Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКОЙ - Патент РФ 2048534
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКОЙ
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКОЙ

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКОЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к автоматизации поцесса выплавки стали в кислородном конвертере, конкретнее к управлению шлаковым режимом в конвертере во время продувки. Способ автоматического управления конверторной плавкой включает контроль состояния шлака во время продувки по косвенному параметру S(t), сравнение S(t) с заданными по технологии пороговыми значениями и изменение положения фурмы H, расхода кислорода J через фирму, подачу сыпучих в конвертер в зависимости от изменения S(t). 4 з.п.ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

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: 2048534
Класс(ы) патента: C21C5/30
Номер заявки: 5041429/02
Дата подачи заявки: 31.03.1992
Дата публикации: 20.11.1995
Заявитель(и): Айзатулов Р.С.; Литвиненко Е.Ф.; Пак Ю.А.; Иванов Е.А.
Автор(ы): Айзатулов Р.С.; Литвиненко Е.Ф.; Пак Ю.А.; Иванов Е.А.
Патентообладатель(и): Пак Юрий Алексеевич
Описание изобретения: Изобретение относится к автоматизации процесса выплавки стали в кислородном конвертере, конкретнее к управлению шлаковым режимом в конвертере во время продувки.
Известен способ регулирования образования шлака в конвертере, в котором толщина шлака в период продувки определяется с помощью ЭВМ. К верхней части фурмы прикрепляют два кварцевых датчика, с помощью которых измеряют ускорение фурмы вдоль двух перпендикулярных осей Х и Y в горизонтальной плоскости. ЭВМ оценивает толщину слоя шлака как функцию от среднего ускорения фурмы, равного векторной сумме ускорений вдоль осей Х и Y. В периоды интенсивного шлакообразования выбросы шлака предотвращают опусканием фурмы и понижением расхода кислорода через фурму. Управление шлакообразованием начинают через 8 мин после начала продувки и заканчивают после подачи в конвертер 95% общего количества кислорода.
Недостатком известного способа является отсутствие ранжирования изменения косвенного параметра (ускорения фурмы) во времени, что не позволяет заранее оценивать ситуации, приводящие к выбросам. К недостаткам известного способа также можно отнести ограниченный набор управляющих воздействий, направленный на предотвращение выбросов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления конвертерной плавкой, согласно которому во время продувки измеряют амплитуду акустического сигнала с помощью датчика, установленного в водоохлаждаемом тракте фурмы, на звуковой А2 и инфразвуковых А1 частотах. Далее значение отношения А12 сравнивают с пороговыми значениями и в зависимости от изменения А12 изменяют положение фурмы в конвертере и подачу в него массы загустителя или разжижителя шлака. Кроме того, в известном способе в зависимости от соотношения содержаний СО и СО2 в отходящих газах изменяют расход кислорода, подаваемого через фурму в конвертер. Данный способ принят за прототип.
Недостатком известного способа является "грубое" ранжирование косвенного параметра (А12), характеризующего состояние шлака в конвертере, что не позволяет достаточно точно оценивать состояние шлака, в результате чего снижается эффективность управления шлакообразованием при отработке рассчитанных управляющих воздействий.
Целью изобретения является повышение производительности конвертера за счет увеличения выхода годного путем снижения потерь металла с выносами и выбросами в результате стабилизации режима шлакообразования.
Это достигается за счет того, что в способе автоматического управления конвертерной плавкой, включающем контроль состояния шлака во время продувки по косвенному параметру (S(t)), сравнение S(t) с заданными по технологии пороговыми значениями и изменение положения фурмы (Н), расхода кислорода (I) через фурму, подачу сыпучих в конвертер в зависимости от изменения S(t), дополнительно определяют диапазон изменения S(t) во время продувки, разбивают его на ряд областей (Si), соответствующих:
So нормальному состоянию шлака;
S1 склонности шлака к сворачиванию;
S2 предполагаемому сворачиванию шлака;
S3 сворачиванию шлака;
S-1 склонности шлака к выбросам;
S-2 предполагаемым выбросам шлака;
S-3 выбросам шлака; во время продувки определяют область нахождения параметра S(t) и время (Δ t) пребывания его в этой области, при этом, если:
S(t) ∈ So плавку ведут при заданных по технологии положения фурмы (Нзад) и расходе (Iзад) кислорода через фурму;
S(t) ∈ S-1 изменяют управляющие воздействия на Δ Н-1 0,20 0,50 Δ Н* и Δ I-10;
S(t) ∈ S-2 изменяют управляющие воздействия на Δ Н-2 0,60 0,80 Δ Н* и Δ I-20;
S(t) ∈ S-3 изменяют управляющие воздействия на Δ Н-3 Δ Н* и Δ I-3 Δ I*;
S(t) ∈ S1 изменяют Δ Н1 0,20 0,50 Δ Н**, Δ I1 0;
S(t) ∈ S2 изменяют Δ Н2 0,60 0,80 Δ Н** и Δ I2 0;
S(t) ∈ S3 изменяют Δ Н3 Δ Н** и Δ I3 Δ I**, где i -3, -2, 2, 3 номер области;
Δ Нi и Δ Ii изменения положения фурмы в конвертере и расхода кислорода через нее относительно Δ Нзад и Δ Iзад;
Δ Н* и Δ I* максимально возможное изменение Н и I при i < 0, причем Н изменяют в сторону уменьшения, а I изменяют как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения в зависимости от технологии;
Δ Н** и Δ I** максимально возможные изменения Н и I при i > 0, причем Н изменяют в сторону увеличения, а I изменяют как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения в зависимости от технологии.
