Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА В ПРЯМОТОЧНОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА В ПРЯМОТОЧНОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА В ПРЯМОТОЧНОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к черной металлургии, может быть использовано для автоматизации технологического процесса рафинирования расплавленного металла в прямоточных сталеплавильных агрегатах и позволяет повысить точность достижения заданных величин содержания углерода и температуры металла в конце процесса рафинирования. Способ управления процессом рафинирования металла в прямоточном сталеплавильном агрегате заключается в изменении подачи кислорода и природного газа, количества присадок твердого окислителя, графитосодержащего порошкообразного материала, положения продувочных фурм, определении временной последовательности изменения подачи графитосодержащего порошкообразного материала, положения продувочных фурм, определении временной последовательности изменения подачи графитосодержащего материала и на основании рассогласования прогнозируемой на момент окончания процесса рафинирования температуры металла с ее заданным значением коррекции расхода кислорода, природного газа и положения продувочных фурм. При этом прогнозируемое значение содержания углерода и температуры металла определяют по соответствующим математическим зависимостям. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2017830
Класс(ы) патента: C21C5/04
Номер заявки: 4897326/02
Дата подачи заявки: 27.12.1990
Дата публикации: 15.08.1994
Заявитель(и): Государственный всесоюзный центральный научно- исследовательский институт комплексной автоматизации; Череповецкий металлургический комбинат
Автор(ы): Чирихин В.Ф.; Белуничев Л.В.; Васильев Л.М.; Нечаев Е.А.; Перфильев В.Г.; Веселов Н.А.; Мыльников С.Ю.; Фискин Я.П.
Патентообладатель(и): Череповецкий металлургический комбинат
Описание изобретения: Изобретение относится к черной металлургии, в частности автоматизации технологических процессов, а именно к автоматизации технологического процесса рафинирования расплавленного металла в прямоточных сталеплавильных агрегатах.
На чертеже приведена структурная схема системы, реализующей способ.
По трубопроводу 1 через сводовые фурмы 2 в прямоточный сталеплавильный агрегат 3 подается газообразный кислород, расход которого Vов измеряют с помощью датчика 4. По трубопроводу 5 на горелки подается природный газ, расход которого VПГ измеряют при помощи датчиков 6. Присадки твердого окислителя np и шлакообразующих вносят в прямоточный сталеплавильный агрегат с помощью завалочной машины 7 отдельными порциями (мульдами). Положение продувочных фурм 2 hфотносительно границы раздела шлак-металл измеряют датчиками 8 уровня.
Содержание углерода CN в жидком металле определяют с помощью концентратомера 9. Температура расплавленного металла tMN измеряется термопарой 10 погружения. При этом следует отметить, что измерения содержания углерода проводятся периодически, измерение же температуры может производиться как непрерывно, так и с помощью термопары разового погружения.
Информация с датчиков поступает в вычислительный блок 11.
Порошкообразный графитосодержащий материал вводится в рабочее пространство агрегата из специального бункера. Количество материала, поданного в агрегат, определяется по изменению веса бункера, измеряемого с помощью тензометрического датчика 12.
В качестве исходной информации сталевару (оператору) задаются величины содержания углерода и температуры жидкого металла в конце периода рафинирования, а также длительность технологического периода.
Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.
