RU1789566C

RU1789566C - Method and apparatus for predicting control stimulation in converter

Info

Publication number: RU1789566C
Application number: SU904860182A
Authority: RU
Inventors: Юрий Федорович Вяткин; Вячеслав Ильич Головко; Олег Николаевич Кукушкин; Анатолий Борисович Кузнецов; Анатолий Георгиевич Лукович; Валерий Иванович Лубенец; Михаил Васильевич Малахов; Александр Васильевич Потапов; Владимир Васильевич Смоктий; Вячеслав Иванович Скопин; Анвер Фатехович Хасянов; Вячеслав Андреевич Кравченко
Original assignee: Институт черной металлургии
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1993-01-23

Description

ну изменени уровн расплава YT, задатчик 13 времени воздействи технологических параметров, блок 14 сравнени входных сигналов времени на заполнение расплавом свободного пространства ten и времени воздействи технологических параметров . Тт и индикатор 15 на стабилизирующее воздействие . При SjTQM один выход Нс индикатора 10 уроан соединен с первым входом блока 12 делени а другой выход Нт инди- катора 10 уровн соединён с входом блока 11 дифференцировани , выход YT который (блок дифференцировани ) соединен с вторым входом блока 12 делени , а выход tcn блока 12 делени соединен с первым вхо- дом блока 14 сравнени ,второй вход tr которой соединен с задатчиком 13 времени воздействи , а ее выход (блока 14 сравнени ) соединен с входом индикатора 15 на технологическое воздействие.well, changes in the melt level YT, the setter 13 for the exposure of the technological parameters, the unit 14 for comparing the input time signals for the filling of the free space ten with the melt for the exposure time for the technological parameters. TT and indicator 15 on the stabilizing effect. With SjTQM, one output Нс of the indicator 10 uroan is connected to the first input of the division unit 12 and another output Нт of the level indicator 10 is connected to the input of the differentiation block 11, the output YT of which (differentiation block) is connected to the second input of the division block 12, and the output tcn of the block The dividing line 12 is connected to the first input of the comparison unit 14, the second input of which is connected to the setter 13 of the exposure time, and its output (comparison unit 14) is connected to the input of the indicator 15 for the technological effect.

Сущность способа заключаетс в следующем . После проведени контрольных плавок , длительность воздействи tr технологических параметров на стабилизацию уровн ввод тс -в задатчик 13Д далее подают донкое дутье в конвертер 1 через фурмы 4 и осуществл ют ломом и заливку жидкого чугунз. После этого на поверхность ванны в конвертере 1, установленном в вертикальном положении, непрерывно нзправ- л ют микроволновое излучение 2 (с помощью антенны 7), вырабатываемое высокочастотным блоком 8 модулируемой частоты , Одновременно антенной 7 непрерывно принимают отраженное от по- верхности ванны излучение, которое в блоке 8 смешивают, смешанное излучение поступает в блок 9 обработки сигналов и после обработки в этом блоке поступает в индикатор 10, на табло которого высвечива- етс в виде величины уровн расплава Нт и высоты свободного пространства конвертора Нс, пропорциональных соответствующим7 сигналам. Параллельно эти сигналы поступают соответственно в блок 11 диффе- ренцировани и блок 12 делени , в которой после поступлени из блока 11 дифференцировани сигнала, пропорционального изменени VN уровн расплава Нт на величину Нт за врем At, производ т деление сигна- ла, пропорционального величине свободного пространства конвертора Не на сигнал, пропорциональный величине YN, те;м самым определ ют врем ten на заполнении расплавом свободного пространства конверте- ра. Так как в то врем (до начала продувки) уровень ванны (металл) вл етс посто нным , величина пропорциональна выходному сигналу с блока 12, представл ет бесконечную величину. Сигнал с блока 12The essence of the method is as follows. After conducting control melts, the duration of the impact of tr technological parameters on the stabilization of the level is introduced - into the control unit 13D, then the bottom blast is fed into the converter 1 through tuyeres 4 and scrap and pouring liquid cast iron is carried out. After that, the microwave radiation 2 (using antenna 7) generated by the high-frequency modulated frequency unit 8 is continuously fed to the bath surface in the upright converter 1, installed in the vertical position. At the same time, the radiation 7, which is reflected from the bath surface, is continuously received by the antenna, which in block 8 they mix, the mixed radiation enters the signal processing block 9 and after processing in this block it enters the indicator 10, the display of which is displayed as the value of the melt level Нт and the height of free Converter space Hs, proportional to the corresponding 7 signals. In parallel, these signals enter respectively the differentiation unit 11 and the division unit 12, in which, after the signal from the differentiation unit 11 is proportional to the change in the VN level of the melt Ht by the value of Ht during the time At, the signal is proportional to the amount of free space of the He converter for a signal proportional to the value of YN, te, thereby determining the time ten on the melt filling the free space of the converter. Since at that time (before the start of purging) the level of the bathtub (metal) is constant, the value is proportional to the output signal from block 12, represents an infinite value. Signal from block 12