Причем, если при изменении положения фурмы и расхода кислорода через фурму при S(t) ∈ S-3 или S(t) ∈ S3 через время, равное Δ tзад, которое составляет 0,5 1,5% от средней продолжительности продувки, отсутствует перемещение S(t) в область с меньшим по абсолютной величине значением i, вводят сыпучие материалы в конвертер, и, если при этом в течение промежутка времени, равного Δ tзад, S(t) не перемещается в область с меньшим по абсолютной величине значением i, то прекращают автоматическое управление продувкой.
Поставленная цель по п. 2 формулы достигается также за счет того, что, если после изменения управляющих воздействий через время, равное Δ tзад, S(t) не перемещается в область с меньшим по абсолютной величине значением i, вводят управляющие воздействия, соответствующие нахождению S(t) в области с большим по абсолютной величине значением i, вплоть до области S3 или S-3.
Поставленная цель по п. 3 формулы достигается также за счет того, что управляющие воздействия осуществляют, начиная со времени, соответствующего подаче 20 25% суммарного расхода (Σ О2) кислорода на продувку и заканчивают после подачи 85 95% Σ О2.
Поставленная цель по п. 4 формулы достигается также за счет того, что при сворачивании шлака в качестве сыпучего материала используют разжижитель шлака, а при выбросах загуститель шлака.
Поставленная цель по п. 5 формулы достигается также за счет того, что, если в условиях комбинированной продувки при подаче кислорода сверху через фурму и нейтрального газа снизу через донные фурмы управляющие воздействия в виде изменения положения фурмы и расхода кислорода через фурму, соответствующие S(t) ∈ S-3 или S(t) ∈ S3, через время, равное Δ tзад, не приводят к перемещению S(t) в область с меньшим по абсолютной величине значением i, изменяют расход нейтрального газа через донные фурмы в соответствии с технологией и, если при этом через время, равное Δ tзад, S(t) не перемещается в область с меньшим по абсолютной величине значением i, вводят сыпучие материалы в конвертер.
На чертеже приведено изменение амплитуды сигнала косвенного параметра S(t) во время продувки, а также управляющие воздействия в виде изменения положения фурмы; на фиг. 1 приняты следующие обозначения: НПП начальный период продувки; ОПП основной период продувки; ЗПП заключительный период продувки.
Способ, согласно изобретения, используется в основной период продувки, поскольку в период НПП производится наведение шлака в конвертере, а в период ЗПП косвенный параметр S(t), например, скорость окисления углерода, может быть непредставительным, т.е. не отражать с достаточной достоверностью состояние шлака в конвертере.
С момента to начала основного периода продувки (ОПП) до момента t < t1, S(t) ∈ So, т.е. шлак находился в нормальном состоянии. Этому соответствовало заданное по технологии положение фурмы Нзад и расход Iзад кислорода через фурму. В момент t t1 сигнал косвенного параметра S(t) перемещается в область S1, т. е. S(t) ∈ S1. Нахождение параметра S(t) в области S1 соответствует склонности шлака к сворачиванию. Согласно изобретению изменили положение фурмы на величину, равную Δ Н1 0,20 0,50 Δ Н**, т.е. установили (подняли) фурму в положение Н Нзад + 0,20 0,50 Δ Н**. Через время Δ t (t2 t1) < Δ tзадпараметр S(t) переместился из области S1 в область So, что соответствует нормальному состоянию шлака. Соответственно фурму установили в исходное положение Н Нзад. В момент t t3 сигнал параметра S(t) перемещается в область S-1, что соответствует склонности шлака к выбросам. Согласно изобретению, фурму установили (опустили) в положение Н Нзад 0,20 0,50 Δ Н*.
Поскольку после изменения управляющего воздействия через время Δ t (t4 t3) > Δ tзад параметр S(t) не переместился в область So, фурму установили (опустили) в положение Н Нзад 0,60 0,80 Δ Н*, т.е. "усилили" управляющее воздействие. Через время Δ t (t5 t4) < Δ tзад, параметр S(t) переместился в область So, после чего фурму установили в исходное положение Н Нзад.
