Устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертера

3 СОВЕТСНИХЦИАЛИСТИЧЕСНИСПУБЛИН СЮ 4 С 21 С 5/30 ТЕНИ р ертер через фу Устройств а ю щ е е с ял по и.тем,глерод то цепь блоди ер о истему оп ления т кущего уровня иненную через овыми элеменго присадке остоящую ержит датчиктор, блок пороговый фурмы, дифференц я модуля сигнала элемент выдержки положенияолределениэлемент и изелят еляправ реме ни, т л иль блок расхо ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБ втоесному свидетельств(56) Авторское свидетельство СССРУ 742466, кл. С 21 С 5/30, 1977.Авторское свидетельство СССРИф 767214, кл. С 21 С 5/30, 1977,Авторское свидетельство СССРУ 1225859, кл, С 2 С 5/30,25.06,(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОПОЗИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ МЕТАЛЛА И НЛАКАИЗ КОНВЕРТЕРА, оборудованного системой взвешивания сыпучих материалов,присаживаемых в конвертер, содержащее блок определения скорости окисления углерода, соединенный входами с датчиком измерения содержанияСО и ГО, в от.:одящнх газах и датчиком расхода отходящих газов, блокопределения скольэящего среднего,соединенный через днфференциатор споследовательно соединенными блоками памяти, выходы которых соединенычерез пороговые элементы и блоклогики с многоканальным индикатором,блок управления, соединенный с блоками определения скорости окисления и скользящего среднего,иатором и блоками памяти ванны конвертера, сое блок коррекции с лоро тами, цепь блокировки извести в конвертер, логической схемы НЕ и льсов, причем вход расш льсов соединен с канало ления по загрузке присадок известив конвертер, систему определенияокисленности шлака в конвертере, выход которой соединен с блоком коррекции, ключ, управляющий вхОд которого соединен с цепью блокировки лоприсадке извести в конвертер, инфомационный вход соединен с выходомблока определения скорости окисления углерода, а выход ключа соединен с входом дифференциатора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью увеличения выхода годного засчет повышенной надежности прогнозирования выбросов, оно дополнительно содержит логическую схему ИЛИ,цепи блокировки при быстрых изменениях положения фурмы в конвертереи расхода кислорода в конвертер через Фурму, причем выход логическойсхемы ИЛИ соединен с входом логической схемы НЕ в цели блокировки ло присадке извести в конвертер,а входы логической схемы ИЛИ соединены с выходом расширителя импульсов и выходами цепей блокировки прибыстрых изменениях положения фурмы вконвертере и расхода кислорода в кон кировки лри быстром изменен жения фурмы в конвертере со последовательно соединенные 3. Устройство по п. 1,а ю щ е е с я тем, что цвки при быстром изменении1250580 кцсзородд в конвертере через фурмусодс ржит последовательно соединенныедатчик рдсходд кислорода через фурму,Изобретение относится к металлургии, и чдстцости к контролю кислородцо-коцвертерцого процесса.Пель изобретения - увеличение выхода годцого за счет повышения нддежцостц прогнозирования ныбросон.Нд фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - один из вариантов выполнения кдцдлд блокд коррекции.Устройство содержит конвертер 1, Ф рму 2, гд оход 3 конвертера, подвц;кцуь заслонку кессона 4, датчик 5 , д одндлиздтор) содержания СО и С(1, в отходящих газах, датчик 6 расходд отходящих газов, блок 7 определ цця скорости окисления углеродаблок 8 определения скользящего среднего, дифференциатор 9 (блок определения приращения Ч ), блоки 10- 14 памяти, пороговые элементы 15-24, схемы 25-30 И, блок 31 логики, блок 32 управления, многоканальный блок 33 индикации 1 цапример, самописец Н), систему 34 определения текущего уровня ндццы конвертера, состоящую иэ нвуконода А с микрофоном и последовательно соединенные усилители фильтра и детектора (эти элементы обобщены под позицией Б, на фиг,1 представлен вариант использования акустической характеристики коннертерд), блок 35 коррекции, систему 36 определения окисленности шлака. Блок 35 коррекции состоит из операционного усилителя 37. На чертеже показаны соответственно датчики 38 и 39 содержания кислорода и пыли в отходящих газах, датчик 40 количества кислорода, поступающего через фурму в конвертер, ключ 41, управляющий вход 42 ключа, логическая схема НЕ 41, 43, расширитель импульсов (идущий мультинибратор) 44, сигнал 45 управления ключом 41 от системы взвешивания (перегруз извести из пропифференпидтор, блок определения модуля сигнала, пороговый элемент элемент выдержки времени. межуточного бункера в конвертер, ндфиг, 1 данная система це показана,ей оснащаются