поступает в блок 14 сравнени и сравниваетс с сигналами, пропорциональными длительност м воздействи tr технологических параметров на стабилизацию уровн , поступающих из задатчика 13. Так как сигналы гг определ етс временами в пределах 60-350 с достижение равенства сигналов, пропорциональных временам на заполнение расплавом свободного пространства конвертора ten и заданного времени воздействи tr не происходит, что определ ет отсутствие сигнала на выходе чейки сравнени 14 и отсутствие показаний на индикаторе 15 технологического воздействи . Далее в конвертер 1 опускают верхнюю фурму 5 на заданную величину и, подава через нее кислород, начинают продувку. В процессе продувки кислородом в силу экзотермических реакций п-роисходит рост температуры, образуютс отход щие газы. При этом происходит окисление кремни , марганца, железа, получаютс окислы, образующие шлак. В шлак по мере продувки переход т.также флюсующие добавки, которые присаживаютс в конвертер дл удалени серы и фосфора., количество шлака увеличиваетс по массе, объему и соответственно высоте, измен етс величина уров- н расплава Нт и свободного пространства Нс в конвертере, что отражаетс на индикаторе 10.enters the comparison unit 14 and is compared with the signals proportional to the duration of the impact of tr technological parameters on the stabilization of the level coming from the setter 13. Since the signals gy are determined from time to time in the range of 60-350 with achieving equality of signals proportional to the times for filling the free space with the melt the converter ten and the specified exposure time tr does not occur, which determines the absence of a signal at the output of the comparison cell 14 and the absence of readings on the process air indicator 15 Corollary. Next, the upper lance 5 is lowered into the converter 1 by a predetermined amount and, supplying oxygen through it, they begin to purge. In the process of purging with oxygen, due to exothermic reactions, an increase in temperature occurs, and off-gases are formed. In this case, oxidation of silicon, manganese, and iron takes place, and oxides forming slag are obtained. As the purge is transferred to the slag, as well as fluxing additives, which are deposited in the converter to remove sulfur and phosphorus., The amount of slag increases in mass, volume and, accordingly, in height, the value of the melt level Нt and the free space Нс in the converter change, which reflected in indicator 10.

Одновременно с увеличением уровн расплава в конвертере 1 с помощью излучающей антенны 7 и блоков 8, 9 продолжают определ ть текущие значени величин Нс и Нт, а также с интервалом времени At значени YT и ten. которую сравнивают с величиной (величинами) tr. определ момент равенства ten и тт. По мере протекани реакций рафинировани интенсивно возрастает вспенивание шлака с резким подъемом уровн расплава в конвертере.Along with the increase in the melt level in the converter 1 by means of a radiating antenna 7 and blocks 8, 9, the current values of Hc and Ht are continued to be determined, as well as with the time interval At of the value YT and ten. which is compared with the value (s) tr. determined the moment of equality ten and so on. As refining reactions proceed, foaming of the slag increases rapidly with a sharp increase in the level of the melt in the converter.

С увеличением уровн ванны в определенный момент времени текущие значени Нс, Нт и YT достигают величин, при которых пропорциональный определенному значению ten сигнал, поступающий с выхода чейки 12, становитс равным сигналу, пропорциональному величине tr (или одному йЗ сигналов пропорционально заданных в задатчик13 временам на технологическое воздействие). При этом на индикаторе 15 высвечиваетс сигнал на введение оператором технологического воздействи через врем ten произойдет выброс расплава из конвертера.With an increase in the bath level at a certain point in time, the current values of Hc, Hm, and YT reach values at which a signal proportional to a certain value ten coming from the output of cell 12 becomes equal to a signal proportional to tr (or one third of signals proportionally specified in the master 13 times by technological impact). In this case, a signal is displayed on the indicator 15 for the operator to introduce the technological action after a time of ten, the melt will be ejected from the converter.

