Устройство для определения момента повалки конвертора

ОЛ ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М Кз з С 21 С 5/30 Государственный комитет СССР Опубликовано 30.11.82. Бюллетень44Дата опубликования описания 05.12.82(53) УДК 669.184. .244.66.012. . 1 (088.8) ло делам нзооретений и открытий(72) Авторы изобретения Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджо ни кидзе.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ПОВАЛ КИ КОНВЕРТОРА1Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при управлении конверторной плавкой.Известно устройство для определения момента повалки конвертора, содержащее задатчик химсостава чугуна, задатчики химсостава шлака, массы и химсостава руды, выходы которых подключены ко входам вычислительного устройства.Работа устройства основана на том, что момент повалки конвертора определяется при достижении равенства фактически использованного на плавку количества кислорода Ч, его расчетному значению Чо р . При этом расчетное значение количества кислорода определяется в зависимости от химсостава чугуна, массы руды, с учетом количества кислорода, затраченного на окисление железа ) 1 .Недостатком устройства является низкая точность определения момента повалки конвертора, которая обусловлена недостаточной точностью определения расхода кислорода из-за того, что при расчете Чо р не учитывается ряд факторов, в частности положение фурмы, интенсивность продувки. Вследствие этого повалка конвертора может быть произведена при содержании углерода, не равном заданному.Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому результату является устройство для определения момента повалкн конвертора. Устройство содержит блок измерения расхода дутья, интегратор, датчик интенсивности газообразования, блок измерения интенсивности газообразования, счетчик импульсов с выходным преобразователем, блок измере Ония частоты интенсивности газообразования, блок определения времени продувки, блок деления, блок задания конечного содержания углерода, блок определения заданного количества кислорода, блок сравнения. Вы ход блока измерения расхода дутья черезинтегратор связан с выходом блока определения заданного количества кислорода, вход которого связан с выходом задатчика конечного содержания углерода. Выход датчика интенсивности газообразования соединен с блоком измерения интенсивности газообразования, выход которого подключен к блоку измерения частоты изменения интенсивности газообразования, а выход последнего подключен ко входу счетчика им 977503пульсов, выход которого присоединен к одному входу блока деления, к другому входу которого подсоединен блок определения времени продувки, а выход блока деления подключен ко входу блока определения заданного количества кислородаАЗНедостаток известного устройства заключается в том, что определение момента по- валки конвертора производится с недостаточной точностью из.-за систематических ошибок, возникающих при определении интенсивности газовыделения и расхода кислорода.Цель изобретения - повышение точности определения момента повалки конвертера.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения момента по- валки конвертора, содержащее блок определения времени продувки, последовательно включенные датчик интенсивности газообразования, блок измерения интенсивности газообразования, блок измерения частоты интенсивности газовыделения, счетчик импульсов и блок деления, блок измерения расхода дутья, первый интегратор, блок задания конечного содержания углерода, первый блок сравнения, выход блока определения времени продувки соединен со вторым входом первого блока деления, введены блок синхронизации, последовательно включенные первый ключ, первый блок памяти, второй блок сравнения, первый масштабирующий блок и первый блок суммирования, последовательно включенные блок измерения фактического содержания углерода, первый блок корректировки расхода кислорода, третий блок сравнения, четвертый блок сравнения, пятый блок сравнения, второй масштабирующий блок, второй блок суммирования, второй ключ и второй блок памяти, третий и четвертый ключи, третий и четвертый блоки памяти, второй и третий блоки корректировки расхода кислорода, блок задания базового содержания углерода, причем выход первого блока деления подключен к входу первого ключа и второму входу второго блока сравнения, выход блока синхронизации соединен с дополнительными входами первого, второго, третьего и четвертого ключей, выход блока измерения расхода дутья соединен через первый интегратор, третий ключ и третий блок памяти со вторым входом третьего блока сравнения, выход первого интегратора соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого блока суммирования, выход блока измерения фактического содержания углерода соединен с первым входом второго блока корректировки расхода кислорода, второй вход которого подключен к выходу блока задания конечного содержаниия