Способ контроля расхода отходящих газов

 

Изобретение относится к области автоматизации кислородно-конвертерного производства стали и предназначено для контроля расхода отходящих газов. Цель - повьппение точности контроля . Сущность изобретения заключается в том, что корректируют показания сужающего устройства по разнице между контролируемым и технологически обусловленными значениями скорости поступления кислорода в шлак в момент ее минимального значения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 11 4 С 21 С 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4295450/31-02 (22) 11.08.87 (46) 07.03.89. Бюл. У 9 (71) Новолипецкий металлургический комбинат и Мбсковский институт стали и сплавов (72) Б. В. Нам, Б.Н. Окороков, Л.Б.P онков, В. В.Рябов, Д. С. Нипадис-r тов, Г.Н.Ролдугин, Н.М. Караваев, Н.Н.Сафоновский и Е.А.Смирнов (53) 669.184 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 876728, кл. С 21 С 5/30, 1980.

Изобретение относится к автоматизации металлургических процессов и может быть использовано в кислородноконвертерном производстве стали.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

На фиг.1 показана структура технических средств, реализующих способ; на фиг.2 — диаграмма изменения скорости поступления кислорода в шлак; на фиг. 3 — данные сравнения количества кислорода, накопленного в шлаке.

На фиг.1 представлены устройство

1 измерения перепада давления, устройство 2 измерения давления, устройство 3 измерения температуры отходящих газов на трубе Вентури, устройство 4 измерения химического состава конвертерных газов, устройство 5 измерения расхода кислорода, подаваемого через фурму, а также устройства

„„SU„„1463768 А 1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ОТХОДЯ1!1ИХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к области автоматиз ации кислородно-конвертерного производства стали и предназначено для контроля расхода отходящих газов. Цель — повышение точности контроля. Сущность изобретения заключается в том, что корректируют показания сужающего устройства по разнице между контролируемым и технологически обусловленными значениями скорости поступления кислорода в шлак в момент ее минимального значения. 3 ил.

6-8 для определения по ходу продувки, расхода отходящих газов на трубе Вентури, его скорректированных значений, скорости поступления кислорода в шлак, устройство 9 для определения момента минимального поступления кислорода в шлак, устройство CFi

)» I

10 для определения значений концент- 44 раций азота, кислорода, водорода,, оксида и диоксида углерода в момент: © минимального поступления кислорода в Я шлак, устройство 11 определения расхода отходящих газов в этот же период, устройство 12 для определения расхода кислорода в этот же период.

В данную структуру входят также устройства 13-19 для измерения перед началом продувки параметров шихтовых материалов - массы загруженного лома, массы залитого чугуна, количества совков лома, температуры чугуна, химического состава чугуна, устройства,V =V, -К.V„(CO)+ — Со „+ О, bib где Vo

2 скорость поступления кислорода в шлак, м /мин; — расход кислорода на проз/, — текущий расход отходящих газов по трубе Вентури, M /мин, з чо, ог концентр ация в отходящих. газах оксида и диоксида углерода, кислород а, водорода и азота,, соответстз

1463 ля определения значения технологиески обусловленной скорости поступения, кислорода в шлак в период ее инимальных значений, необходимого а данной плавке значения корректирующего коэффициента для измерения расхода отходящих газов на трубе

Вентури, устройства 20 дня определения этого коэффициента на следующую

Пл авку.

Сущность способа заключается в м, что по ходу процувки определяскорость поступления кислорода в ак по мгновенному балансу кислороа, поступающего в ванну через фурму и покидающего конвертер с отходящими газами, например, по формуле

При этом значение коэффициента: коррекции для данной плавки произво-. дят по данным предыдущей плавки по формуле, учитывающей случайный ха- . рактер изменения погрешности определения расхода отходящих газов по, данным измерений, например в виде уравнения фильтра экспоненциального сглаживания -;

7б8 <<л где чо о

15 .- Ц (Блч, (Мп) „, N, ч<

Ао

25 обусловленное характеристиками шихтовых материалов значение скорости ппступления кислорода в шлак в момент ее минимальных значений, м /мин; масса загруженного лома, кг; масса залитого чугуна, кг ф количество совков лома, штэ

О температура чугуна, С; концентрация кремния, мар г анц а, фосфор а в чу- гуне, доли, расход кислорода на продувку в гериод минималь" ного поступления кислорода в шлак, м /мин, 5 эмпирические коэффициенты. где К„, 40

К„

50! к„, венно, доли;.

