Устройство контроля параметров ванны конвертера

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 О А 1 1) С "1=53 О 123 Е 1 О ОП 6 и 4618194/27 - О 212.12,8823.12.9 О. Бюл. ФКиевский институЯ съезда КПССВ,.Богушевский,(2.В, 53) видетельство С 21 С 5/ЗО, 197 У 45( ПАРАИЕТРО УСТРОЙСТВО КОНВЕРТЕРА Изобретени управлению роцессом. 1 контроля. ить точнос етров за сч1 Т ВАННЬ (57)лю иным п онтро- вертер тся к Отн ислср овышен тво по е точволяетовных ель трои конт ости овыс с ет совместного ра ар ИзобметаллуркислороЦель черной етение относитс гии, конкретнее но-конвертерным изобретения - у влени сссм пр ел чение точсти контроля ве ена б к-с в ванщег име вый о газар Сапер"блок 2уЗ, кчен датгаз температуры О р термопаора 35 умнсходном газоход рому сумматору подсоединен да На чертеже при д ло устройства контроля парамет ны конвертера.Датчик 1 давления отходя в переходном газоходе, напр 22 ДИ, подсоединен через нер умножения к первому суьжатс которому, кроме того, подкл чик 4 температуры отхсдящег переходном газоходе, наприм ра ТХА. Выход первого сумма подключен через второй блок смс:.:.ения процессов окисления примесей, приращения температурь ванны,а та -.-.,е реакций первичного и вторичнсгс ;.кислепия, УстрОйствс содержитда.в .:;:;.и контроля давления Отходящегогаза в переходном газоходе, "смпературнсгс перепада воды, Охлаждающейкес"сн, и расхода кислорсднсгс дутья,Поставленная цель достигается пс,.емвведения дополнительных датчике контрспя температуры отходящего газапереходном газсходе, разрежения в нижней плоскости кесссна, расхода воды,охлаждающей кессон, температурноголинейнсгс расширения зкранных трубподъемного газохода по ходу продувкии блоков определения основных параметров процесса путем решения системы уравнений. 1 ил. жехия к первому блоку б деления, квторому входу котсрогс подключен третий блок 7 умножения. Входы последнего подключехы соответственно к датчи -ку 1 давления отходящего газа в переходном газоходе и датчику 8 разрежения в нижней плоскости кесссна, Второй вход второго блока 5 умноженияподключен к блоку 9 Ввода начальнь 1 хусловий. Датчик 1 давления отходящегогаза в переходном газоходе подключентакже через четвертый блОк 1 О умножения к первому сумматору 3. Датчик 4 одящего газа в пере"подключен также к вт11, к которому такжечик 12 температуры(1)акела ппамени в подъемном газоходе, например пирометр типа "Спектр". Выход второго сумматора. 11 соединен не - посредственно и через пятый блок 13 умножения и третий сумматор 14 с шестым блоком 15 умножения, к которому также подключен седьмой блок 16 умножения. Выход шестого блока 15 умножения соединен через восьмой блок 17 умножения с вторым блоком 18 деления, который, кроме того, соединен с четвертым блоком 10 умножения. Датчики 19 и 20 температурного перепада воды,например гипертермопара ТХК, охлаждаю щей кессон, и массового расхода воды, охлаждающей кессон, например СапАир)Щ, подсоединены через девятый блок 21 умножения к третьему сумматору 14,к которому также подключен датчик 22 температурного линейного расширенияэкранных труб подъемного газохода по :ходу продувки, например датчик усилий ДСТБ-С), через десятый блок 3 умнох(ения. 25Выход третьего сумматора 14 под -ключен к второму блоку 18 делениявыход которого соединен с одиннадца -тым блоком 4 умножения. Второй входпоследнего соединен с выходом седьмо Ого блока 16 умножения, который, крометого, соединен через двенадцатый блок25 умножения с четвертым сумматором 26. Вход четвертого сумматора бсоединен с. датчиком 2" объемного расхода кисло одного дутья через