углерода, а выход - ко второму входу четвертого блока сравнения, выход блока за 5о 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 дания конечного содержания углерода соединен через четвертый ключ и четвертый блок памяти со вторым входом первого блока корректировки расхода кислорода, выход блока задания базового содержания углерода соединен со вторым входом третьего блока корректировки расхода кислорода, первый вход которого подключен к выходу блока задания конечного содержания углерода, а выход - ко второму входу первого блока суммирования, выход второго блока памяти соединен с третьим входом первого блока суммирования, вторым входом пятого блока сравнения и вторым входом второго блока суммирования. Каждый блок корректировки расхода кислорода содержит блок задания постоянного сигнала, шестой блок сравнения, последовательно включенные первый блок умножения, третий масштабирующий блок, третий блок суммирования, второй блок деления и второй блок умножения, второй вход которого соединен с выходом шестого блока сравнения, а выход является выходом блока корректировки расхода кислорода, выход блока задания постоянного сигнала подключен ко второму входу третьего блока суммирования, выход первого блока умножения - ко второму входу второго блока деления, первый и второй входы первого блока умножения соединены соответственно с первым и вторым входами шестого блока сравнения и являются первым и вторым входами блока корректировки расхода кислорода.На фиг. 1 приведена схема устройства для определения момента повалки конвертора; на фиг. 2 - схема блока корректировки расхода кислорода.Устройство для определения момента повалки конвертора содержит датчик 1 интенсивности газообразования, блок 2 измерения интенсивности газообразования, блок 3 измерения частоты изменения интенсивности газовыделения, счетчик 4 импульсов, блок 5 определения времени продувки, первый блок 6 деления, блок 7 синхронизации, первый ключ 8, первый блок 9 памяти, второй блок 10 сравнения, первый масштабирующий блок 11, блок 12 измерения расхода дутья, первый интегратор 13, третий ключ 14, третий блок 15 памяти, блок 16 измерения фактического содержания углерода, блок 17 задания конечного содержания углерода, четвертый ключ 18, четвертый блок 19 памяти, первый блок 20 корректировки расхода, кислорода, третий блок 21 сравнения, блок 22 задания базового содержания углерода, второй блок 23 корректировки расхода кислорода, третий блок 24 корректировки расхода кислорода, четвертый блок 25 сравнения, пятый блок 26 сравнения, второй масштабирующий блок 27, второй блок 28 суммирования, второй ключ 29, второй977503 35 40 45 50 55 блок 30 памяти, первый блок 31 суммирования, первый блок 32 сравнения, первый блок ЗЗ умножения, третий масштабирующий блок 34, третий блок 35 суммирования, второй блок 36 деления, второй блок 37 умножения, шестой блок 38 сравнения, блок 39 задания постоянного сигнала.Устройство для определения момента по- валки конвертора работает следующим образом.Сигнал о заданном содержании углерода в стали С(1) на текущую 1-ю плавку из блока 17 задания конечного содержания углерода подается через четвертый ключ 18 на вход четвертого блока 19 памяти, где запоминается на интервал времени до начала продувки следующей плавки. Четвертый ключ 18 включается по сигналу, поступающему с выхода блока 7 синхронизации в момент начала продувки. Запомненный в четвертом блоке 19 памяти сигнал С(1 - 1) поступает на второй вход первого блока 20 корректировки расхода кислорода, На второй вход блока 20 подается сигнал с блока 16 о фактическом содержании углерода С (1 - 1) на первой повалке прошедшей плавки.В первом блоке 20 (фиг. 2) рассчитывается корректированный расход кислорода по формуле где Ь 1 - 1) - скорректированный расходкислорода на (1 - 1-ой) плавке;С(1-1) и С 0-1) - заданное и фактически полученное на первой повалке содержание углерода;а 1 и а - экспериментально выбираемые коэффициенты, например, для 300-тонного конвертора а 1 = 2800; ал = 33.Сигналы о Сф (1 - 1) и С (1 - 1) поступают на входы первого блока 33 умножения. Сигнал с выхода первого блока 33 умножения подается через третий масштабирующий блок 34, где умножается на величину ана первый вход третьего сумматора 35, на второй вход которого идет сигнал о а с выхода блока 39 задания постоянного сигнала. Во второй блок 36 деления подается сигнал Сф (1 в 1) С (1 - 1) с выхода первого блока 33 умножения и делится на сигнал, поступающий с выхода третьего блока 35 суммирования. В шестом блоке 38 сравнения из сигнала С (1 - 1) вычитается сигнал Сф (1 - 1) и сигнал о полученной разности подается на вход второго блока 37 умножения, где умножается на выходной сигнал второго блока 36 деления.