К вЂ” корректировочный коэффицй« ент измерений расхода отходящих газов на данной плавке, где II — норядковый номер планки от начала отсчета контролируемых реализаций, причем К,=l.

Определение корректировочного коэффициента производят по результатам сравнения значения скорости поступления кислорода в шлак в момент его минимального поступления, определенной по данным измерений, и значения этой величины, обусловленной характеристиками шихтовых материалов, которое определяется по заранее найденной зависимости, например;„вида

° а„ (я<), +(м,), +(Р)Д), (2I к„= к„,, + (1 -,).к„,, — корректировочный коэффициент, использов анный на предыдущей плавке;

- корректировочный коэффициент для данной плавки; — весовой коэффициент сгла„живающего фильтра, который определяется по данным предварительно проведенных исследований процесса изменения погрешности измерения расхода отходящих газов по ходу эксплуатации газоотводящего тракта; — корректировочный коэффициент, необходимый для .предыдущей плавки, определенный на основе сравнения скорости поступления кислорода в шлак в момент его минимального поступления

5 1463768 и ее значения, обусловлен-. но r о х ар акте рист и к ами щих

4lll O Çbln 0а 1 „д

К =К + и-1 О ог щ, + - (со) +(а,1 — - (н,1, 78ф 1 (Q) 10

ы где Vî

1 материалов значения скорости поступления кислорода в шлак в момент ее минимальнь .х зн;:.чений по йорь.", ле (2) затем . помощью устройства 19 опреде"

15 ляют значение необходимого для данной плавки значения корректирующего коэффициента для измерения расхода отходящих газов по данной плавке по формуле (4) и в устройстве 20 производят определение этого коэффициента для использования на следующей плавке iIo формуле (3) .

Зависимость величины скорости поступления, от параметров шихтовых мате25 риалов объясняется влиянием процессов плавления лома и намороженйого чугуна, роль которых в развитии плавки возрастает с увеличением садки конвертера. Намороженньп при заливке на лом чугун плавится по ходу продувки и поступающие при этом в ванну примеси чугуна смещают распределение кислорода продувки между ванной и газовой фазой в сторону накопления

35 его в шлаке тем сильнее, чем больше намороженного чугуна образовалось в начале плавки, а также, чем больше в нем примесей, основными из которых являются кремний, фосфор и марганец.

Математическое выражение (2) отражает зависимость скорости поступления кислорода в шлак в момент ее минимального значения от параметров

45 шихтовых материалов. На Лиг.2 показана кривая 21 процесса изменения скорости поступления кислорода в шлак, который имеет характер неста— ционарного случайного процесса, и

50 кривая 22, отражающая низкочастотный тренд скорости поступления кислорода, который можно выделить путем фильтрации, в момент продувки А на кривой

22 можно выделить минимальное эначеHHB cKopoQTH поступления кислорода в шл ак . (точка 23) .

Для условий продувки в 350-тонных конвертерах, на которых проводят испытания способа методами корреляскорость поступления кислорода в шлак в момент минимальных значений, м /мин; (7 — расход отходящих газов, измеренный . по трубе Вентури, в момент минимального поступления кислорода в шлак, м /мин;

3 ,(C0) (СОД, — концентрация в отхо(".," ., г1ог (Н)„дящих газах в момент (Й минимального поступления кислорода в шлак, соответственно, доли.

Способ контроля расхода отходящих газов осуществляют следующим образом.

Леред началом продувки измеряют с помощью устройства 13-17 параметры шихтовых материалов; во время продувки с помощью устройства 1-4, измеряют необходимые параметры отходящих газов и с помощью устройства 6 и 7 определяют значение расхода отходящих газов по трубе Вентури и корректируют его, используя найденный по данным предыдущих плавок корректировочный коэффициент, одновременно с помощью устройства 5 измеряют расход кислорода, подаваемого через фурму, по данным о расходе и химическом сос-, таве. отходящих газов и о расходе кислорода в устройстве 8 определяют значение скорости поступления кислорода в шлак по формуле (1); одновременно . производится в устройстве 9 поиск момента минимального поступления кислорода в шлак по данным о скорости поступления кислорода в шлак; с помощью устройства 10-12 производится определение концентраций азота, кислоро" да, водорода, оксида и диоксида углерода, расхода отходящих газов и расхода кислорода.в момент минимального поступления кислорода в шлак; после окончания продувки с помощью устройства 18 определяют значение обусловленного пар аметрами шихтовых товых материалов, например по формуле

