Способ управления основностью шлака доменной плавки

 

1. СПОСОБ yiffAUIEHifJI ОСНО 1ЮС1 Ю ШЛАКА ДСМЕЖСЖ ПЛАНШ. иою чатшё изменеиие доз KotmatttsaQ ил основе решетя уравнеиий баланса осжжжний в шихте, определения постоятюй вреькни и коэф ююнта передачи ш) каналу вес дозы компонента - основность шлака, хнмнческсн-о ) состава компонентов, отличающийся тем, что, с целью повышешш качества уярмленни. позу комюнента по ммое ишхш, загружешюй в течение преды пущего шпермяа врюмени, равного постоянно 0,5-2,5 ч согла Я о формуле Дйв-л.О(кдД)/Ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

O% <11) ЗШ С211724. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н АВТСРСНОЮ/ Q OV управления, оиредешпет дозу компонента

: ио ъааесе щяхты, загруженной в mesne преды. дущего интервала времени, равного постоянной времени 0,5 — 2,5 ч согласно формуле @в- @ */ )l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫП4Й (21) 3240782!.22-02 (22) 15.01.81 (46) 1501.84. Бяш. Р 2 (72) О. А. Белова, М. Я. Волънерт, М. М. Фрея. кель и А. А. 61ндловский (71) Всесоюзный научно-нсследоватеиыжяй институт автоматизации черной металлургии (53) бб9.162.2б2.2 (088.8) (5б) 1. Рамы А. Н. Бюллетень Черметинформации, 1964, М 11, с. 12 — 20.

2. Гиммельфарб А. A., Бфименко Г. Г.

Автоматическое управление доменным процессом. М., 1959, с. 123 — 124. (54)(57) 1. СНОСОБ ЯФРА5ДЕНКЯ ОСЯОВНОСъ 16 й1ПАКА ДОМОВОЙ ПЛАВЙЪ1, вклв. чавнций изменение доз компонентов иа основе решения уравнений баланса оснований в шиите, определения постоянной времени и коэффициента передачи по каналу "вес дозы компонента — основность шлака", химического

; состава компонентов, о т л и ч а в щ и йс я тем, что, с целые повъшкния качества где b 6 — величина изменения дозы, компонента по балансу оснований;

К вЂ” коэффициент передачи по каналу

"вес дозы компонента — основиость шлака";

Я вЂ” коэффициент производительности доменном печи;

G — масса шихты, загруженной в яечь за прошедший интервал времени; Я

Т вЂ” постоянная времени.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а в щ н йс и тем, что, с целью сохранения заданной рудной нагрузки на кокс, прн увеличении дозы компонента с кислой пустой породой до- р зу компонента с основной пустой породой уменьшают на ту же величину.

l067049

Изобретение относится к черной металлургии н может быть использовано прн получении чугуна в доменной печи.

Известен способ регулирования соотношения компонентов доменной шихты, заключаю- 5 щийся в том, что определяют химический состав компонентов шихты, составляют баланс оснований в каждом ком«она«та«в msxте в целом н so общему балансу рассштыва- ют н вводят в шнхту необходимое количество добавок: с кислой или основной пустой породой, для достижения заданной осиовностн доменного шлака (Ц.

Недостаток известного способа заключается в,больпщх колебапаях осиовиости цадека,, 15 выпускаемого нз печи, которые, в евфю очередь, вызывают колебания содержания серы в чугуне, что затфу ииет передел чугуна и требует дополнительных siaepsa«a«an затрат в сталеплавильном производстве.. 20

Большие колебания химического состава шпака обусловлены непояиым соответствием химического состава шихты, принимаемого в расчет, действительному химическому составу шнхты, загружаемой в печь. Такое несоответ- 25 ствие свяэайо с тем, что химический состав компонентов шихты определяется для отдель. ных их партий до поступления в бункера печи, в дальнейшем же движение партий материалов C нх химсостэвом so тракту шихтопо 3Q дачи и загрузки до загрузки в пачь ие прослеяавается, поэтому невозможно точно определить, химсостав какой «артин сырья может,,быть "приписан" массе компонента,, загружаемой в печь в данный момент времени. В результате в расчет прин«мана усредненный по партиям химсостав каждого компонента нли химсостав последнего поступивиюго cooemeння. Прн загрузке в нечь имеет место несоответствие расчетного и фактического физического состава шихты (соотношения комионензов), обусловленное погрешностями работы механизмов доз«рова«ни, которое в извест ном способе никак не учитывается., Кроме того в известном способе не учитываются

45 динамические свойства канала управления

"вес дозы «омпоиеита - основ«ость шлака", в результате чего добавки вводится в шихту несвоевременно и часто оказывают на шлак дейсгвие, неадекваивв! првдполагаемо50 му.

