Устройство для прогнозирования выбросов металла и шлака из конвертора

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ и 742466ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл. С 21 С 5/30 Гооударотееиный комитет по делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 25.06.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ МЕТАЛЛА И ШЛАКА ИЗ КОНВЕРТОРА Изобретение относится к метзллургии, вчастности, к контролю кислородно-конверторного процесса.Известно устройство для контроля выносови выбросов шлзка и металла из конвертора5во время продувки, содержащее светочувствительный элемент, сввэированный на факел, который образуется при продувке, а также схемувыделения полезного сигнзла при наличии помех 111.Применение известного устройства позволяетполучить количественную информацию о выбро-.сах и выносах, однако с его помощью не представляется возможным прогнозировать их возникновение,Нзиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее датчик давленияотходящих газов под куполом камина, блокотношения давления газов к расходу дутья,выход которого через интегратор соединен сйервым входом блока сравнения, второй входкоторого соединен с блоком определенияминимально допустимой величины интеграла 2вышеуказзнного отношения, а выход - с блоком выбора управляющего параметра и величины его изменения (21.Фактически в известном устройстве измеряется анзлог скорости обезуглероживания Чс ванны конвертора, а затем вычисляется отно. шение количества кислорода, затраченного на окисленйе углерода чугуна, к затраченному кислороду дутья. Вычисление указанной величины позволяет оценить количество кислорода, накопленного к дзнному моменту времени в шлаке, который потенцизльно 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 надежностипрогнозирования.Цель достигается тем, что в устройстводля прогнозирования выбросов металла и шла.ка из конвертора, содержащее датчик измерения параметра, характеризующего Ч, 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 тремяи одним пороговыми элементами, выходы ос.тальных блоков - с двумя пороговыми элементами, а выходы пороговых элементов черезблок 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 периодвоникновення и образования выбросов; нафиг. 5 - графики ситуаций, приводящих к выбросам,Устройство содержит ковертор 1, фурму 2,газоход 3 конвертора, один из возможных датчиков 4, 5, 6, косвенно характеризующих Чс(датчик давления газов или газоанализаторы ирасходомер), блок 7 определения Ч, блок 8определения скользящего среднего, дифференциатор 9, блоки 1014 памяти, пороговые элементы 1524, схемы И 2530, составляющиеблок логики, блок 31 управления,Согласно исследованиям, проведенным на300-тонных конверторах, все плавки по характеру изменения Ч можно условно разделитьна "ровные" и"аритмичные" "Аритмичные"плавки характеризуются значительными, быстрыми изменениями Ч по времени, которыеявляются одной из причин образовании выбросов металла и шлака из конвертора, во времякоторых возможны потери металла до 5% отметаллической садки конвертора. Кроме того,при выбросах возможны, возникновения аварийных ситуаций, связанных с попаданием металлаи шлака на подъездные пути, а также с неста.бильностью работы газоотводящего тракта,Исследования характера изменения скоростиокисления углерода перед выбросом на интервале продувки от момента конца окисления 3и Мп (примерно 1-5 мин для условий Кар,МК)до момента спада Чс в конце плавки в период плавки снижения содержания углерода в металле, показали, что выбросы происходят прибыстром изменении (увеличении) Чс за счетперехода кислорода из шлака на реакциюокисления углерода, причем Чс до выбросовимеет в большинстве случаев уменьшение абсолютного значения. Наличие указанного явленияпозволяет прогнозировать возможность возник. