Способ контроля расхода отходящих газов

(54 111 ИХ (57 ОТХОДЯСПОСОБ КОНТРОЛЯ РАГАЗОВ Изобретение относиматиз СХ я к обл У 9 еталлургиче ий институт кийстали конвертер- предназнаотходящих очности к ации кислородноводства стали онтроля расход ь - повышение т ног чено длягазов. Целроля. Сущся В том онт з аключа показ аость изобрете что корректируют его устройства п ролируемым и тех ленными э нач ения ения кислорода в минимального знач ни 1 ния сужающмежду конки обуслоти поступп огичес ство СССРО,1980. ми скоросшлак в мо мент структура техализующих споамма изменения кислорода в ны авненияпленного Ф М е ср нако ройство я, уст, устрой" отходя- устройстостава во 5 иэ- одаваемо- ойства ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельВ 876728, кл. С 21 С 5/3 Изобретение относится к автомати цииметаллургических процессов и мо жет быть использовано в кислородноконвертерном производстве стали.Цель изобретения - повышение точ ности контроля.На фиг.1 показананических средств, ресоб; на фиг.2 - диагрскорости поступленияшлак; на фиг.3 - данколичества кислорода,в шлаке.На фиг.1 представлены ус1 измерения перепада давлениройство 2 измерения давлениство 3 измерения температурщих газов на трубе Вентури,во 4 измерения химическогоконвертерных газов, устройсмерения расхода кислорода,го через фурму, а такжеуст 6-8 для определения по ходу продувки, расхода отходящих газов на трубе Вентури, его скорректированныхзначений, скорости поступпения кислорода в шлак, устройство 9 для определения момента минимального поступ фления кислорода в шлак, устройство Ф10 для определения значений концент- ивраций азота, кислорода, водорода, емоксида и диоксида углерода в момент:минимального поступления кислорода вшлак, устройство 11 определения расхода отходящих газов в этот же период, устройство 12 для определениярасхода кислорода в этот же период.В данную структуру входят также уст" файфройства 13-19 для измерения передначалом продувки параметров шихтовыхматериалов " массы загруженного лома,массы залитого чугуна, количествасовков лома, температуры чугуна, химического состава чугуна, устройства7 б 8 Ь юл где Чо ог10 ЦЫ,1 йЦ,Х,Ч 1 20 Аоф фА 25 ты,35Кнгде К40 ный коэ корр ектироциент, исппр едыдущ ей ьзованныи н авке 45 8 М з1463 ля определения значения технологиески обусловленной скорости поступ- ения, кислорода в шлак в период ее инимальных значений, необходимого а данной плавке значения корректиРующего коэффициента для измерения расхода отходящих газов на трубе Вентури, устройства 20 дня определения этого коэффициента на следующую ПлавкуСущность способа заключается в м, что по ходу процувки определяскорость поступления кислорода вак по мгновенному балансу кислороа, поступающего в ванну через урму и покидающего конвертер с отходящими газами, например, по формуле К Ч СО.,+ - СО О аг Ы,- Я"Ы,1Ейгде Чо - скорость поступления кислорода в шлак, м /мин;Ч - расход кислорода на прооздувку, м /мин;оЧ - текущий расход отходящихоггазов по трубе Вентуриь3м /мин; концентрация в отходящих,газах оксида и диоксидауглерода, кислорода, водорода и азота соответственно, доли;.К - корректировочный коэффицйоент измерений расхода от"ходящих газов на даннойплавке, где и - норядковый номер планки от началаотсчета контролируемых реализаций, причем К,=1.Определение корректировочного коэффициента производят по результатам сравнения значения скорости поступления кислорода в шлак в момент его минимального поступления, определенной по данным измерений, и значения этой величины, обусловленной характеристиками шихтовых материалов, которо 8 определяется по заранее найденной зависимости, например;вида обусловленное характеристиками шихтовых материалов значение скорости ппступления кислорода в шлак в моментн ее минимальных значении,м /мин;масса загруженного лома, кг;масса залитого чугуна,кгпвколичество совков лома,шт 3Отемпература чугуна, Сконцентрация кремния,марганца, фосфора,в чугуне, доли;расход кислорода на прдувку в период минимэлного поступления кислорода в шлак, м /мин;эмпирические коэфицие При этом значение коэициента;коррекции для данной плавки производят по данным предыдущей плавки поформуле, учитывающей случайный ха- .