SU554294A1

SU554294A1 - Устройство автоматического управлени процессом плавки губчатого железа

Info

Publication number: SU554294A1
Application number: SU2146943A
Authority: SU
Inventors: Леонид Семенович Фридлянд; Виктор Евгеньевич Пирожников; Виктор Борисович Филимонов; Дмитрий Федорович Гладкий
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Черной Металлургии
Priority date: 1975-06-20
Filing date: 1975-06-20
Publication date: 1977-04-15

Description

1

Изобретение отноеитс к области сталеплавильного производства, преимущественно электросталеплавильного, и может быть использовано дл управлени процессом плавки губчатого железа в электросталеплавильных агрегатах.

Известно устройство автоматического управлени процессом плавки губчатого железа в дуговой сталеплавильной печи, содержащее датчик активной энергии, датчик скорости загрузки губчатого железа, рег л тор мощности и регул тор скорости загрузки губчатого железа 1. Устройство обеспечивает регулирование скорости загрузки губчатого железа в печь в функции потребл емой мощности путем сравнени фактической потребл емой мощности с мощностью, соответствующей заданной удельной скорости загрузки губчатого железа (кг/МВт-мин), и автоматического изменени задани регул тору скорости загрузки губчатого железа при наличии сигнала рассогласовани .

Недостатки известного устройства заключаютс в невозмол ности точного поддержани заданного температурного режима нагрева металла из-за нестационарности условий работы печи, а также в невозможности управлени температурным режимом металлической ванны при заданном посто нном уровне мощности. Кроме того, в устройстве не предусмотрена возможность автоматического определени момента начала загрузки губчатого железа.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство автоматического управлени процессом плавки губчатого железа, содержащее датчик и регул тор температуры металла, датчик и регул тор скорости загрузки губчатого железа, датчик и регул тор потребл емой мощности, блок определени иачала плавлени металла и программное устройство 2. В данном устройстве скорость подачи губчатого железа корректируетс в зависимости от температуры металла во врем каждого технологического интервала, а положение электр0лт;а регулируетс в зависимости от потребл емой мощности и технологического интервала.

Недостаток известного устройства - в частности , отсутствне учета вли ни температуры футеровки при регулировании процесса и прогнозировани температуры металла в печи.

Целью изобретени вл етс повыщение точности поддержани заданного температурного режнма металлической ванны, сокращение продолжительности плавки и повыщение производительности электросталеплавильных агрегатов при плавлении губчатого железа. Это достигаетс тем, что устройство дополнительно содержит датчик температуры футеровки , блок управлени переключением ступеней напр жени печного трансформатора и прогнозирующий фильтр, причем задающее устройство своим входом подсоединено к датчику температуры футеровки, а выходом - к входу блока управлени переключением ступеней напр жени печного трансформатора, второй вход регул тора температуры св зан с выходом прогнозирующего фильтра, входы которого соединены с выходами датчиков температуры металла, активиой энергии и скорости загрузки губчатого железа.

На фиг. 1 показана структурна схема устройства автоматического управлени процессом плавки; на фиг. 2 - блок-схема прогнозирующего фильтра; на фиг. 3 - блок-схема задающего устройства.

Устройство автоматического управлени процессом плавки губчатого железа в агрегатах электросталеплавильного производства содержит датчик 1 активной энергии, датчик 2 скорости загрузки губчатого железа, регул тор 3 мощности, вход которого св зан с выходом датчика 1, а выход - с приводом перемещени электрода 4 д)товой сталеплавильной печи 5, регул тор 6 скорости загрузки губчатого железа, один вход которого соединен с выходом датчика 2, а выход - с механизмом подачи губчатого железа дозирующего устройства 7, блок 8 начала загрузки губчатого железа, датчик 9 температуры металла , датчик 10 температуры футеровки, прогнозирующий фильтр (блок И), входы которого св заны с выходами датчиков 1, 2, 9 и 10, а выход - с одним из входов регул тора 12 температуры металла, выход которого подключен к второму входу регул тора 6, и задающее устройство 13, входы которого св заны с выходами блока 8 и датчика 10, а выходы- со вторым входом регул тора 12 и блоком 14 управлени переключением ступеней напр жени печного трансформатора 15.

Устройство работает следующим образом.

При наличии сигнала от блока 8 начала загрузки задающее устройство 13 выдает команду блока 14 управлени переключением ступеней напр жени трансформатора 15 на установку заданной ступени напр жени , а также задани регул торам 3 и 12 мощности и температуры металла. При этом в печи 5 устанавливаютс заданный уровень мощности , поддерживаемый регул тором мощности путем перемещени электрода 4, и скорость подачи губчатого железа, соответствующа заданной температуре металла, котора поддерживаетс регул тором 6, воздействующим на механизм подачи дозирующего устройства 7.