На основании текущей информации о величинах управляющих воздействий, переменных процесса и измерений определяются
а) величина равновесной концентрации кислорода в металле (FeOp)
FeOPN=(b1+b2<·>tMN)b3+ , где bi - постоянные коэффициенты;
б) распределение кислорода в каждой из фаз системы газ Vовг - шлак Vовшл - металл Vовм:
β1i=
β1= β3=;
Vовм = β1· Vов;
Vовг = β3· Vов;
Vовшл = Vов - Vовм - Vовшл
в) скорость обезуглероживания (Vс)
Vс= ;
г) поток VGoатм кислорода из газовой атмосферы в шлак
VGoатм = b15 + b16 ˙ Vовг + b17 Vc;
д) скорость VFeO изменения окисленности шлака
VFeO = b22 [b23 (Vовм + Vовшл) + b24 ˙ Vc + b25 VGoатм]˙ f(CN);
f(CN)=
е) скорость нагрева металла
Vt = b30 {b31(Vомв + Vшлов) + b32˙Vc+b33˙VатGoм+ b34хх(b35+b36˙FeON+b37˙Vогв)˙(b83˙VПГ+b39˙Vc- b40)};
ж) прогнозируемое на шаг hτ содержание углерода в металле CN + hτ
CN + hτ = CN - hτ ˙ Vc;
з) прогнозируемое на шаг hτ значение tтемпературы жидкого металла
t=t+hτ·Vt+b41·nок+b42·nш+b53·n,
и) прогнозируемая на шаг hτ величина окисленности шлака FeO FeON+hτ=FeON+hτ·VFeO+b43·nок+b54·n
В приведенных выше выражениях используются следующие обозначения:
N - текущий дискретный момент времени;
VCN - скорость обезуглероживания;
FeON - расчетное текущее содержание закиси железа в шлаке;
FeONP - расчетная величина равновесной концентрации закиси железа в металле;
VовN- заданный расход кислорода на продувку;
VПГN- заданный расход природного газа;
hфi - заданное положение продувочных фурм относительно границы раздела шлак-металл (i = 1 - 3);
nPN- количество твердого окислителя, внесенного к N-ому временному шагу;
nnN- количество порошкообразного материала, поданного в печь к N-ому временному шагу;
VовNM- поток кислорода в металл;
VовNГ- поток кислорода в газовую атмосферу прямоточного агрегата;
bi - коэффициенты, определяемые по стехиометрическим соотношениям.
Указанная процедура расчета многократно повторяется до момента совпадения прогнозируемой величины содержания углерода CN + с заданной на конец периода рафинирования величиной содержания углерода в металле Ck. На этот момент времени из прогнозируемой величины температуры металла t + вычитается заданное на конец процесса рафинирования значение температуры металла tM и определяют их разность Δ tM.
При Δ tM > 0, по соотношению nок = b44 + b45 ˙ Δ t определяют количество твердого окислителя, которое необходимо ввести в прямоточный сталеплавильный агрегат. Момент внесения присадки окислителя определяется по необходимому запасу текущего значения температуры над температурой ликвидуса: Δ tзлл = tMN + b47 ˙ CN + b48;
При Δ tM < 0 последовательность поиска управляющих воздействий сводится к следующей процедуре. Определяется количество графитосодержащего материала, приводящего к устранению неравенства ΔtM< 0. При этом общий вес внесенного порошка не должен превышать заранее заданной величины. Вслед за этим определяется момент подачи природного газа τПГ на газовые горелки
τПГ = b49 + b50 ˙Δ tM
При этом расход природного газа устанавливается на максимально допустимом уровне.
Если включение природного газа на всем интервале управления не приводит к устранению неравенства Δ tM < 0, то затем отыскивается время подъема ( τф ) сначала одной фурмы τф1 = b51+ b52˙ΔtM и если это не приводит к желаемому результату, то определяется время подъема второй фурмы τф2= b51 + b52˙ Δ tM.
Указанный алгоритм реализуется в устройстве 11.
Формула изобретения: СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА В ПРЯМОТОЧНОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ, включающий измерение расходов газообразного кислорода и природного газа, содержание углерода в жидком металле и положения продувочных фурм, определение до конца процесса рафинирования временной последовательности изменения подачи кислорода, природного газа, количества присадок твердого окислителя и положения продувочных фурм на основании рассогласования прогнозируемой на момент окончания процесса рафинирования температуры металла с ее заданным значением, который определяют по совпадению прогнозируемой величины содержания углерода в жидком металле с заданным значением, и изменение подачи кислорода и природного газа, количества присадок твердого окислителя и положения продувочных фурм, отличающийся тем, что, с целью повышения точности одновременного достижения заданных значений содержания углерода и температуры металла, в конце процесса рафинирования при содержании углерода в металле в пределах от 0,3 до 2%, дополнительно измеряют количество графитосодержащего материала, вводимого в рабочее пространство сталеплавильного агрегата, корректируют в зависимости от его значения прогнозируемые значения величин температуры металла и содержания в нем углерода и в зависимости от рассогласования между прогнозируемой величиной температуры металла и ее заданным значением изменяют количество графитосодержащего материала, вводимое в рабочее пространство сталеплавильного агрегата.