тринад 35цатый блок 8 умножения. Датчик 29текущего времени продувки подключенчерез третий, четвертый и пятый бло -ки 3) - 32 деления соотьетственно к 40первому, второму и третьему блокам33 - 35 возведения в степень, выходыкоторых соответственно связаны с четырнадцатым, пятнадцатым и шестнадцатым блоками 36 - 38 умножения и чет вертым сумматором 26. Выход седьмогоблока 16 умножения соединен с семнадцатым блоком 39 умножения, а выхододиннадцатого блока 24 умножения с во -семнадцатым блоком 41) умножения,Выход четвертого сумматора 26 подключен к выходу девятнадцатого блока 41 умножения, Датчик 9 текущего вре мени продувки подключен также к шес -тому блоку 42 деления, пятому, шестому, седьмому.и восьмому сумматорам 43 - 46, которые, кроме того, подключены к блоку 9 ввода начальных условий. 11 естой блок 42 деления черезчетвертый блок 47 возведения в степень и двадцатый блок 48 умноженияподключен к девятому сумматору 49.Пятый, шестой, седьмой и восьмой сумматоры 43 - 46 соответственно черезседьмой, восьмой, девятый и десятыйблоки 5) - 53 деления, пятый, шестой,седьмой блоки 54 - 56 возведенияв степень и первый, функциональныйблок 57 подсоединены к двадцать первому, двадцать второму, двадцать третьему и двадцать четвертому блокам58 - 6 1 умножения . Под позицией 6указан второй функциональный блок,Выход двадцать четвертого блока 6 1умножения подключен через двадцатьпятый блок 63 умножения к девятомусумматору 49, к которому, кроме того,подключены блоки 36 - 4.) и 58 - 60.Выход девятого сумматора 49 подключенк одиннадцатому блоку 64 деления, причем блоки 48,5) - 53, 61 и 64 подключены к блоку 9 ввода начальных условий, Второй Аункциональный блок 6.подключен к двадцать пятому блоку 63умножения, Блоки устройства выполнены на базе стандартных блоков вычислительной техники. Процессы нагрева металла, первичного и вторичного окисления примесей в ванне конвертера находятся в тесной взаимосвязи. Именно окисление примесей приводит к повышению температуры ванны, а, в свою очередь, температурные условия влияют на распределение дутья на реакции первичного и вторичного окисления. Рассмотрение этих процессов во взаимосвязи позволяет увеличить точность контроля основных параметров ванны конвертера. При этом оказывается, что количество параметров, характеризующих процессы в ванне конвертера, является явно недостаточным. Для разрешения системы уравнений к датчикам контроля давления отходящего газа в переходном газоходе, температуры Аакела пламени в подъемном газоходе, температурного перепада воды, охлаждающей кессон, и расхода кисло,родного дутья добавляются датчики контроля температуры отходящего газа в .переходном газоходе, разрежения в ниж ней плоскости кессона, расхода воды,охлаждающей кессон, и температурного линейного расширения экранных труб подъемного газохода по ходу продувки.кинетическому уравнению проплавления лома по ходу продувки ванны:Ь 7 во Tрс ехр(0,95 а А) Ьс р Дс, (К -о Е )р ч оц м,5(6) )де Ь, а - стехиометрические коэААиКциенты реакций окисленияэлемента К;7 - объемный расход при нормальных условиях кислород,".дутья для окисления эле -мента К, м/мин;Ч, - молярный объем идеального газа при нормальныхусловиях, равный 20мз /кмольА- атомная масса окисляющегося элемента К кг/кгатом,"д с- удельное значение постоянной времени переходного процесса окисленияэлемента К, мин/%;Е ,К- массовая доля окисляющегося элемента соответст- ЗОвенно в чугуне и металле= 0,9 - коэййициент, характеризующий угар элементов чугуна и равный отношению массы выплавленного металла к исходноймассе чугуна;1 К - мощность тепловыделенияпо ходу продувки ванны 4 Опри окислении элемента К,кВт.