DE2260209B2 - Verfahren zur automatischen Steuerung und Regelung des Prozeßablaufs beim Sauerstoffaufblas verfahren - Google Patents

Description

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Bei einem in der DT-AS 1 458 827 beschriebenen Verfahren zur Steuerung und Regelung des Prozeßablaufs beim Sauerstoffaufblasverfahren (Frischen von flüssigem kohlenstoffhaltigem Metall im Konverter) wird die Sauerstoffverteilung auf das Metall-Schlackenbad mit Hilfe eines Regelmodells entsprechend einem geforderten Sollwert dadurch eingestellt, daß als Stellgröße der Abstand der Blaslanze von der Oberfläche des Metallbades verändert wird. Die Einstellung der Blaslanze wird dabei nach einer mathematischen Beziehung der sogenannten Blaszahl, welche die metallurgische Blaswirkung ausdrückt, unter Verwendung bestimmter Regel-Algorithmen durchgeführt. Eine Verstellung der Blaslanze muß auch erfolgen, wenn der über die Lanze zugeführte Sauerstoffstrom verstellt wird, weil die Größen Sauerstoffstrom und Sauerstoffverteilung miteinander verkoppelt sind. Wird der Sauerstoffstrom verändert, so wird selbsttätig der Lanzenabstand von der Badaberfläche so eingestellt, daß der Istwert der Sauerstoffverteilung erhalten bleibt.

Bei der Verstellung der Blaslanze sind große Massen zu bewegen, wobei die Stellantriebe stark beansprucht werden, besonders wenn die Regeleinrichtung häufig kleinere Verstellungen mit ständig wechselnder Richtung fordert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kleine Verstellungen der Blaslanze, besonders solche mit wechselnder Richtung, zu vermeiden und eine schwingungsfreie Einstellung auch bei großen Sollwertänderungen zu gewährleisten.

Gemäß der Erfindung wird für den Fall, daß die Größe der Regelabweichung oder die Sollwertänderung eine vorgegebene Grenze überschreitet, die Regelung durch eine Steuerung ersetzt und nach Ablauf einer einstellbaren, von der Größe der Lanzenverstellung und der Zeitfunktion des Lanzenantriebs abhängigen Wartezeit auf die Regelung zurückgeschaltet. Der Reg ler wird bei Einsetzen der Steuerung ausgeschalt; oder dadurch am Eingreifen verhindert, daß von de. Steuerschaltung aus über ein Übertragungsglied die n;i Regler vorliegende Regelabweichung zum Verschwin den gebracht wird. Dem Regler wird damit vorgL täuscht, daß keine Regelabweichung vorhanden ist, s< lange die Steuerung arbeitet.

Um zu verhindern, daß die Lanze um kleine Beträja verstellt wird, ist weiter eine logische Schaltung vorgc sehen, in welcher der Betrag der errechneten Lanze<·_; verstellung mit einem einstellbaren Schwellwert vergl chen wird. Die Lanze wird nur dann verstellt, wenn di errechnete Verstellung über dem Schwellwert lieg: Außerdem wird zweckmäßig eine Rechenschaltun; vorgesehen, welche in zyklischen zeitlichen Abständer; die Regelabweichung der Sauerstoffverteilung darauf hin überprüft, ob sie sich ändert und mit welcher Ge schwindigkeit und nach welcher Richtung Änderungen auftreten. Das Eingreifen der, Reglers wird dann nacn dem Ergebnis der zyklischen Prüfung dadurch modifiziert, daß adaptiv die Reglerverstärkung zwischen einem vorgegebenen Maximalwert und dem Wert Null eingestellt wird. Nimmt die Regelabweichung mit einer vorgebbaren Grenzgeschwindigkeit oder schneller ab, so wird die Reglerverstärkung auf Null eingestellt, damit keine Lanzenverstellung eingeleitet wird. Nimmt die Regelabweichung langsamer ab oder bleibt sie konstant, so liegt die Reglerverstärkung auf einem mittleren Wert und erreicht schließlich den vorgegebenen Maximalwert, wenn die Regelabweichung weiter zunimmt. Erreicht der Betrag der Regelabweichung die oben angegebene vorgegebene Grenze, so wird von der Regelung auf die Steuerung umgeschaltet. So wirken die beiden angegebenen Maßnahmen zusammen, um die Verstelleinrichtung der Lanze so wenig als möglich zu betätigen, ohne den Prozeßablauf im Konverter nachteilig zu beeinflussen.