На«болев близким к изобретвшев по технической сущности является способ у«равнения основ«остью шлака 3ммеииой плавки э включающий изменение доз компонентов на оспом решещкк уравнения бананса оснований в шихте, учета постоянной времени н коэф.фициента передачи объекта по каналу "вес

66,- ь О с г/ )/ (/.) где а Ф вЂ” величина изменения дозы компонента по балансу оснований;

К вЂ” коэффициент передачи по каналу

"вес дозы компонента — основность шлака; и — коэффициент производительности доменной нвчн;

0 — масса шихты, загруженной в печь эа прошедший интервал времени;

Т вЂ” постоянная времени. . Прн увеличении дозы компонента с кислой пустой породой дозу компонента с основной пустой породой уменьшают на ту же велич«ну.

Осуществление способа управления составом доменного шмка npoèçâoäÿò следующим образом.

Для реализации предлагаемого авсоба необходимо в темпе е процессом измерять с помощью идентификатора, реализованного иа УВМ, динамические параметры кацапа "мс доз@ ком- понента .— Осиовиость шпака"; постоянную времени Т н коэффициент передачи К. На основе.учета н сравнения массы сырья, поступающего и бункера домааюй печи и отгружаеьюго из них, устанавливают, какие партии сырья и в каком количестве загружены в печь за последний прощедпиай цикл подач (израсходованное сырье 5" ). На основе программы работы бункеров на следующий цикл подач, задачах доз компонентов сырья по бункерам, а также учета сырья в бункерах опре ° деляюг расход сырья на прогнозируемый цикл подач (прогнозируемое сырье Й" ). По известному химическому составу компонентов дозы компонента — основность шлака", химического состава компонентов (2).

Однако в данном способе не устраняется несоответствие расчетного и истинного химического состава шнхты и также не учитываются динамические свойства доменной печи, а следовательно, не устраняются н большие. колебания состава шлака.

Целью изобретения является .повышение качества управления.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления основностью шлака доменной плавки„включающему изменение

f доз компонвцтов на основе решения уравнений баланса оснований в шнхте,, определения постоянной времени и коэффициента передачи по каналу "вес дозы компонента — основность шлака", химического состава компонентов, определяют дозу компонента по массе шихты, загруженной в течение предыдущего иитервала времени, равного постоянной. време ни 0,5-2,5 ч согласно формуле

3067049

А . К

2 К ©1уа, R-% ч оцределяют величину баланса оснований в каждом компоненте относительно заданной основностн шлака:

RO Ь О (,+ МЯО- 3зт!А (®0 +А320Ь) + Ъ|Ь ) 5

t Qe %0i. — 6Uleac o3t3tcJtoa в I-ToM KGM310. иенте, абс. %;

3щ — заданная основность доменюго шлака, а -(сэ.м о)/Жо,.л,о,1, 0,Ф вЂ” содержа3И3е окмсиаа i I-том компоненте, %; 3..— выход чутума из данного компо- ЗО пента, доли ei,;

К вЂ” константа, K 6Qf28;

LCQза — заданное содеРжаш3е кРевмшп в чугуне, %, О сыры3 вевии3на баланса окислов составят соотла @веню:

Ф

kO" =+М","a",фа 1 где Ю вЂ” баланс Оснований В !.том ttoMюиенте израсходованной массы 35 шихты; ф — масса Мого компонента мзрас3юдованной шихты;

Ю 1 Og — lo же, для прогюэируемой мас» сы 3штхты. 40 . Таким образом, определены нзрасходоваииал и прогиомаруемал шихта с мх массами и Ю, соответствешю Ь", щ)е и p, щ)" .

Длл компемсацни возмовц3ых ОИН360к В Со. става загруженного сыры3 аиализиру3ет вели- 45 чины ч13" н ЙО" . Bcna они ае компеясирувт друг друга, то производится расчет коррекции и изме33еяие доз соответствуюпп3Х компонентов прогнозируемой шихты цо R0

Яб " ч(а а". О"4/(а".Е") .

Величина Ю®", по которой про33эищптся дальнейший расчет изме33епия доз, компонентов шихты, для учета дШ3ам33км процесса 55 умножается на коэффициент Л 4 1, учитывающий динамические свойства канале "sec дозы компонента — основноств ш3ака", описываемого инерционным звеном первого порядка с чистым запаздыванием, а также учитывающий массу израсходованной шихты; где Т, К вЂ” постояннал времени и коэффицн. ент передачи ю каналу "основиоств шнхты — основноста tmt-.. ка" и

Ь вЂ” Mecce chtpM, т;

Я вЂ” функция нролзводптельности доменной иечя, ч/т чугуна, 869 — Р ДВОДЧ ВЗ В п333хте) Щ

6р1, — ct3ttepetMoe железа в чугуне, g;i

ДОМЕШЮй ПЕ

oti tIù

3 -. з,и. и 33р33ведеш3ых ниже расчетных ах величииы 6 и ЯО име3ет значений и.