Сигнал о текущем расходе кислорода ц с выхода блока 12 поступает на интегра 5 10 15 20 25 тор 13, где определяется суммарное количество кислорода, израсходованное на продувку - Я ) (1 - текущий момент времени). В момент окончания продувки по сигналу блока 7 синхронизации замыкается третий ключ 14 и сигнал о Я(1) поступает на вход третьего блока 15 памяти, где запоминается на интервал времени до окончания продувки следующей плавки.Выходной сигнал Я(1 - 1) третьего блока 15 памяти поступает на вход третьего блока 21 сравнения, где из него вычитается сигнал Ьо(1 - 1) с выхода первого блока 20 корректировки расхода кислорода. В результате получается сигнал об идеальном расходе кислорода Яи (1 - 1)О" (1-1) =а(1-1)-Ьа И - 1), т.е. таком количестве кислорода, которое надо было бы продуть на прошедшей плавке, чтобы получить фактическое содержание углерода на первой повалке, равное заданному значению.Сигналы о фактически полученном на первой повалке содержании углерода из блока 16 и о базовом, в частности, среднем на первых повалках содержании углерода из блока 22 поступают во второй блок 23 корректировки расхода кислорода. Структура того блока такая же, как и первого блока 20 корректировки расхода кислорода. В блоке 23 рассчитывается второе корректированное значение расхода кислорода по формуле Зо 1сп-) с в котором С - базовое значение содержаония.углерода - выбирается в конкретных ус. ловиях, в частности как среднее значение содержания углерода на первых повалках; а, = 2800; а = 35 для 300-тонного конвертвра.Сигнал о полученной корректировке Ь(;) (1 - 1) поступает в четвертый блок 25 сравнения, где вычитается из сигнала обиЯ (1 - ), пришедшего с третьего блока 21 сравнения а"(1-1) =а" (1 - 1)-ЬО, (1-1)Таким образом, в блоке 25 определяется приведенный к базовому содержанию углерода идеальный расход кислорода, отражающий эффекты всех неконтролируемых возмущений. Эта операция необходима для того, чтобы временную последовательность, составленную из значений идеальных расходов кислорода на плавку, сделать более гладкой и удобной для экстраполяции.Сигнал о Я(1 - 1) экстраполируется на одну плавку экстраполятором, выполненным с помощью блоков 26 - 30 и реализующим процедуру экспоненциального сглаживанияЯ." (1-1) =8."(1-2).сс Гй".0-1) - й (1-2)18. С) = О."(1-1), 977503где Я (1 - 1), Я (1 - 2) - сглаженные зна-ир . - Прчения приведенного расхода кислорода на (1 - 1)- -й и (1 - -2)-й5плавках;о - коэффициент сглаживания уточняется для конкрет ных условий из диапазона О,1 - 10 0,5;Я(1) - экстра полирова иный приведенный расход кислорода,Для получения сигнала Я(1) выходной сигнал четвертого блока 25 сравнения поступает на вход пятого блока 26 сравнения, где из него вычитается выходной сигнал второго блока 30 памяти. Сигнал о полученной разности во втором масштабирующем блоке 27 умножается на коэффициент,с и поступает на второй блок 28 суммирования, где суммируется с сигналом Я (1 - 2) с выхода второго блока 30 памяти, Через второй ключ 29, который включается в момент окончания продувки по сигналу блока 7 синхронизации, сигнал с выхода второго блока 28 суммирования подается на второй блок 30 памяти, где запоминается до окончания продувки следующей плавки.Сигнал о заданном конечном содержании углерода на 1-у плавку из блока 17 и о базовом содержании углерода из блока 22 поступает в третий блок 24 корректировки расхода кислорода, структура которого аналогична структуре первого блока 20 корректировки расхода кислорода. В блоке 24 регистрируется третье скорректированное зна- З 5 чение расхода кислорода по формулеь а,0) - , с- с(д 1,сОУс40где а, = 2800, а 2 -- 35 для 300-тонного конвертора. Полученная в блоке 24 корректировка Л(,)з (1) суммируется в блоке 31 с экстраполированным приведенным расходом кислорода, и тем самым экстраполированный 45 приведенный расход кислорода пересчитывается на заданне содержание углерода на текущей плавке. Кроме того, в блоке 31 суммируется корректировка расхода ЛЯ 4(1), которая находится на основе частоты изменения интенсивности газообразования следую щим образом.Информация об интенсивности газообразования поступает с датчика 1 в блок 2 измерения интенсивности газообразования, а затем в блок 3 измерения частоты изменения интенсивности газообразования и на счетчик импульсов 4, выходной сигнал которого соответствует интегралу интенсивности газовыделения. В блоке 6 деления сигнал, поступающий со счетчика 4, делится на сигнал о длительности времени продувки, поступающий с блока 5, в результате чего на выходе блока 6 получается среднее значение частоты интенсивности газо;-: деления. Сигнал об этой частоте через первый ключ 8 подается на первый блок 9 памяти и запоминается на одну плавку, а затем во втором блоке 10 сравнения вычитается из текущей средней частоты, поступающей с выхода блока 6. Полученная разность поступает в блок 11, где умножается на постоянный коэффициент С 1. На выходе блока получается корректировка расхода кислорода Л(,)4(1) на основе частоты изменения интенсивности газообразования по формулеЬа О= с,й -т(1- Е),где 1(;) иГ соответственно средняя текугцая частота интенсивности газовыделения на 1-й плавке и средняя частота газовыделения на прошедшей (1 - 1) -й плавке;С, - пересчетный коэффициентиз диапазона 1000 в 50, уточняемый для конкретных условий.