В качестве косвенного параметра S(t) может использоваться любой параметр, характеризующий состояние шлака в конвертере, например амплитуда акустических колебаний в газоотводящем тракте, амплитуда вибросмещений корпуса конвертера или кислородной фурмы, скорость обезуглероживания, уровень шлакометаллического расплава в конвертере на основе радиоизотопных, лазерных, СВЧ-методов и т.д. либо некоторая совокупная оценка, учитывающая информативность (достоверность) каждого из измеряемых косвенных параметров.
Формула изобретения: СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКОЙ, включающий контроль состояния шлака во время продувки по косвенному параметру S (t), сравнение параметра S (t) с заданными по технологии пороговыми значениями и изменение положения фурмы H, расхода I кислорода через фурму, подачу сыпучих в конвертер в зависимости от изменения параметра S (t), отличающийся тем, что дополнительно определяют диапазон изменения параметра S (t) во время продувки, разбивают его на ряд областей Si, соответствующих S0 нормальному состоянию шлака, S1 склонности шлака к сворачиванию, S2 - предполагаемому сворачиванию шлака, S3 сворачиванию шлака, S-1 склонности шлака к выбросам, S-2 предполагаемым выбросам шлака, S-3 выбросам шлака, во время продувки определяют область нахождения параметра S (t) и продолжительность Δt пребывания его в этой области, при этом, если:
S(t) ∈ So плавку ведут при заданных по технологии положения фурмы Hзад и расхода Iзад кислорода через фурму;
S(t) ∈ S-1 изменяют управляющие воздействия на ΔH-1= (0,2-0,5)ΔH* и ΔI-1= 0,
S(t) ∈ S-2 изменяют управляющие воздействия на ΔH-2= (0,6-0,8)ΔH* и ΔI-2= 0,
S(t) ∈ S-3 изменяют управляющие воздействия на ΔH-3= ΔΗ* и ΔI-3= ΔI*,
S(t) ∈ S1 изменяют управляющие воздействия на ΔH+1= (0,2-0,5)ΔH** и ΔI1= 0,
S(t) ∈ S2 изменяют управляющие воздействия на ΔH2= (0,6-0,8)ΔH** и ΔI2= 0,
S(t) ∈ S3 -изменяют управляющие воздействия на ΔH3= ΔH** и ΔI3= ΔI**,
где i -3, -2, 2, 3 номер области;
ΔHi и ΔIi изменение положения фурмы в конвертере и расхода кислорода через нее относительно Hзад и Iзад;
ΔH* и ΔI* максимально возможные изменения H и I при выбросах шлака (i < 0), причем H изменяют в сторону уменьшения, а I как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения в зависимости от технологии;
ΔH** и ΔI** максимально возможные изменения H и I при сворачивании шлака (i < 0), причем H изменяют в сторону увеличения, а I как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения в зависимости от технологии,
причем, если при изменении положения фурмы и расхода кислорода через фурму при S(t) ∈ S-3 или S(t) ∈ S3 через промежуток времени Δtзад, составляющий 0,5 1,5% от средней продолжительности продувки, отсутствует перемещение S (t) в область с меньшим по абсолютной величине значением i, вводят сыпучие материалы в конвертер и, если при этом S (t) в течение промежутка времени Δtзад не перемещается в область с меньшим по абсолютной величине значением i, то прекращают автоматическое управление продувкой.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, если после изменения управляющих воздействий через промежуток времени Δtзад S (t) не перемещается в область с меньшим по абсолютной величине значением i, вводят управляющие воздействия, соответствующие нахождению S (t) в области с большим по абсолютной величине значением i, вплоть до области S-3 или S3.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что управляющие воздействия осуществляют, начиная с времени, соответствующего подаче 20 25% от суммарного расхода (ΣO2) кислорода на продувку и заканчивают после подачи 85-95% ΣO2
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при сворачивании шлака в качестве сыпучего материала используют разжижитель шлака, а при выбросах - загуститель шлака.
5. Способ по п 1, отличающийся тем, что, если в условиях комбинированной продувки при подаче кислорода сверху и нейтрального газа снизу через донные фурмы управляющие воздействия в виде изменения положения фурмы и расхода кислорода через фурму, соответствующих S(t) ∈ S-3 или S(t) ∈ S3, через промежуток времени Δtзад не приводят к перемещению S (t) в область с меньшим по абсолютной величине значением i, изменяют расход нейтрального газа через донные фурмы в соответствии с технологией и, если при этом через промежуток времени ΔtзадS(t) не перемещается в область с меньшим по абсолютной величине значением i, вводят сыпучие материалы в конвертер.