все конвертеры), датчик46 положения фурмы н конвертере,5 дифференцидторы 47, блоки 48 определения модуля сигнала, пороговые элементы 49, блоки 50 выдержки времени,логическая схема ИЛИ 51В качестве блока 32 управления1 О может использоваться непосредственно пульт оператора, Блок содержиткнопку (ключ) начала процесса, закоторое (начало) принят момент присадки извести на лом в конвер 15 тер перед началом продувки. По указанному сигналу производится установка в исходное состояние всех диск,1 етцых элементов (ца фиг, 1) цепокдзано и разрешается прохождение20 тактовых импульсов по выходу в устройство,Кроме того, блок управления содержит генератор тактовых импульсов 25для синхронизации работы всех блоков устройства, Блок 32 обеспечивает также подачу питания на все блоки устройства. На выходе блока 7 определения Ч, установки аналого-цифровой преобразователь АЦП (не показан) для согласования с дискретнымблоком 8 определения скользящегосреднего. На выходах блоков 10-14памяти установлены цифроаналоговые 35 преобразователи ЦАП для согласования ньжодов блоков 10-14 с аналоговыми пороговыми элементами 15-24(не показаны). Система 36 определения окисленности шлака, функцио нирующая в дискретном режиме, имеетна выходе аналоговый сигнал (установлен АЦП) для согласования с блоком 35 коррекции, функционирующемн аналоговом режиме.45 Работа устройства происходит следующим образом,(ранна) - И, и возможно смена знакалЧ,- о,-6,) ),Наличие системы определения уровня ванны конвертера во время продувки (например, по звуковому давлениюн газоходе, уровню вибрации, путемзондирования) позволяет перестраивать10 при помощи блока коррекции текущиезначения уровней (6, о, о ) срабатынания пороговых элемейтов 15-20,например, в первом приближении с увеличением уровня ванны необходимоуменьшить абсолютное значение ВНаличие в устройстве системы 36определения окисленности шлака, изменяющей значения Е , о , о также,1 2 фкак и системь 1 34, связано с тем, чтопри лрочих равных условиях (по скорости изменения Ч, и текущему уровню наины конвертера) вероятность выбросов не остается постоянной приизменении одержания кислорода, связанного с железом в шлаке.При наличии некоторого избыточного количества кислорода указаннаявероятность возрастает, что связано с потенциальной возможностью пеЧ . +Ч,.+Ч,д с 3 причем как само наличие блока 8, таки интервал усреднения зависит от характеристики конвертерного процесса (колебательность) и применяемойаппаратуры для контроля Ч (инерционность приборов), В блоке 9 дифференциронания производится (при дискретном считывании) определение приращения Ч, между отсчетами лЧДалее указанные приращения, например,в цифровом виде (в том случае на выходе блока 9 предусмотрен преобраэонатель дискретных величин Ф, в цифровой код) поступают в последовательно соединенные блоки 10-14 памяти,причем н 14 блоке находится (1-4)отсчет ьЧ в 13 блоке - (2-3), в3512 блоке - (1.-2) , в блоке 1 - (1-1),в блоке 10 (1), где 1 - номер отсчетаот момента времени,В качестве блоков памяти могутиспользоваться, например, регистры,40причем перезапись числа иэ одногоблока памяти в другой производитсяпо командам с блока 32 управления,Анализ изменения по текущим отсчетам,находящимся в блоках памяти, производится при помощи набора пороговыхэлементов 15-24 и схем 25-30 И.Указанное на фиг. 1 сочетание пороговых элементов и схем И позволяетвыявлять следующие ситуации, приводя1 Ч,щие к выбросам;когдаБ (настройд.ка порогового элемента 15), т,е, имеет место резкое возрастание скоростиокисления углерода, скорость спада 55Ч, больше некоторой заданной (- о ),причем с увеличением длительностиспада вероятность выбросов возраста" С началом присадки извести в конвертер блок 32 управления включает систему в блоке 7 определения Ч определяется текущее значение скорости окисления углерода (например, согласно формуле Ч, =) 1 (СО+ +СО ), где 1 - коэффициент пропорциональности, 1- расход газов в газоходе, СО, СО, - содержание окиси и двуокиси в отходящих газах), в блоке 8 определяется значение Ч среднее за несколько отсчетов (имеется ввиду дискретное считывание информации), например при усреднении эа три отсчета будет производиться следующая операция: рехода кислорода из шлака на реакцию окисления углерода чугуна. В ка. честве системы 36 может применяться изнестная система или некоторый нычислительный блок, соединенный с необходимыми датчиками, функционирующий согласно следующему алгоритму:А= Ягде А - общее количество кислорода,связанного с железом в шлаке- количество кислорода, связанного с железом в шлак на 1-ом шаге считывания, причем считывание начинаетсяс момента 1-й присадки изве.