По аналогии с кинетическим уравнением тепловой обработки лома по ходу продувки учитываем мощность на усвое ние х-й добавки сыпучих (извести,известняка и др .) Ч;, кВт:л л- ехр (- - -; -- ,-),( где О - удельная теплота, затрачен 50ная на усвоение х-й добавкисыпучих, включающая изичес -кую теплоту на нагрев и изменение агрегатного состояния, а также химическую теп -лоту реакций превращения добавки, кДж/т;Д ф - удельное значение постояннойвремени переходного процессагде СГ средняя удельная теплоемкость продуктов сгорания газа, кЛж/(кг, С);ЙГе 28срв , - массовый расход;в 1 оксида углерода из конвертера, т/мин; 1 Г сог,1 л Ж 44(1 - со) --- , -расход диоксида углерода из конвертера, т/мин; плотность воздуха при нормальных Физических условиях, равная 1,293 кг/м;объемный расход подсосанного воздуха, приведенный к нормальным условиям, м /мин; температура Ьакела пламениО в подъемном газоходе, С; температура отходящего газа в переходном газоходе, С;о коэААициент, характеризующий потери в окружающую среду и равный 0,015 для ОКГ с дожиганием и 0,005 без утилизации теплоты;с 1 С ИгО- тепловой поток, воспринимаемый кессоном, кВт; средняя удельная теплоемкость охлаждающей воды, равная 4,19 кДж/(кг С);С Нга С Нго: сС н,о массовый расход воды, охлаждающей кессон, кг/с;температурный перепад воды,охлаждающей кессон, С;тепловой поток, воспринимаемый поверхностью нагреваэкранных труб подъемного га зохода ИКГ, кВт;коэААициент пропорциональности, равный, например для К усвоения ).-й добавки сыпучих,мин/т;л,ь - время ввода х - й добавки сыпучих, отсчитываемое от момента начала продувки, мин,Г - масса х-й добавки сыпучих, т.Уравнение теплового баланса в переходном газоходе ОКГ имеет вид13 16151 совой доле углерода ванны, окисляющегося до СО в полости конвертера. При изменении входных параметров процесса происходит одновременно вычислениесзначений в , и. Выходное напряжение седьмого блока 16 умножения и второго блока 18 деления поступает в одиннадцатый блок 24 умножения, выходное напряжение которого, пропорцио 90 14с 1 о-- Напряжение с одиннадцатого блока 4 умножения поступает на восемнадцатый блок 40 умножения выходное напряжение которого пропорциональнос 1 свеличине 146,50 ч в - У . Напряжение счс 1 цеочетвертого сумматора б поступает на девятнадцатый блок 41 умножения, цыходное напряжение которого прснорцио 0 01,ас р нальное величине -; - С- " по 0"4 ф с 1 1 СО ступает в четвертый сумматор 26.гНапряжение с блока 16 поступает также в двенадцатый блок 25 умножения, выходное напряжение которого, пропор 0 02 йс 20 циональное величине -х-. в Г - по 0214 Ч с 1 л ступает в четвертый сумматор 26.Напряжение, пропорпиональное объемному расходу кислородного дутья, сдатчика 27 поступает в тринадцатый блок 8 умножения, выходное напряжение которого пропорционально величине 1 б 1Ч1. Выходное напряжение с датчика 29 текущего времени продув ки поступает на третий, четвертый и пятый блоки 30 - 3. деления, в которые одновременно поступают напряжения с блока начальных условий соот, ветственно равные Бх (ИпчМп) (,Р,-О 9 Р ). Таким образом, на вход первого блока 33 возведения в степень поступает напряжение, пропорциональное величине ( - в , в ), второго блокаФ40 34 - (- ----- -), третьего бло(п-, 911 п 1)л(Р 0 РЧ9 рмНа выходе блоков возведения в сте- д 5пень получаем соответственно напрял6 жение, пропорциональное ехр (- - ,-л Бц6 ехР (Р О 9 )ехР (Р 0 9 Р ) фНапряжения с выхода блоков 33 - 35 поступают в четвертый сумматор 26, выходное напряжение которого пропорс 1 Г, рциональное величине в в в . Выходное6напряжение с седьмого блока 16 умножения поступает в семнадцатый блок 39 умножения, выходное напряжение которого пропорционально величине 2526 чх асьенально величине 4485 --- . Выходные1 Рнапряжения первого, второго и третьего блоков 33 - 35 возведения в степень поступают соответственно в чет,знадц"тый пятнадцатый и шестнадцатый блоки 36 - 38 умножения, выходные напряжения которых соответственно проис порциональны величине 10 ехр(- - -) .