Eine schematische Darstellung für das Zusammenschalten der Bauteile, mit denen das Verfahren der Erfindung durchzuführen ist, wird in der Zeichnung angegeben.

Der aus verschiedenen Meßwerten des mit 12 bezeichneten Sauerstoffaufblasprozesses errechnete Istwert der Sauerstoffverteilung 11 wird an der Stelle 5 mit dem eingegebenen Sollwert 13 verglichen. Das Schaltglied 4 entscheidet, ob die Lanzenverstellung aufgrund der vorliegenden Regelabweichung vom Regler 1 oder von der Steuerung 3 durchgeführt wird. An der Stelle 6 wird überprüft, ob die durchzuführende Lan-

zenverstellung oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt Nur in diesem Fall wird die Verstellung freigegeben. In der Schaltung J4 wird festgestellt, ob die vorliegende Regelabweichung zu- oder abnimmt und danach die Entscheidung über die adaptive Einstellung der Verstärkung des Reglers 1 vorgenommen. Wenn die Regelabweichung schneller als nach einem vorgegebenen Wert abnimmt, wird eine Lanzenverstellung nicht vorgenommen, indem die Verstärkung des Reglers auf Null eingestellt wird.

Mit 2 ist der Regler für den Sauerstoffstrom bezeichnet Der Istwert des Wärmestromes wird mit dem Sollwert verglichen und entsprechend der Regelabweichung der Sauerstoffstrom verstellt Mit der Verstellung wird gleichzeitig über die Entkopplung 9 ein Stellimpuls auf die Lanzenverstellung gegeben, damit der Istwert der Sauerstoffverteilung bei einer Änderung

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des Sauerstoffstromes erhalten bleibt Ober eine ähnliche Entkopplungsschaltung 8 wird bei der Verstellung der Lanze der Sauerstoffslrom geändert, damit sich der Istwert des Wärmestromes nicht verändert

Wird die SoII-Sauerstoffverteilung 13 um Werte verstellt, die oberhalb der vorgegebenen Grenzen liegen, so wird über das Schaltglied 4 der Regler 1 abgeschaltet und die Steuerschaltung 3 wirksam. Liegt die von dieser geforderte Lanzenverstellung oberhalb des bei 6 vorgegebenen Schwellwertes, so wird die Lanze verstellt Nach der Verstellung wird eine Wartezeit eingelegt die von der Übergangsfunktion der Lanzenstelleinrichtung und von der Größe der vorgenommenen Lanzenstellung abhängt Nach Ablauf der Wartezeit wird von der Steuerung auf die Regelung zurückgeschaltet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung und Regelung der Sauerstoffverteilung beim Sauerstoffaufblasverfahren in einem Konverter mit Abgasanlage, wobei als Stellgröße der Abstand der Blaslanze von der Oberfläche des Metallbades eingestellt wird mit dem Ziel, die Verstellbewegungen der Lanze auf ein Mindestmaß zu reduzieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Regelabweichung oder die Sollwertänderung in einer Rechenschaltung zyklisch überprüft wird und daß für den Fall, daß die Regelabweichung oder die SoIlwertänJerung eine vorgegebene Grenze überschreitet, die Regelung durch eine Steuerung ersetzt wird und daß nach Ablauf einer einstellbaren, von der Größe der Lanzenverstellung und der Zeitfunktion des Lanzenantriebs abhängigen Wartezeit auf die Regelung zurückgeschaltet wird. _zo

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wirksamwerden der Steuerung von dieser über ein Übertragungsglied die im Reglereingang vorliegende Regelabweichung zum Verschwinden gebracht wird.

3. Verfahren zur Steuerung und Regelung der Sauerstoffverteilung beim Sauerstoffaufblasverfahren mit dem Ziel, die Verstellbewegungen der Lanze auf ein Mindestmaß zu reduzieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit und Riehtung, mit der sich die Regelabweichung ändert, in einer Rechenscha'tung z_;klisch überprüft wird und daß für den Fall, daP die Regelabweichung mit einer vorgebbaren Grenzgeschwindigkeit oder schneller abnimmt, die Reglerverstärkung auf Null eingestellt wird und daß die Reglerverstärkung bis zu einem Maximalwert vergrößert wird, wenn die Grenzbedingung nicht erfüllt ist oder die Regelabweichung konstant bleibt oder größer wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der errechneten Lanzenverstellung in einer logischen Schaltung mit einem einstellbaren Schwellwert verglichen wird und die Lanzenverstellung unterbleibt, wenn die errechnete Verstellung unterhalb des Schwellwerts liegt.