рактер изменения погрешности определения расхода отходящих газов по,данным измерений, например в видеуравнения фильтра экспоненциальногосглаживания:,- корректировочный коэффициент для данной плавки; - весовой коэФФициент сглаживающего ильтра, которыйопределяется по данным предварительно проведенны исследований процесса изменения погрешности измер ния расхода отходящих газов по ходу эксплуатации газоотводящего тракта; - корректировочный коэффициент необходимый для пре 9дыдущей плавки, определенный на основе сравнения скорости поступления кислорода в шлак в момент егоминимального поступления5 1463768и ее значения, обусловленного характеристиками ших ци сгил7 о - 1 д К =К + ь о 1 О ог10 ылгде о1 материалов значения скорости поступления кислорода в шлак в момент ееминимапьнь.х эн;:,чений по формуле (2)затем;: помощью устройства 19 опреде" 15ляют значение необходимого для данной плавки значения корректирующегокоэффициента для измерения расходаотходящих газов по данной плавкепо Формуле (4) и в устройстве 20производят определение этого коэффициента для использования на следующейплавке по Формуле (3) .Зависимость величины скорости поступления, от параметров шихтовых материалов объясняется влиянием процессов плавления лома и намороженйогочугуна, роль которых в развитии плавки возрастает с увеличением садкиконвертера. Намороженньп при заливкена лом чугун плавится по ходу продувки и поступающие при этом в ваннупримеси чугуна смещают распределениекислорода продувки между ванной и газовой Фазой в сторону накопления 35 его в шлаке тем сильнее, чем большенамороженного чугуна образовалосьв начале плавки, а также, чем большев нем примесей, основными из которыхявляются кремний, фосфор и марганец.40Математическое выражение (2) отражает зависимость скорости поступления кислорода в шлак в момент ееминимального значения от параметров 45 шихтовых материалов. На Фиг.2 показана кривая 21 процесса измененияскорости поступления кислорода вшлак, который имеет характер неста -ционарного случайного процесса, и 50 кривая 22, отражающая низкочастотныйтренд скорости поступления кислорода,который можно выделить путем Фильтрации, в момент продувки А на кривой22 можно выделить минимальное эначе ние скорости поступления кислородав шл ак . ( точка 23) .Для условий продувки в 350-тонных конвертерах, на которых проводятиспытания способа методами корреляскорость поступлениякислорода в шлак вмомент минимальныхзначений, м /мин;Ч - расход отходящихгазов, измеренный .по трубе Вентури, вмомент минимальногопоступления кислорода в шлак, м /мин;3СО, Р;ОД, - концентрация в отхо 0.," .,г 1 огг (.Ног дящих газах в момент111 1 минимального поступления кислорода вшлак, соответственно, доли.Способ контроля расхода отходящих газон осуществляют следующим образом,Леред началом продувки измеряют с помощью устройства 13-17 параметры шихтовых материалов; во время продувки с помощью устройства 1-4, измеряют необходимые параметры отходящих газов и с помощью устройства 6 и 7 определяют значение расхода отходящих газов по трубе Вентури и корректируют его, используя найденный по данным предыдущих плавок корректиро" вочный коэффициент, одновременно с помощью устройства 5 измеряют расход кислорода, подаваемого через Фурму, по данным о расходе и химическом сос-, таве отходящих газов и о расходе кис" лорода в устройстве 8 определяют зиа" чение скорости поступления кислорода в шлак по Формуле (1); одновременно . производится в устройстве 9 поиск момента минимального поступления кислорода в шлак по данным о скорости поступления кислорода в шлак; с помощью устройства 10-12 производится опре" деление концентраций азота, кислоро" да, водорода, оксида и диоксида углерода, расхода отходящих газов и расхода кислорода.