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 наиболеевероятные изменения Чс в период образованияи возникновения выбросов, Согласно реализацииа) до момента резкого увеличения Чс она имеетдостаточно быстрый спад в течение 35-40 с,согласно реализации б) спад Чс более продолжительный,Работа устройства происходит следующимобразом,При т = тн (тн окончание окисления 8)блок 31 управления включает систему, в блоке7 определения Чс рассчитывается текущее значение скорости окисления углерода (напримерсогласно формуле Чс= М Я СО+СО гдек - коэффициент пропорциональности, Оорасход газов в газоходе, СО, СОз содержаниеокиси и двуокиси углерода в отходящих газах),В блоке 8 определяется значение Чс среднееза несколько отсчетов (имеется в виду дискретное считывание информации), например приусреднении за три отсчета производится следующая операция: Ц:-- , причемследует особо отметить, что как само наличиеблока 8, так и интервал усреднения зависитот характеристики конверторного процесса(колебательности) и применяемой аппаратурыдля контроля (инерционности приборов). Вблоке 9 дифференцирования производится (придискретном считывании) определение приращения Чс между отсчетами (Ь Ч). Далее ука.занные приращения поступают в последовательно соединенные блоки 1014 памяти, причемв блоке 14 находится (-4) отсчет Ь Чс, в блоке 13 - (-3) в блоке 12 - (-2), в блоке11 - (Н), в блоке 10 - (1), где- номеротсчета от момента времени т=тн. В качествеблоков памяти могут использоваться регистры,причем перезапись чисел из одного регистра вдругой производится по командам с блока32 управления. Анализ изменения Чс по текущим отсчетам, находящимся в блоке памяти,производится при помощи набора пороговыхэлементов 15.24 и схем 2530 И. Указанноесочетание пороговых элементов и схем И позволяет выявлять следующие ситуации (фиг. 5)приводящие к выбросам: скорость спада характеристики Ч меньше, чем скорость возрастания Чс(фиг, 4), но больше некоторой критическойО , получаемой статистическим путем (пороговыйэлемент 15, срабатывающий при к Ь Чс61(фиг. 5 а); скорость спада Чс больше(равна) - оэ, причем с увеличением длитель.ности спада вероятность выбросов возрастает(пороговые элементы 1620, схемы 2527 И, 5причем сигнал на выходе схемы 25 И появляется при условии к Ь Чс -бэ иса-акЬ Чс- э и к Ь Чс к - 8 з сигнал на выходе схемы 26 И появляется при,выполнении предыдушего условия и к Ь Чс -оз, . сигнал на выходе схемы 27 И появляется при выполнении предыдущего условия и к Ь Чс -бэ (фиг. 5 б); скорость спада Чс больше (равна) - бз и возможна смена знака Ь Чс(1 г/)/ 8 з/), пороговые элементы 21.24, схемы 28,.30 И, причем сигнал на выходе схемы 28 И появляется при к;Ь Чс-бз и-Д гк Ь Чс- б з, на выходе схемы 29 И появляется при выполнении предыдущего условия. и кеЬ Чс".бт, на выходе схемы 30 И появляется при выполнении предыдущего условия и к Ь Чс0 (фиг. 5 в). Сигналы со схемы 25.30 И регистрируются на многоканальном (с раздельной регистрацией) блоке индикации, что позволяет прогнозировать вероятностьвыбросов.Следует также отмеппь,что количество блоков памяти выбрано равным пяти из условия необходимости анализа изменения Чс в течение ж 40 с, при шаге дискретизации по времени равным 8 е, что следует из 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 определен 742466 6ный 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. 5 а 10+15 с, для фиг. 5 б = 60 с, для фиг, 5 в = 35 с,Формула изобретенияоУстройство для прогнозирования выбросовметалла и шлака из конвертора, содержащеедатчик косвенного измерения скорости обезуг.лероживания металла, о т л и ч а ю щ е е с яд тем, что, с целью увеличения надежности прог.позирования, оно дополнительно содержит блокдифференцирования: скорости обезуглероживання, последовательно соединенные блоки памяти, пороговые элементы,.блок логики и мно.щ гоканальный блок индикации, причем выходыпервого и последнего блоков памяти соединенысоответственно с тремя и одним пороговымэлементами, а выходы пороговых элементовчерез блок логики соединены с многоканальным блоком индикации.Чь Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Иф 358850,кл, С 21 С 5/30, 1968.2. Авторское свидетельство СССР Мо 303888,кл. С 21 С 5/30, 1967.ИИПИ дписно илиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектн 4 е кон аэ 3588/7 608