р откуда Ц.Р Р= 035 где Р - вычисленное избыточное давление, Па,Р - избыточное давление под заслонкой кессона до внесениявозмущения, Па,Р 2 - избыточное давление под заслонкой кессона после внесения возмущения, Па, 45(- расход отходящих газов до внесения возмущения, м/с9 - расход отходящих газов после2внесения возмущения, м 3/с.Если обозначить через А среднее 50значение избыточного давления при интенсивном газовьделении из конвертора,вычисленное по формуле (3) на нескольких плавках гдеаР - потеря давления, Па;- коэффициент местного сопротивления,"плотность газа, кг/м 1, 40Я - расход газа, м/с,Чг - площадь сечения потока газа,м.Уравнение ( 1) можно записать в следующем виде:) значения изблточных лавлений, вычисленных ло фор а Р = (Р-р) получим0 ЯК-РРгде Р - избыточное давление (статический напор) при выходе газов из конвертора, Пар - избыточное давление под заслонкой кессона, Па.В выражении (2) величины К и Р для конверторных газов зависят от плотности этих газов, а величина К кроме того, зависит от интенсивности газовьделения из конвертора.Величину избыточного давления Р газов на выходе из конвертора можно с достаточной точностью определить экспериментально.Для этого замеряют расход отходящих газон и избыточное давление под кольцевой заслонкой кессона при спокойном ходе конверторной плавки (молмент времени ь), после чего искусственно вносят возмущение (приоткрывают дроссельную заслонку). По завершении переходного процесса повторно производят замер этих же параметров (момент времени 2).Так как время между замерами достаточно мало (порядка 1 О с), плотность отходящих газов и интенсивность гаэовьделения из конвертора можно считать неизменными и значения коэффициента К и избыточного давления Рл л для моментов времени , и , также остаются постоянными,На основании этого и в соответствии с выражением (2) можно записатьмуле (3) на 1"й,2-й и-ой плавке, Па,и - число плавок,и подставив его в уравнение (2), поМучим аКф -А-РВ результате замены переменной .1 Овеличины Р на вычисленную постояннуювеличину А коэффициент К в выражении(2) стал зависим от газовыделения изконвертора а следовательно, и отизбыточного давления в конверторе.Если обозначить Рвас - -и Кп К С, то умножив обе части урав" 20 нения (5) на С, получим в относительных единицах ак:с - ,и д р 25 где К - коэффициент прогнозирования;С - постоянная величина, характерная для данного конвертора, 30А - среднее значение избыточногодавления, вычисленное по формуле (4), Па,Р - максимальное избыточное давпаление под заслонкой кессона,возникающее при переливахшпака, Па,Р - текущее значение избыточногодавления под заслонкой кессо"на, Па,400 щш - максимальный расход отходящих газов при открытой регулирующей заслонке, м /с- текущее значение расхода отходящих газов, м /с.9Изменение коэффициента прогнозиро 45вания происходит в пределахО (К 1,(1.Если, используя выражение (7), вычислять текущее значение коэффициента,прогнозирования (в дальнейшем Кп), по 0его изменению можно предсказывать момент появления и интенсивность выбро"сов шлака для конверторов, снабженных системами автоматического регулирования расхода отходящих газов.Вычисление текущего значения К вустройстве осуществляется при помощивычислительного блока 12, который 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 на 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 Р.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 24 умножения, на другой вход которого поступает аналоговый сигнал, уровень которого соответствует значению постоянно 9 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 константыВыходной 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,2 0 О,Составитель А. АбросимоТехред Л.Иикеш Редактор Н. Джуган Корре О, Билак Заказ 516 пнсное митета СС открытиискан наб., д Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аз аг Ф 18 ВИИИПИ Г по дел 113035, Мо