в момент минимального поступления кислорода в шлак; после окончания продувки с помощью устройства 18 определяют значение обусловленного пар аметрами шихтовых товых материалов, напримерпо Формуле1463768 где О 8 Я 1 Моменткислорода способом:,50 7ционного и регрессионного анализа, получают следующее уравнение, описывающее скорость поступления кислорода в шлак в период ее минимального значения: о =Го- 0,20610+ 0,000045+0,0661051 с б маР 1 1 (5) Оч масса загруженного ломадиапазон ее колебаний дляданного цеха. составляет90-110 т, кг:,масса залитого на плавкучугуна, диапазон колебаний240-270 т кг,"количество совков лома2-,5 шт;температура чугуна 12901385 С, С",концентрация кремния в чугуне, диапазон колебадпп 10,7-0,9%, доли;концентрация Фосфора в чугуне 0,7-13%допиЬконцентрация. марганца вчугуне 0,6-08/, доли;расход кислорода, подаваемого через Фуриу, в моментминимального поступления3кислорода в шлак, м /мин;минимапьного поступленияв шлак определяют следунцим С дискретностью 0,1 мин по ходу продувки производят опредепение скорости поступления кислорода в шлакпэ Формуле (1) и запоминают эти значения, а также значения расхода кислорода, расхода отходящих газов и концентраций аз от а, кислорода, водорода оксида и . диоксида углерода в этих газах, которые используют для определения скорости поступления кис,порода в,шлакИспользуя Фильтр текущего среднего, в котором интервал текущего среднего составляет 3 мин, определяют множество значений скорости поступления киспорода в плак, тем самым уменьшая влияние на велиину мини" мальной скорости посгупления кислоро-" да в шлак случайных искажений при измерении этого параметра. Минимальное значение скорости поступления кислорода в шлак определяют методом последовательного сравнения. Дпя найденного значения минимальной скорости поступления кислорода в шлак определяют значения расхода кислорода, расхода отходящих газов,5концентрации азота, водорода, кислорода, оксида и диоксида углеродав отходящих газах, используя аналогичный Фильтр,После окончания продувки по дан-,ным о параметрах шихтовых материаловопределяют, используя формулу (5),: значение технологически обусловленной скорости поступления кислородав шлак в период ее минимальных эначе 15ний, а затем по Формулам. (3) и (4)определяли корректировочный коэФФициент расхода отходящих газов для следующей плавки,На фиг.3 представлены данныесравнечия значений количества кислорода, накопленного в шлаке определенныхпо химическому составу и расходу отходящих газов и кислорода и25 значений этого параметра, найденныхпо данным о химическом составе шлакана момент промежуточного скачиванияплака, представленные двумя, выборками плавок, одна иэ которых состоит30 из плавок, на. которых коррекциюизмеренин расхода отходящих газовне проводят,. а другая из опытныхплавок, на которых. используют предлагаемое техническое решение. За, ш.рихованная область относится к35результатам опытных плавок. Погрешность определения количества кислорода в шлаке на опытных плавкахуменьш ает ся на 6 2/. Таким образом, применение изобретения позволяет уменьшить погрешность определения расхода отходящих газов на сужающем устройстве, исключить необходимость контроля содержания аргона в кислороде с помощью масс-спектрометра, повысить надеж-. ность работы систем динамического контроля и управления процессом про,дувки ванны конвертера,Формул а из обр ет ения Способ контроля расхода отходящих газов, заключающийся в определении расхода отходящих газов по данным измерений давления, перепада давления и температуры. отходящих газов насужающем устройстве и измерении хи мического состава отходящих газов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,.9 146376 с целью повышения точности контроля, дополнительно по ходу продувки определяют скорость поступления кислорода в шлак и момент минимального зна 5 чения скорости, определяют по параметрам шихтовых материалов значение технологически обусловленной скорости поступления кислорода в шлак в 1 О момент ее минимального значения икорректируют измеряемое значениерасхода отходящих газов на следующейплавке по разнице между контролируемым и технологически обусловленнымзначениями скорости поступления кислорода в шлак в момент ее минимального значения на данной плавке.1463768 шяОа Уо,Составитель А.Абросимовактор Н.Гунько Тохред А. Кравчук Корректор С.йекмарЗаказ 792/32 Тираж 530 Подписное ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10