Исход из величины ten. оператор имеет возможность выбрать то или иное воздействие на величину, учитыва задачи технологического процесса. Воздействие ввод тс The outcome of ten. the operator has the opportunity to choose one or another impact on the value, taking into account the tasks of the process. Impact input tc

оператором до момента; пока величина ten не станет больше в елйчины tr (или не примет отрицательное значение, что определ етс изменением направлени величины VT, характеризу падение уровн расплава). После этого последовательность операций способа и работа устройства продолжаетс в том же пор дке до окончани плавки.operator until the moment; until ten becomes larger in tr (or takes a negative value, which is determined by a change in the direction of VT, which characterizes a drop in the melt level). After that, the process flow and the operation of the device continues in the same order until the melting is completed.

В результате последовательности операций способа и обеспечивающего их реализацию устройства достигаетс возможность выбора оператором технологического воздействи по управлению уровнем расплава в функциональной св зи с конкретными услови ми и технологией плавки при одновременном оптимальном поддержании уровн с предотвращением возможных переливов и выбросов продуктов плавки из конвертера.As a result of the sequence of operations of the method and the device ensuring their implementation, it is possible for the operator to select the technological action for controlling the melt level in functional connection with the specific conditions and melting technology while optimally maintaining the level while preventing possible overflows and emissions of melting products from the converter.

Пример. Производитс определение уровн ванны в 1,5-тонном конвертере в процессе продувки посредством предлагаемого способа и устройства дл его осуществлени .Example. The level of the bath in the 1.5-ton converter is determined during the purging process by the proposed method and device for its implementation.

После проведени р да контрольных плавок в задатчик 13 введены длительности воздействи технологических параметров на стабилизацию уровн по времени, равные: 100 с изменение высоты фурмы; 120 с - изменение расхода кислорода; 240 с - ввод вспомогательных материалов. В блок 9 обработки сигналов вводитс значение высоты и пространства конвертера от днища до горловины 2,61 м. В конвертер с комбинированной продувкой залили чугун в коли- чебтве 1508 кг, установили рабочее значение расхода газа через донные фурмы 0,15 м3/мин и подн ли конвертер в вертикальное положение. При этом микроволновое излучение непрерывно от антенны 7 попадает на поверхность ванны 3, отражаетс От нее. Отраженное излучение попадает в антенну 7 и далее в высокочастотный блок 8. где смешиваетс с излучаемым сиг- налрм, усиливаетс , фильтруетс и далее приходит в блок 9. после дополнительной обработки в котором на индикаторе 10 отображаетс в виде значений Нт и Нс. Далее в конвертер опускаетс кислородна фурма 5 (фиг. 1), устанавливаетс рабочее значение расхода кислорода 5,6 м/мин. Фурма установлена на высоте 750 мм от уровн ванны. Продувка началась. На первой минуте продувки подана перва добавка извести в количестве 40 кг. После этого произведена корректировка расхода кислорода со снижением до 5,0 м3/мин. Через 20-30 с после этого началась реакци ванны на первую добавку, при этом растет уровень ванны и величина его изменени YT, начал наводитс шлак. По достижении времени ten на заполнение свободного пространства конвертера , равного 360 с изменение уровн и его рост замедлились, присадили вторую добав- ку извести в количестве 40 кг. Последующее увеличение YT и Нт определило вторую корректировку расхода кислорода с увеличением до 5,6 м/мин. Врем заполнени свободного пространства ten - 420 с. ПослеAfter a series of control heats, a duration of exposure of the technological parameters to the stabilization of the time level equal to: 100 s change in the height of the lance was entered into the setter 13; 120 s - change in oxygen consumption; 240 s - input auxiliary materials. The signal height and space of the converter are introduced into the signal processing unit 9 from the bottom to the neck 2.61 m. Cast iron in an amount of 1508 kg was poured into the converter with a combined purge, the working value of the gas flow through the bottom tuyeres of 0.15 m3 / min and whether the converter is in an upright position. In this case, microwave radiation continuously from the antenna 7 enters the surface of the bath 3, is reflected from it. The reflected radiation enters the antenna 7 and then to the high-frequency unit 8. where it is mixed with the emitted signal, amplified, filtered, and then comes to block 9. after further processing, in which the indicator 10 is displayed in the form of Hm and Hc values. Next, an oxygen lance 5 is lowered into the converter (Fig. 1), the operating value of the oxygen flow rate of 5.6 m / min is set. The lance is installed at a height of 750 mm from the level of the bath. Purge has begun. In the first minute of purging, a first addition of lime in an amount of 40 kg was served. After that, the oxygen consumption was adjusted with a decrease to 5.0 m3 / min. 20-30 seconds after that, the bath began to react to the first additive, while the level of the bath increases and its change in YT, slag started to be induced. Upon reaching the time ten to fill the free space of the converter equal to 360 s, the level change and its growth slowed down, they added a second lime supplement in the amount of 40 kg. A subsequent increase in YT and NT determined the second correction of oxygen consumption with an increase of up to 5.6 m / min. Time to fill the free space ten - 420 s. After