N) ; Л.

Верные коррект33руемый компонент — ф3пвс.

Коррекцня дозы флюса опреде3шетсл по формуле ь,|,--ко а/(во n+), 5 юф иа щмсл подач В33еред. Если величина коррекции выходит за пределы, уста3юв33еш3ые из тех. юлогических нлп иных (емкоств весового устройства, 33алм п3е MetopH333) соображея33й, Ома прииимаетсн HEI ной пределыю возмовв3ому значению, и после расчета ювых значе3И3й 6 и ЯЭ по формулам

6 O+aO п

ЯО -ФО+Ь В .,р aO /а щих компоиеятов, например агломерата (C ос3ювнымн свойствамя aycwtl породы) и ру. ды (c кислотными свойствами пустой пероды) е

Коррек3пп3 доз агломерата и руды еиределлвтсл ю формулам

-,. ь6, Ro а/t(an„-aa,1 N 11 и t -a0 а /t. в-Рор) ь 1, где ®a,,®1 — средиевзвешеииме юказатели осповюсти агломерата и руды, входнпп3Х в состав прог3к знруемой 3пихты

1067049

5 ярве + < <

1 где ЬЧ-. Вес дозы i того ком онента отгружаемой из весодоэирующего устройства (весовой воронки), т.; — заданный вес дозы i-того комА понента, т;

E>L — коррекция веса дозы i-того компонента, рассчитанная предполагаемым способом, т.

Пример. (для условий доменной печи N 9 Криворожского метзавода).

Исходные данные на момент начала выполнения коррекции доз компонентов приведены в таблице.

Расчет коррекции доэ.

1. Определение показателей основности компонентов

13,8 + 1,4 — 1,2 (8,5 + 1,2) + 1,2 0,55 0,7 60/28 = 4,55%;

14,0 + 1,5 — 1,2(9,0 + 1,1) + 1,2 0,55 0,7 60/28 = 4,37%;

14,5 + 1,3. — 1,2(8,7 + 1,3) + 1,2 0,55 0,7 60/28 = 4,79%;

5,4 " 0,6 — 1,2 (9,3 + 0,2) + 1,2 0,63 0,7 60/28 = — 4,27%;

5,2 + 0,7 — 1,2 (9 0 + 0,2) + 1,2 0,63 0,7 60/28 = — 4,00%;

0,6 + 0,2 — 1,2 (40,0 + 0,4) + 1,2 0,42 0,7 60/28 = — 47,00%;

52,0 + 0,7 — 1,2(2,0 + 0,8) + 1,2 0,005 0,7 50/28 = 49,35%;

0,5 + 0,2 — 1,2 (3,0 + 2,0) + 1,2 0,03 0,7 60/28 = — 5,25%;

0,4 + 0,2 — 1,2 (3,4 + 2,5) + 1,2 0,03 0,7 60/28 = — 6 43%.

2. Баланс израсходованной шихты

Бутпер 1: выбрано, т: АГЛ 1 100;. АГЛ 2 530 остаток AFJ3 2 370; AFA 3 800.

Бункер 2; выбрано, т: ОК 1 80; ОК 2 110; остаток ОК 2 690, Бункер 3: выбрано, т; РУДА 1 10; остаток

РУДА 1 190.

Бункер 4: выбрано, т: ФХИОС 1 2; остаток 98.

Бункер 5: выбрано, т: КОКС 1 210, остаток .55

КОКС l 30; КОКС 2 200.

q С = 100+ 550 4 80+ 11/+ 10+ 2+ 210 = 1052 т.

Г о,. йр — прогноэируемое число порций (доз} агломерата и руды на цикл подач вперед.

Если одна из величин коррекции выходит за установленные пределы, она принимается равной предельно возможнойу значению, тогда величина коррекции дозы второго компонента пары рассчитывается из суммы доз всех железосодержащих компонентов, которая установлена постоянной для сохранения рудной нагрузки, или из условия равенства нулю сум. мы величин коррекций всех железосодержащих компонентов. зор 0

Ж

После расчета нового значения R0 (величина G не изменяется):. ЯО Ю+Ь &сгО QQо,/5 +Ьбр Пр.QQ(/6 переходят к коррекции доз следующеи пары железосодержащих компонентов, причем компонент иэ предыдущей пары, коррекция дозы которого не достигла предельной величины, может участвовать в следующей паре.

Коррекция доз компонентов рассчитываетcs таким образом до тех пор, пока очередные коррекции не превь1сят установленных пределов или будут исчернаиы все коьвтоненты.