Введение корректировки йЯ 4 (1) вызвано тем, что идеальный расход кислорода на прошедшей плавке находится при реализованных на прошедшей плавке программах по интенсивности подачи кислорода, подачи сыпучих материалов, положения фур мы и т,д. На текущей 1-й плавке программы перечисленных управлений могут быть другими, поэтому необходима корректировка расхода кислорода по разности программ управлений на прошедшей и текущей плавках; интегральным признаком разностей этих программ и является разность частоты интенсивности газовыделения на прошедшей и текушей плавках.Использование предлагаемого устройства вместо известного повышает точность определения момента повалки конвертора на заданном содержании углерода ориентировочно на 10 О/О за счет того, что введены блоки, учитывающие информацию о предыдуШих плавках, что, в свою очередь, позволяет оценивать эффекты неконтролируемых возмущений, экстраполировать и компенсировать их на предстоягцую плавку.Формула изобретения1, Устройство для определения момента повалки конвертора, содержащее блок определения времени продувки, последовательно включенные датчик интенсивности газо- образования, блок измерения интенсивности газообразования, блок измерения частотыинтенсивности газовыделения, счетчик импульсов и блок деления, блок измерения расхода дутья, интегратор, блок задания конечного содержания углерода, первый блок сравнения, выход блока определения времени продувки соединен со вторым входом первого блока деления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения момента повалки конвертора, в него введены блок синхронизации, последовательно включенные первый ключ, первый блок памяти, второй блок сравнения, первый масштабирующий блок и первый блок суммирования, последовательно включенные блок измерения фактического содержания углерода, первый блок корректировки расхода кислорода, третий блок сравнения, четвертый блок сравнения, пятый блок сравнения, второй масштабирующий блок, второй блок суммирования, второй ключ и второй блок памяти, третий и четвертый ключи, третий и четвертый блоки памяти, второй и третий блоки корректировки расхода кислорода, блок задания базового содержания углерода, причем выход первого блока деления подключен к входу первого ключа и второму входу второго блока сравнения, выход блока синхронизации соединен с дополнительными входами первого, второго, третьего и четвертого ключей, выход блока измерения расхода дутья соединен через интегратор, третий ключ и третий блок памяти с вторым входом третьего блока сравнения, выход интегратора соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого блока суммирования, выход блока измерения фактического содержаниия углерода соединен с первым входом второго блока корректировки расхода кислорода, второй вход которого подключен к выходу блока задания конечного содержания углерода, а выход - ко второму входу четвертого блока сравнения, выход блока задания конечного35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Тургенич Д. И. Управление плавкойстали в конверторе. М., Металлургия,1971, с. 94 - 97.2. Авторское свидетельство СССР330195, кл. С 21 С 5/30, 1970. содержания углерода соединен через четвертый ключ и четвертый блок памяти со вторым входом первого блока корректировки расхода кислорода, выход блока задания базового содержания чглерода соединен со вторым входом третьего блока корректировки расхода кислорода, первый вход которого подключен к выходу блока задания конечного содержания углерода, а выход - ко второму входу первого блока суммирования, выход второго блока памяти соединен с третьим входом первого блока суммирования, вторым входом пятого блока сравнения и вторым входом блока суммирования.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что блок корректировки расхода кислорода содержит блок задания постоянного сигнала, шестой блок сравнения, последовательно соединенные первый блок умножения, третий масштабирующий блок, третий блок суммирования, второй блок деления и второй блок умножения, второй вход которого соединен с выходом шестого блока сравнения, а. выход является выходом блока корректировки расхода кислорода, выход блока задания постоянного сигнала 25 подключен ко второму входу третьего блокасуммирования, выход первого блока умножения - ко второму входу второго блока деления, а первый и второй входы первого блока умножения соединены соответственно с первым и вторым входами шестого 30блока сравнения и являются первым и вторым входами блока корректировки расхода кислорода.977503айагСоставитель Ю. Романов Редактор А. Фролова Техред И. Верес Корректор О. Билак Заказ 9120/32 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4