Бдчч3, ;ехр (- ------- -)(Р -0,9 Р )Выходное напряжение с датчика 9 постуг:.ает на шестой блок 42 деления, выходное напряжение которого, пропорциональное величине (, ), поЬсУ) С ф ступает в четвертый блок 47 возведения в степень. (Напряжениепропорциональное произведению 6 с(С) ф С 11 поступает на шестой блок 4 деления с блока 9 ввода начальных условий). С выхода четвертого блока 47 возведения в степень снимается напряжение ехр(-, - ), а с выхода двадцать Щ) Сд144 0 1 -Р( 1 того блока 48 умножения ----- хл (с) 1 ехр( с .). Напряжение с датчика 29 поступает также на пятый сумматор 43, выходное напряжение которого, пропорциональное разности (с - с ), поступает в седьмой блок 50 деления,С выхода блока 5 снимается напряжение пропорциональное величинеь(- в -) поступающее в пятый блок 54Сцвозведения в степень, на выходе котолРого получаем напряжение ехр ( 0-45- ),15 161519 а с выхода двадцать первого блока 58 умножения получаем напряжение, пропорЦиональное величине 5770 хл Л-и 5 х ехр(- - - - -. Аналогично с двад 0,459 С,.1 ать второго блока 59 умножения снимается напряжение, пропорциональноел лвеличине 577)ехр (, ), с двад -),880 икЦать третьего блока 60 умножениял л-"Ши5800 ехр( -- " ), а с двадцать пя-,0,4. 30ого блока ЬЗ умножения 0,126 С,),."2 з , л 0 5"и+с--- = КЬ сов (Ъ - --- ), 60 ау. Спь п 1 о втором Функциональном блоке 6: гроизводится вычисление текущего внутеннего радиуса Футеровки К. Выходе напряжения блоков 9,36 - 41, 58Э и 63 поступают в девятый сумматор 9, откуда в одиннадцатый блок Ь 4 дег 1 ения, в котором производится деление на С Таким образом, выходное напряжение блока 64 пропорциональноЙНеличине -. Выходные напряжения блол25 ков 6,18,6 и 64 пропорциональны о новным параметрам наины и могут бы Йспользованы в АСУ ТП.Испытание предлагаемого устройс фоказывает, что его использование сравнению с известным позволяет по фить точность контроля параметров, 4 то приводит к увеличению количест булавок, выпускаемых с первой повал 1 на 1)-153. с- ть твапо вы ва 3 ки, Ф о р м у лр т е н и я40Устройство контроля параметрованны конвертера, содержащее датчики контроля давления отходящего газа в тереходном газоходе, температуры "факела пламени в подъемном газоходе температурного перепада воды, охлаждающей кессон, расхода кислородного дутья, блок ввода начальных условий,блоки определения скорости обезуглеРоживания ванны, массовой доли углеРода ванны, окисляющегося до СО в полости конвертера за счет кислородного дутья, массовой скорости окисленияжелеза ванны, скорости изменения температуры ванны, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности, оно дополнительно , содержит датчики контроля температуры отходящего газа н переходном гаэохоа и з о б е 160де, разрежения в нижней плоскости кессона, расхода воды, охлаждающей кессон, температурного линейного расширения экранных труб подъемного газохода по ходу продувки причем датчик давления отходящего газа н переходном газоходе соединен через первый блок умножения с первым сумматором, к которому, кроме того, подсоединен датчик