Устройство автоматического управления процессом плавки марганцевых ферросплавов в электропечи

 

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЛАВКИ МАРГАНЦЕВЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ В ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее датчик окиси углерода, выход которого соединен с входом первого блока усреднения, ВЫХОД которого соединен с первым входом первого вычислительного блока, датчик двуокиси углерода, выход которого соединен через второй блок усреднения с вторым входом первого вычислительного блока, датчик расхода газа, выход которого соединен через первый блок интегрирования с третьим входом, первого вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом блока деления, датчик содержания марганца в шихте через третий блок усреднения соединен с первым входом второго вычислительного блока, датчик 1засхода рудной части шихты через второй блок интегрирования соединен с вторым входом второго вычислительного блока, выход которого через пер . элемент задержки соединен с вторым входом блока деления, выход последнего соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым блоком задания, датчик активного сопротивления ванны соединен с входом етвертого блока усреднения, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход блока сравнения соединен с вторым блоком задания, логический элемент, содержащий схему И, отличающееся тем, что, с целью снижения удельных расходов сырьевых материалов и электроэнергии и повьаче.ния производительности печи, оно (Л снабжено второй схемой И , первый вход первой схегиы И соединен через первый согласующий элемент с первым входом первого блока сравнения, выход первой схекы И через второй элемент задержки соединен с первым входом блока задания подвески восстановителя системы автоматического дозирования компанентов шихты, второй СП вход второй схемы И через второй to согласующий элемент соединен с первым выходом второго блока сравнения, 00 ND выход второй схемы И через третий элемент задержки соединен с вторым, входом блока задания навески восстановителя системы автоматического формирования компонентов иихты, второй выход первого блока сравнения соединен с первым входом второй cxeivbi И, второй выход второго блока сравнения соединен с вторым входом первой схемы И.

QOO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

H ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3450822/22-02 (22) 11.06.82 (46) 07.11.83. Вюл. Р 41 (72) С.Л.Степанянц, В.B.Ãoäûíà, Н.В.Стеблянко, А.A.Усатый и Н.Ф.Рак (71) Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт авто-. матизации черной металлургии (53) 669.012{088.8) (56) 1. Пате нт ФРГ Р 2330985, кл, Н 05 В 7/148, 1978, 2, Патент СИА 9 4213951, кл. 123-442, 1981 °

3. Авторское свидетельство СССР

Р 771913, кл. F 27 D 19/00, 1978 (54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЛАВКИ МАРГАНЦЕВЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ В ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее датчик окиси углерода, выход которого соединен с входом перaoro блока усреднения, выход которого соеди не н с и ер вым входом перво го вычи слитель но ro блока, датчи к двуокиси углерода, выход которого соединен через второй блок усреднения с вторым входом первого вычислительного блока, датчик расхода газа, вы ход которого соединен через первый блок интегрирования с третьим входом первого вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом блока деления, датчик содержания марганца в шихте через третий блок усреднения соединен с первым входом второго вычислительного блока, датчик расхода рудной части шихты через второй блок интегрирования соединен с вторым входом второго вычислительного блока, выход которого через пер.вый элемент задержки соединен с вторым входом блока деления, выход последнеro соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым блоком задания, датчик активного сопротивления ванны соединен с входом четвертого блока усреднения, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход блока сравнения соединен с вторым блоком задания, логический элемент., содержащий схему И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения удельных расходов сырьевых материалов и электроэнергии и новьыения производительности печи, оно снабжено второй схемой И, первый вход первой схемы И соединен через первый согласующий элемент с первым входом первого блока сравнения, выход первой схемг И через второй элемент задержки соединен с первым входом блока задания подвески восстановителя системы автоматического дозирования компанентов шихты, второй вход второй схемы И через второй согласующий элемент соединен с первым выходом второго блока сравнения, выход второй схема И через третий элемент задержки сое((инен с вторым входом блока задания навески восстановителя системы автоматического формирования компонентов щихты, второй выход первого блока сравнения соединен с первым входом второй схемы И, второй выход второго блока сравнения соединен с вторым входом первой схемы И °

1882820

Изобретение относится к электро— термин, а более конкретно - к управлению рудовосстановительными злектроп ечами, выпл а вляюши ми марганцевые ферросплавы и может быть использовано при выплавке в электропечах других продуктов, Известно устройство, осуществляющее регулирование положения =-:ëàêòрода или прилож нного к электроду напряжения в зависимости от приращеНия температуры внутренних говерхностей печи $1 ).

Данное устройство позволяет ограничить температуру стен и печи и тем самым может обеспечить сохранность футеровки, но не оптимизацию технологического процесса.

Известно устройство, предусматривающее изменение соотношения компон«нтов шихты, загружаемых в печь РО через полый электрод в зависимости от изменения положения электрода ч качества выплавляемого сплава (2$Недостатком этого устройства является ограниченность применения, так как работа устройства основана на зависимости качества сплава от температуры расплава. Такая зависимость при выплавке мар ганцевых сплавов не обнаружена и она характеризуется только для карбида кальция.