0 кратковременного нарастани уровн ванны произошло падение при одновременном снижении величины изменени уровн . Врем заполнени свободного пространства стремитс в бесконечность.During a short-term increase in the bath level, a drop occurred while reducing the level change. The time of filling the free space tends to infinity.

5С целью интенсификации шлакообразовани в этот момент (через 380 с продувки) подн ли фурму до 900 мм. Вновь начинаетс рост уровн ванны, одновременно увеличиваетс скорость окислени углерода. Резко5 In order to intensify slagging at this moment (after 380 s of purging) the lance was raised to 900 mm. The bath level rises again, while the rate of carbon oxidation increases. Sharp

0 уменьшаетс врем ten на заполнение свободного пространства конвектера при достижении ten 240 с индикатор 15 сигнализирует о необходимости в технологическом воздействии вводом вспомога- «0 decreases the time ten for filling the free space of the convector when ten 240 s is reached, indicator 15 signals the need for technological impact by entering

5 тельных материалов, далее при ten 120 с поступает следующий сигнал на изменение расхода кислорода. Оператором прин то решение при дальнейшем увеличении уровн произвести стабилизацию изменением5 solid materials, then at ten 120 s the next signal is received to change the oxygen consumption. The operator made a decision with a further increase in the level to stabilize by changing

0 высоты фурмы. После третьего сигнала - достижени времени на заполнение свободного пространства конвертера 90 с оператор снизил фурму до 800 мм, что привело после кратковременного интенсивного рос5 та уровн ванны к его замедлению и падению до величины Нт 1,8 м. После этого через 480 с продувки уровень ванны вновь начинает расти, величина его изменени YT резко нарастает, а врем на заполнение0 tuyere heights. After the third signal - reaching the time to fill the free space of the converter 90 s, the operator reduced the lance to 800 mm, which led after a short-term intensive increase in the bath level to its deceleration and drop to the value of Hm 1.8 m. After that, after 480 s blowing, the bath level starts to grow again, the value of its change YT increases sharply, and the time to fill

0 свободного пространства конвертера расплавом сокращаетс . При достижении вели- чины ten 120 с, оператор с целью стабилизации уровн снизил расход кислорода до 5,0 м3/мин. Произошла стабилиза5 ци процесса окислени углерода и уровн ванны с последующим свертыванием шлака и резким падением. С целью интенсификации процесса через 640 с продувки оператор увеличил расход кислорода до 5.5The free space of the melt converter is reduced. When reaching a value of ten 120 s, the operator, in order to stabilize the level, reduced the oxygen flow rate to 5.0 m3 / min. The stabilization of the carbon oxidation process and the level of the bath followed by coagulation of the slag and a sharp drop. In order to intensify the process, after 640 seconds of purging, the operator increased oxygen consumption to 5.5

0 м /мин. Уровень ванны и величина его изменени растет, врем на заполнение свободного пространства резко сокращаетс . По достижении величины ten 240 с оператор в качестве технологического воздейст5 ви ввел 15 кг извести в смеси с плавиковым шпатом (4 кг). После этого изменение YT уровн замедлилось (690 с) и далее (после 720 с продувки) вновь начало увеличиватьс , врем ten резко сокращаетс , последовательно достига равенства времени tr на0 m / min The level of the bath and the magnitude of its change increases, the time to fill the free space is sharply reduced. Upon reaching the value of ten 240 s, the operator, as a technological effect, introduced 15 kg of lime mixed with fluorspar (4 kg). After that, the change in the YT level slowed down (690 s) and then (after 720 s purge) it began to increase again, the time ten is sharply reduced, successively reaching the equality of time tr by