температуры отходящего газа в переходном газоходе, выход первого сумматора подсоединен через второй блок умножения к первому блоку деления, к второму входу которого подсоединен выход третьего блока. умножения, входы которого подсоединены соответственно к датчику разрежения в нижней плоскости кессона и датчику давления отходящего газа в переходном газоходе, соединенному также с четвертым блоком умножения, датчик температуры отходящего газа в переходном газоходе подсоединен также к второму сумматору, к входу которого подсоединен и датчик температуры Факела пламени в подъемном гаэоходе, а выход второго сумматора, соединен непосредственно и через пятый блок умножения и третий сумматор с шестым блоком умножения, к которому также подсоединен седьмой блок умножения, соединенный с первым блоком деления, выход шестого блока умножения соединен через восьмой блок умножения с вторым блоком деления, выход которого подсоединен к четвертому блоку умножения, датчики температурного перепада и массового расхода воды, охлаждающей кессон, подсоединены через девятый блох умножения к входу третьего сумматора, к которому также подсоединен датчик температурного линейного расширения экранных труб подъемного газо- хода по ходу продувки через десятый блок умножения, а выход третьего сумматора подсоединен к входу второго блока деления, выход которого соединен с одиннадцатым блоком умножения, второй вход одиннадцатого блока умножения соединен с выходом седьмого блока умножения, который, кроме того, соединен через двенадцатый блок умножения с четвертым сумматором, подсоединенный также к одиннадцатому блоку умножения, датчику расхода кислородного дутья через тринадцатый блок умножения, датчик текущего времени продувки подсоединен через третий,Составитель А.Абросимоведактор Н,Яцола Техред Л.Олийнык Корректор И.Зрдейи Заказ 3962 Тираж 500 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгор Гагарина, 1 17161 четвертый и пятый блоки деления соот- ветственно к первому, второму и тре- . тьему блокам возведения в степень, выходы которых соответственно соединены с четырнадцатым, пятнадцатым и шестнадцатым блоками умножения и четвертым сумматором, выход седьмого . блока умножения соединен с семнадцатым блоком умножения, выход одиннадцатого блока умножения соединен с восемнадцатым блоком умножения, а выход четвертого сумматора подсоединен к входу девятнадцатого блока умножрния, датчик текущего времени продувки подсоединен также к шестому блоку деления, пятому, шестому, седьмому и восьмому сумматорам, которые, кроме того., подсоединены к блоку ввода начальных условий, соединенному также с вторым и седьмым блоками умножения, шестой блок деления через четвертый блок воз.ведения в степень, двадцатый блок умножения подсоединен к девятомст счммаг У,1 18тору, пятью, шестой, седьмой и восьмой сумматоры соответственно черезседьмой, восьмой, девятый и десятый 5блоки деления, пятый, шестой, седьмой блоки возведения в степень и первый функциональный блок подсоединенык двадцать первому, двадцать второму,двапцать третьему и двадцать четвер тому блокам умножения, а выход последнего подсоединен через двадцать пятыйблок умножения к девятому сумматору,к которому, кроме того, подсоединеныс четырнадцатого по двадцать третийблоки умножения, выход девятого сумматора подсоединен к одиннадцатому блоку деления, причем двадцатый и двадцать четвертый блоки умножения, атакже с третьего по одиннадцатый бло- Ж ки деления подсоединены к блоку вводаначальных условий, второй функциональный блок подсоединен к двадцать пятому блоку умножения.