Кроме того, на ферросплавных печах полые электроды практически не применяются, Наиболее близким к прЕдлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического управления процессом плавки марганцевых ферросплавов в 4О электропечи, содержащее датчик Окиси углерода, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока„ датчик двуокиси углерода, выход которого соединен через второй блок усреднения с вторым входом вычислительного блока, датчик расхода газа соединен через первый блок интегрирования с третьим входом вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом блока деления,- датчик содвржания марганца в шихте через третий блок усреднения соединен с первым входом второго вычислительного блока, датчик расхода рудной части шихты через второй блок интегрирования соединен с вторым входом второго вычислительного блока, выход которого через первый элемент задержки соединен с вторым входом блока рвшения, выход которого 6О соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым блоком сравне=. ния, датчик активного сопротивления ванны соединен с входом четвертого блока усреднения, выход которого сОедин рН с первым вхОдОм втОрО ГО блока сравнения, второй вход которого соединен с вторым блоком задания, логический элемен —,- содержащий схему И (33.

О снов ные недостатки из ве стно го устройства — невысокая точность определения расстояния электрод- под и ограниченная область .его применения.

Формула Шварца фон Бергкапфа может быть применена только для печей с погруженными в шлак электродами,. имеющими высокое активное сопротивления нагрузки, и дпя ферросплавных печей непригодна. Кроме того, сспротивление расплава зBBHcHт не только от химсостава, но и от температуры расплава,- в этой системе кон— кретизируются условия выбора регули--. рующего возцействия,, стабилизация расстояния электрод-под предусматривает изменение уставки тока, что приводит к неполному использованию мощности агрегата, Цель изобретения -- снижение, де.-.:Н-ных расходов сырьевых материалов и электроэнергчи, повышение про»нзво--дительности печи.

Поставленная цел«,достигается тем что устройство автоматическс.-о упг»авлення процессом славки марган цевых ферросплавов в =-лектрс †.==-чи, содержаше»е датчи K Окиси - гпе»»ода < выход которого соедин е н с входо. ". первого блока усреднения, выход которого соединен с первым входом пер— вого вычислительного блока, датчик двуокиси углерода, выход которого соединен через второй блок усредне-. ния с вторым входом перво .-о àíчислительного блока,. датчик расхода газа, выход которого соединен = pppo первый блок интегрирования с третьим входом первого вычислительногс блока деления, датчик содержа: —;ия марга:--ца в ших -e через третий блок усреднения соединен с первым í-.одом вто-рого вычислительного блока, датчик расхода p J!!Hoé части l>3H_#_TH -::ерез В7о рой блок интегрирования соед» нен с вторым входом второго вычислительного блока, выход которсго ".врез первый элемент задержки соединен с вторым входом блока деления„- эьход последнегo соединен с первым входом первого блока сравнения,. второй вход которого соединен с первым блоком задания, датчик активного сс " противления ванны соединен с входом четвертого блока усреднения, ьыход кторого.соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход котороГО соединен с вторым блоком задания, логический элемент„. содержащиA схему И, снабжено второй схе-. мой Ч, первый вход первой схюю И

1052820 соединен чере з первый согл асующ«« элемент с первым входом перного блока сраннения, выход первой схемы И через второй элемент задержки соединен с первым входом блока задания подвески восстановителя системы автоматического дозиронания компонентов шихты; второй вход второй схемы через нторой согласующий элемент соединен с первым выходом второго блока сравнения, выход второй схемы

И, через третий элемент задержки соединен с вторым входом блока задания навески восстановителя системы автоматического формирования компонентов шихты, второй выход первого блока сравнения соединен с первым входом второй схемы И, второй выход второго блока сравнения соединен с вторым входом первой схемы И.

Сущность изобретения заключается в определении за установленный промежуток времени отклонения величины отношения массы углерода, содержащейся в отходящем из печи газе (С ), Г к массе поступи вших за соответ ствующий период в печь восстананливаемых элементон, н апример марганца (М ), а также отклонения за тот же период активного сопротивления ванны (R ) от расчетных значений (C<./М ) р ч, R< ч и выработки корректирующего воздействия на изменение навески восстановителя в ш«хте, Регулирующее воздействие осуществляется на заданную величину, а очередное — после того, как реализовано предыдущее. Это позволяет учесть транспортное запаздывание шихтового канала регулирования.

Для улучшения динамики процесса величины С /М и А> определяются как средние за установленный проме ЖУток времени, а значения (С /М) и R с, ч имеют диапазон, определяемый ! С4 ОЧ экспериментально для рабочих режимон данного процесса. При вычислении отношения С /М учитывается время запаздывания подачи шихты в ванну печи.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства применительно к выплавке ферромарганца в мощной рудовосстановительной печи.