технологическое воздействие вводом вспомогательных материалов и изменением расхода кислорода. По достижении величины ten 90 с оператор изменил высоту фурм до 750 мм. С некоторым запаздыванием ванна садитс , падает величина изменени уровн YT, факел уменьшаетс . Ориентировочно.че- рез 760 с продувки фурму поднимают в исходное положение и отключают кислород. Этот момент сопровождаетс кратковременным подъемом уровн ванны, однако после отключени кислорода шлак осаждаетс и ванна садитс . Дальнейшее послепроду- вочное перемешивание нейтральным газом с увеличением его расхода до 0,45 м3/мин и дальнейшем снижением до исходной величины 0,15 м3/мин приводит к кратковремев- technological impact by introducing auxiliary materials and changing oxygen consumption. Upon reaching a value of ten 90 s, the operator changed the height of the tuyeres to 750 mm. With some delay, the bath sits down, the value of the change in the level of YT falls, the torch decreases. Approximately. After 760, from the purge, the tuyere is raised to its initial position and oxygen is switched off. This moment is accompanied by a short-term rise in the level of the bath, however, after the oxygen is turned off, the slag precipitates and the bath sits. Further after-purging with neutral gas with an increase in its flow rate to 0.45 m3 / min and a further decrease to the initial value of 0.15 m3 / min leads to short-term

00

55

ному повышению и последующему интенсивному снижению уровн расплава. По окончании послепродуеочного перемешивани конвертер наклон етс в горизонтальное положение дл замера температуры, отбора проб, доводки и слива стали. Процесс прекращаетс .new increase and subsequent intensive decrease in the melt level. At the end of post-batch mixing, the converter is tilted to a horizontal position to measure temperature, take samples, refine and drain steel. The process is terminated.

Как следует из примера в процессе конкретной плавки с использованием способа и устройства удалось не только избежать выбросов из конвертера, но и достаточно широком диапазоне уровн ванны осуществл ть его регулирование, что определ ет работоспособность устройства, основанного на последовательности операций предложенного способа.As follows from the example, in a specific melting process using the method and device, it was possible not only to avoid emissions from the converter, but also to regulate the bath over a wide enough range of levels, which determines the operability of the device based on the sequence of operations of the proposed method.

Фор мула изо б ретен и - ,.-: : 1/Способ прогнозировани управл ющих воздействий в конвектере, включающий измерение уровн Не а конвектере, операцию сравнени , о т л и ч a io щ и и с тем, что, с целью повышени точности и расширени номенклатуры управл ющих воздействий, определ ют высоту Нс свободного пространства в конвектере и скорость VT изменени уровн ванны, вычисл ют врем tc. п. на заполнение свободного пространства расплавом по математическому выражению. . -.- - . - .tcin . HC/VT / : . . .; ;:; vr и определ ют возможные управл ющие воздействи на технологический процесс по результату сравнени tc. п. со значением времени реакции ванны на эти ЕГоздейстйий.The formula is illustrated and -, .-:: 1 / A method for predicting control actions in a convector, including measuring the level of Not a convector, a comparison operation, and so on, so that, in order to increase the accuracy and expansion of the range of control actions, determine the height Hc of the free space in the convector and the speed VT of the change in the level of the bath, calculate the time tc. n. to fill the free space with a melt according to a mathematical expression. . -.- -. - .tcin. HC / VT /:. . .; ;:; vr and determine the possible control actions on the process from the result of the comparison of tc. n. with the value of the reaction time of the bath to these Egodeystyy.

2. Устройство прогнозировани управл ющих воздействий а крнвектёре, содержащее антенну установленную над конвектером и соединенную через высокочастотный блок с блоком обработки сигналов , индикатор, о т л и ч а ю щ е е с тем, что, с целью повышени точности и расширени номенклатуры управл ющих воздействий , оно снабжено блоком делени , блоком дифференцировани , блоком сравнени и многоканальным эадатчиком, причем первый выход блока обработки сигналов через блок дифференцировани соединен с первым зходом блока делени ,, еторой вход которого соединен с вторым выходом блока обработки сигналов, а & Ј- ход через блок сравнени соединен с индикатором , многоканальный задатчик соединен с вторым входом блока сразнг- НЙЯ. ,.,;V.v.,;.:.- -... о -. ..,.-:.;. „. ., -. ...2. A device for predicting control actions on the KrNvector, comprising an antenna mounted above the convector and connected through a high-frequency unit to a signal processing unit, an indicator, which should be used in order to increase the accuracy and expand the range of control effects, it is equipped with a division unit, a differentiation unit, a comparison unit and a multi-channel sensor, and the first output of the signal processing unit through the differentiation unit is connected to the first input of the division unit, which input connected to the second output of the signal processing unit, and & Ј - the path through the comparison unit is connected to the indicator, the multi-channel switch is connected to the second input of the srazng-NYA unit. ...; V.v.;;.: .- -... о -. .., .-:.;. „. ., -. ...