Полученные значения коррекции доз флюса, руды, агломерата, окатьппей, тд. вносятся в задающие устройства весодозирующих механизмов этих компонентов как прибавка к заданной дозе:

Допустимые пределы коррекции доэ: агломерата 1 Ь а= 1,0 т. окатышей дйа = 1,0 т, руды 64 :+ 1,0 т, флюса дЯ. -+ 0,2 т.

Заданные параметры доменйбго процесса: основность шлака Ющь.. 1,2; содержание кремния в чугуне Р®3, 0,7%; среднее содержание железа в шихте Fe 53%; среднее содержание железа в чутуне F8 95,5%; производительность доменной печи П = 1Q000 т чуг/сут, выход чугуна из агломерата 1, = 0,55, окатышей = 0,63, руды (р * 0,42, флюса } =- 0005, кокса «Я» = 0,03; динамические параметры К = 0,7, T = 2 ч. !

RO = (100 4,55 + 530 4,37 + 80 (— 4,27) + 110 "

1(— 4,00) + 10 (-47,00) + 210 (— 5,25) + 2 49,55/

° /1052 О 49%.

3, Баланс прогнозируемой шихты

Бункер ll, всего будет выбрано 30,0 Х20 =

600,0 т агломерата, АГЛ 2 370 т, А ГЛ 3 230 т, остаток АГЛ 3 570 т.

Бункер 2: всего будет выбрано 100х20 =

= 200,0 т окатышей, 0К 2 200 т, остаток

490 т.

1067049

1 АГЛ 1 100

АГЛ 2 . 900

АГЛ. 3 800

13,8 8,5

13,8

1,5 9,0 1,1

14,0

30,0

630,0 20

ОК 1

0,6 9,3

0,7 9,0

0,2 40,0

5,4

80.

0,2

100

190,0 20

0,2

10,0 10

2,0 10

10,0 20

0,6

3 РУДА 1 200

4 ФЛЮС 1 . 100

5 КОКС 1 300

КОКС 2 200

0,4

52,0 0,7 2,0

0,8

0,2

0,2 3,0 0,2

0,2 34 0,3

0,5

10,0

0,4

ВНИИПИ Заказ 11155/29 Тираж 544 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул.Проектная,4

Бункер 3: всего будет выбрано 1,0 10 =

10,0 т руды, РУДА 1 — 10 т, остаток

180 т.

Бункер 4: всего будет выбрано 0,2х10

2,0 т флюса ФЛЮС 1 2 т, остаток 96 т. 5

Бункер 5: всего. будет выбрано 10,0х20

200,0 т кокса, КОКС 1 90 т, КОКС 2

110 т, остаток КОКС 3 90 т.

G - 370+ 230+ 200+ 10+ г + 90+ И0=10

+ 0,12 т. йС (370 4,37 + 230 4,79 + 200 (-4,00) + 10" с(.47,00) + 90 (.5,25) + 110 (.6,43) + 2»49,35)/

/1012 0,36%.

4. Баланс НОобщ. t5 бобщ 10152 + 1912 .2064 т;

ЯОобщ (1052 0,49 + 1012 0,36) /2064 * 0,43%.

5. Определение динамического коэффициента А

А (0,7 14/2) / (2-2 3,14/(1052 00027)) + 1 20

0,24

6. Определение корректируемой величины ВО

НО 0,43 0,24 0,10%

7. Определение коррекции дозы флюса

b@q .- 0,10 2064/(49,35 10) = -0,42 т

Коррекция дозы превышает допустимый для юса предел -0,2 т, принимается 64@ -0,2 т.

8. Определение новых значений 80 и 6

6 2064 — 0,2 10 2062 т;

RO = 0,10 — 0,2 10 49,35/2062 0,005%

9. Определение коррекции доз руды и агломерата

RO = (370 4,37+ 130 4,79) 600 453%а

> +a = 005 2062/ ((-47,00-4,53) 201 -0,10 т; ь@р 0,05 2062/1(4 53 + 47,00) 101 0,20 т.

Коррекции доз не превышают допустимых пределов 1 1,0 т.

10. Скорректированные значения доз ком. понентов на следующий цикл подач, т;

Агломерат 20,0-0,10 - * 29,90

Окатыши 10,00

Руда 1,0+ 0,20 1 20

Флюс 0,2-0,20 = 0

Кокс 10,00 . Ислальзование изобретения позволяет стабилизировать основность шихты, что обеспе» чнвает снижение удельного расхода кокса на

1,4 кг/т чугуна, а также стабялизировать основность шлака и содержание серы в «угуне, повысить, выход кондиционного по сере чугуна, освободить Обслузишавиннй персонал lteчи от вывшнения сложных расчетов, связанных с корректировкой шихты и сосредоточить его внимание непосредственно на. веденин доменного процесса.