сти в конвертер.Е р Р лт ГЕ 3; Ч,О =О +О . +О -О -О -О -О,2 цл; 2 2 22 2 2где 1. - текущее количество кислоФрода через фурму;1,;О" =С" 1Я;УО -Г 1з фООО Оа2, ; 2О". =С 1где О - количество кислорода, поступающего в конвертер срудой (окатышами);С, - количество руды (окатьппей),подаваемой в конвертер;- процентное содержание кислорода в руде (окатьппах),О; - количество кислорода, связанного с недопалом; 10итС - количество в извести извести, подаваемой в конвертер,коэффициент, учитъвающийколичество недопала в иэвестности и количество кислорода в недопале (в процентах);О - количество кислорода, свя 2эанного с железом в пыли, 20покидающей конвертер с газами;Гколичество пыли, покидающей конвертер;процентное содержание киэслорода, связанного с железом в пыли;ГО, - количество кислорода в от 2ходящих газах,Я; - количество отходящих газов;О - процентное содержание кислорода в отходящих газах;количество кислорода, идущего на окисление единицвеса 81.;35коэффициент пропорциональ 5ности 15О - количество кислорода, иду 21щего на окисление кремниячугуна (считывание происходит на 4-5 мин продувки, непоказано);5С; - вес кремния в чугуне;О,; - количество кислорода, идущейго на окисление углерода чу гуна,СО, СО - содержание окиси и двуокисифуглерода в отходящих газах;Представленный на фиг. 2 одиниз вариантов построения канала коррекции в блоке 35 основан на наличиилинейной зависимости вероятности выбросов от уровня ванны конвертера исодержания ГеО в шлаке.Наличие в устройстве ключа 41, логической схемы 43 НЕ и расширителя 44 импульсов, управляемых по сигналу 45 перегруза извести иэ промежуточного бункера в конвертер, позволяет увеличить надежность прогнозирования путем исключения из анализа"всплесков" СО при разложении недопала извести, подаваемой в конвертер,Указанная вьппе совокупность элементов функционирует следующим образом. При перегрузке извести из промежуточного бункера в конвертер вустройство на расширитель 44 импульсов поступает короткий импульс изсистемы взвешивания и анализа присадок. Система взвешивания имеет логическую схему И, входы которой соединены с реле избирателя канала извести и реле перегруза присадки вконвертер, а выход схемы И являетсявыходом цепи анализа. Указанный импульс на расширителе 44 изменяетсвою длительность до величины, равной времени разложения недопала извести при ее присадке в конвертер,Это время равно приблизительно одной минуте, Далее расширенный импульс через схему 43 НЕ поступаетна управляющий вход ключа 41, запрещая прохождение сигнала из блокаопределения Ч, в блок 8. Ключ 41 открыт при наличии сигнала по входу 42,Наличие в устройстве цепей блокировки при быстрых изменениях положения фурмы в конвертере и расхода кислорода в конвертер через фурму позволяет увеличить наденость прогнозирования путем исключения иэ анализа быстрых изменений Ч, при технологических изменениях положения фурмы в конвертере и расхода кислорода,Обе цепи блокировки имеют одинаковый состав элементов и функционируют следующим образом. Сигнал с датчика 40 или датчика 46 поступает насоответствующий дифференциатор 47,сигнал с выхода которого определяетскорость изменения управляющегопараметра. Далее укаэанный сигналпоступает на вход блока 48 определения модуля сигчала. Необходимость в блоке 48 вызвана тем, что необходимо производить анализ скорости изменения параметра как при его увеличении, так и при уменьшении. Сигнал с выхода блока 48 поступает на вход порогового элемента, порог которого определяет допустимую скорость изменения уп250580 иР ат 56 Тирах 55 одписное равляющего параметра определяетсяэкспериментально, исходя из конкретных технологических условий: садкаконвертера, шихтовка и т.д.). Припревышении скорости изменения параметра допустимого порогового значения сигнал поступает на вход блока50 выдержки времени, Сигнал на выходе блока 50 будет присутствовать втечение времени, определяемом настройкой блока, больше времени наличия сигнала на его входе, Временная настройка блока 50 определяетсяпереходными процессами по каналу: НИИПИ Заказ 4378(2 роизв.-лолигр. пр-ти управляющий параметр - скорость окисления углерода. Пля 300 т конвертеров время переходного процесса поканалу изменение расхода О - изменение Н, составило 40 с, по каналуизменеие положеия фурмь - изменение 7, 30 с,10 Таким образом, устройство прогнозирования выбросов металла и шлакаиз ковертера позволяет увеличитьточность прогнозирования за счет учета практически всех параметров, влияюшх на образование выбросов,1 жгород, ул. Проектна