Устройство содержит датчик 1, 2 и 3 соответственно окиси и двуокиси углерода и расхода газа, выходы которых через блоки усреднения 4,5 и интегрирования 6 подключены к вычислительному блоку 7, выход которого соединен с входом блока 8 де- . ления. Выходы датчиков содержания марганца в шихте 9 и расхода рудной части шихты 10 через блоки усреднения 11 и интегрирования 12 соединены с вычислительным блоком 13, выход которого через элемент 14 задержки

«одключе« к второму входу блока 8 делен«я. Выход последнего подключен к блоку 15 сравнения, на второй вход которого подключен задатчик 16 расчетного 3:начения отношен«я массы углерода, содержащейся в отходящих из печи газах, к массе марганца н шихте. Второй канал устройства включает датчик 17 активного сопротинле«ия ванны печи, выход которого (() через блок 18 усреднения соединен с блоком 19 сравнения, на второй вход которого подключен задатчик 20 расчетного значения активного сопротивления ванны.

f5 Противоположные по знаку выходы блоков 15 и 19 сравнения через согласующие элементы 21 и 22 соединены со схемами И 23 и 24 логического блока 27, выходы которых через элемент.- 25 и 26 задержки подключены к блоку 28 задания навески восстановителя с«стемы автоматического дозиронан«я компонентов шихты (не показан ).

Устройство работает следующим образом.

Недостаточное поступление восста" нов«теля в печь или изменения физико-химических свойств шихты, повлек",. шие за собой снижение толщины или реакционной способности коксов го слоя приводят к замедлению восстановительных реакций и, как следствие, к уменьшению массы углерода, содержащейся н отходящем из печи газе.

Одновременно увеличивается активное сопротивление ванны. При устойчивом отклонении режима от датчиков окиси углерода 1, двуокиси углерода 2 и расхода газа 3 через блоки 4 и 5

40 усреднения и интегрирования 6 в вычислительный блок 7 поступают с«гналы СО, С02 и CГ..В вычислительном блоке 7 определяется масса углерода, содержащегося в газе Сг.

Сигнал, пропорциональный С поступает н блок 8 деления, Одновременно от датчиков содержания марганца в шихте 9 и расхода рудной части шихты

10 через блоки усреднения 11 и интегрирования 12 в вычислительный блок 13 поступают сигналы Ип и G,В

\ вычи сл«тельном блоке 13 определяется масса марганца, содержащегося в ч!хте. Сигнал, пропорциональный

M через элемент 14 задержки поступает на второй вход блока 8 деления, где опр деляется отношение

С, /М . Сигн ал . пропорциональ ный

C /М гоступает в блок 15 сравнения, на торой вход которо го подается сигнал расчетного значения С„./М от з ада-.чи ка 16 .

На выходе блока 15 сравнения появляется сигнал Ь (СГ/М ) р кОТОрый поступает на первый вход схемы И

24 .. По второму каналу устройства

10 52 820

Я вЂ” Я

Составитель А. Ашикин тр- р Корректор Р, ГRско

Редактор И. Ковальчук

Заказ 8839/33 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного к6митета СССР по делам изобретений и открытий

113035,. Москва,, Ж-35, Раушская наб... д. 4/5

6 илиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сигнал от датчика 17 активного сопротивления ванны через блок 18 усреднения, поступает в блок 19 сравнения, на второй вход которого от задатчика 20 подается сигнал, пропорциональный расчетному значению активного сопротивления ванны Й с, ч.

На выходе блока 19 сравнения появ-ляется сигнал A 89в „который через соГласующий элемент 22 поступает на второй вход схемы И 24 логического блока 27. С выхода схемы N

24 через элемент 26 задержки в блок

28 задания нанески восстановителя поступает корректирующий сигнал (- ) на увеличение навески восстановителя в шихте. 1<огда увеличенная доза восстановителя поступает в реакционную зону печи, схема готова к очеред ному циклу управления.

Избыточное поступление восстановителя в печь или изменение фиэикохимических свойств шихты, повлекшие

Эа собой увеличение толщины илй ре1 акционной способности кок ссво го слоя, приводят к интенсификации во становительных реакций и, как следствие, к увеличе нию массы у глерода, содержащейся в отходя лем и з печи газе. Одновременно уменьшается активное сопротивление ванны. На выходе блоков 15 и 19 сравнения появляются сигналы +сь(С /М) и -д и

:игнал +а(С /И) через элемент 2Х согласования поступает на вход схемы И 23, на второй вход которого поступает сигнал dR . С выхода схемы И 23 через элемент 2" задержки на вход блока 28 задания навески восстановителя поступает сигнал (- на уменьшение нанески восстановителя н шихте.

Зкономический эффект от исполь3oнания предлагаемого изобретения достигается за счет экономии (1%) сырьевых материалов, снижения (0.5Ъ) удельногс расхода электроэнергии, повышения (О,ВЪ) проиэнодительности и составляет 110 тыс. руб.