1463768 где G<

Я„(г) (м),—

1 11омент кислорода способам:, 50

7 ционного и регрессионного анализа, получают следующее уравнение, описывающее скорость поступления кисло рода в шлак в период ее минимальнога значения:

Vä =Vii — 0,20610+ О, 000045+0,066105" к -"-1r,„. L(S ), (m)Äv (I),jJ (З)

Оч масса загруженного лома, диапазон ее колебаний для данного цеха составляет

90-110 т, кг:, масса залитого на плавку чУгуна, диапазон колеб аний

240-270 т„ кг," количество совков лома

2-,5 шт; температура чугуна 12901385 Су Сконцентрация кремния в чугуне, диапазон колебалпп1

О, 7-0, 9%, доли; концентрация фосфора в чугуне 0,7-1,,3% „доли; концентрация. марганца в чугуне 0,6-0„8/, доли; расход кислорода, подаваемого через фурму, в момент минимального поступления

3 кислорода в шл ак у м мин II минимапьнога поступления в шлак определяют следующим

С дискретностью 0,1 мин по ходу продувки производят or..ðåöeïåíèå скорости поступления кислорода в шлак „ пэ формуле (1) и запоминают эти зна( чения, а также значения расхода кислорода, расхода отходящих газов и концентраций аз от а, кислорода, водорода „оксида и . диоксида углерода в этих газах, которые используют для определения скорости поступпения кислорода в шлак.

Используя фильтр текущего среднего, в котором интервал текущего среднего составляет 3 мин, определяют множество значений скорости поступления кислорода в плак, тем самым уменьшая влияние на величину минимальной скорости поступления кислоро да в шлак случайных искажений при измерении этого параметра. Минимальное значение скорости поступления кислорода в шлак определяют методом по следов ательного ср авнения.

Дпя найденного значения минимальной скорости поступления кислорода в шлак определяют значения расхода кислорода, расхода отходящих газов, 5 концентрации азота, водорода, кислорода, оксида и диоксида углерода в отходящих газах, используя аналогичный фильтр, После окончания продувки по дан-, ным о параметрах шихтовых материалов определяют, используя формулу (5), - значение технологически обусловленной скорости поступления кислорода в шлак в период ее минимальных эначе1 5 ний, " затем па формулам. (3) и (4) определяли корректировочный коэффициент расхода отходящих газов для следующей плавюи.

На фиг. 3 представлены данные сравнения значений количества кислорода, накопленного в шлаке., определенных по химическому составу и расходу отходящих газов и кислорода и

25 значений этого параметра, найденных по даннь м о химическом составе шлака на момент промежуточного скачивания плака, представленные двумя, выборками плавок, одна иэ которых состоит

30» плавок, на. которых коррекцию и=:мерй1ик расхода отходящих газов не проводят,, R другая из опытньпс плавок, HG которых. используют предлагаемое техническое решение. За- ., ш. рихованная область относится к

35 результатам опытных плавок. Погрешность определения количества кислорода в шлаке на опытных плавках уменьшаетcs> на 62/.

Таким образом, применение изобретения позволяет уменьшить погрешность определения расхода отходящих газов на сужающем устройстве, исключить необходимость контроля содержания аргона в кислороде с помощью масс-спектрометра, повь.сить надеж-. ность работы систем динамического контроля и управления процессом про,дувки ванны конвертера, .

Формул а из об р ет ения

Способ контроля расхода отходящих газов, з аключающийся в определении расхода отходящих газов по данным измерений давления, перепада давления и температуры. отходящих газов на

v сужающем устройстве и измерении хи мического состава отходящих газов, о т л и ч а ю m и и с я тем, что,9 146376 с целью повышения точности контроля, дополнительно по ходу продувки определяют скорость поступления кислорода в шлак и момент минимального зна5 чения скорости, определяют по параметрам шихтовых материалов значение технологически обусловленной скорости поступления кислорода в шлак в

l0 момент ее минимального значения и корректируют измеряемое значение расхода отходящих газов на следующей плавке по разнице между контролируемым и технологически обусловленным значениями скорости поступления кислорода в шлак в момент ее минимального значения на данной плавке.

1463768 шл

К

0, gy llfA г.а.) mac, n

5 v< fp) тмс. п

Составитель А.Абросимов

Редактор Н.Гунько Тохред А. Кравчук

Корректор С.йекмар

Заказ 792/32 Тираж 530 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101