Прогнозирующий фильтр (блок 11) представл ет собой вычислительное устройство, служащее дл получени опенки температуры металла в момент времени 4+i по данным о состо нии системы в предществующий момент времени 4 и результатам замера те.мпературы в момент времени tk+i, а также дл формировани входного сигнала регул тору 12 температуры металла.

Алгоритм работы блока 11 основан на реализации следующей математической модели технологического процесса, позвол ющей рассчитывать температуру металла в момент времени th+i по данным о поведении системы Б предыдущий момент времени 4:

Xk,i AXk+B (СР, - dVk),(1)

где fe 0, 1, 2, 3,...; +1 и Xh. - температура металла в момент времени th+i и 4 соответственно; Ph и Vh - соответственно мощность и скорость загрузки в момент 4; Л, В, С, d - коэффипиенты, определ емые статистическим путем.

Уравнени фильтра дл этой модели имеют вид:

Xk, + B(CPk-dVk}(2)

р

ftj-i - -pi-(Zk,1 ) /з

где Xii+ - среднее значение температуры (оценка) в момент времени 4+i; h+i - измеренное значение температуры в момент времени 4+.i; Xh, Xh+i - улучщенпые оценки температуры в моменты времени 4 и 4+i; Pk+i -

д

дисперси ощибки оценки Xk+i, г - дисперси ощибки измерени температуры.

При поступлении в момент 4, соответствующий началу загрузки губчатого железа, информации о мощности РО и скорости загрузки 1/0 вычислительное устройство по уравнению (2) фильтра рассчитывает оценку Xi температуры металла, котора будет достигнута к моменту /1 первого замера температуры Z.

Необходимые дл расчета данные, и в частл

ности улучщенна оценка температуры Хо, определ ема экспериментально или расчетом , хран тс в пам ти устройства.

После проведени замера по формуле (3) рассчитываетс улучщенна оценка темперал ,

туры металла Х, котора в двоичном коде

подаетс на вход регул тора 12 температуры,

где сравниваетс с заданием. Кроме того,

оценка Х, используетс дл расчета оценки Х к моменту 4 второго замера температуры. Процесс продолжаетс аналогичным образом

до окончани загрузки губчатого железа. Информаци на выходе фильтра, сформированна в момент 4, хранитс в течение времени - 4, предществующего формированию в момент 4+1 новой информации.

Структурна схема блока 11 приведена на фиг. 2. Основным элементом фильтра вл етс арифметическое - логическое устройство 16, в котором рассчитываютс оценки температуры . Программа расчета и необходима

априорна информаци хран тс в запоминающем устройстве 17. Работой устройств 16 и 17 управл ет устройство 18 управлени . Фильтр начинает работать по команде от датчика 9 температуры. При этом устройство 18 вырабатывает необходимую дл расчета оценки последовательность сигналов, обеспечивающих выборку из устройства 16 соответствующей информации и выполнение команд. Задающее устройство 13 представл ет собой (см. фиг. 3) запоминающее устройство, в котором записаны временна программа мощности (ступени напр жени и уставки регул тора перемещени электродов), программа регулировани температуры, а также программа аварийного изменени электрического режима при превышении заданной те.мпературы футеровки. При поступлении команды от блока 8 начала загрузки из запоминающего устройства 19 выбираетс информаци , соответствующа во временных программах начальному (нулевому) моменту времени. Эта информаци в виде соответствующих команд поступает на вход блока 14, и в печи устанавливаютс заданный уровень мощности и скорость загрузки, соответствующа заданной температуре. Одновременно запускаетс счетчик времени 20 и, начина с этого момента , указанные программы реализуютс по командам этого счетчика. При превышении заданной температуры футеровки с датчика 10 поступает команда, по которой происходит программное изменение электрического режима .

Claims

Формула изобретени

Устройство автоматического управлени процессом плавки губчатого железа в агрегатах электросталеплавильного производства.

содержащее датчик активной энергии, датчик скорости загрузки, датчик температуры металла , регул тор мощности, регул тор скорости загрузки губчатого железа, блок определени начала загрузки, регул тор температуры металла и задающее устройство, причем задающее устройство своим входом подсоединено к блоку определени начала загрузки, а выходами - к одному из входов регул тора

мощности и одному из входов регул тора температуры металла, выход которого соединен с входом регул тора скорости загрузки губчатого железа, отличающеес тем, что, с целью повышени точности поддержани заданного температурного режима металлической ванны, сокращени продолжительности плавки и Повышени производительности электросталеплавильных агрегатов, оно дополнительно содержит датчик температуры

футеровки, блок управлени переключением ступеней напр жени печного трансформатора и прогнозирующий фильтр, причем задающее устройство своим входом подсоединено к датчику температуры футеровки, а выходом -

к входу блока управлени переключением ступеней напр жени печного трансформатора , второй вход регул тора температуры подсоединен к выходу прогнозирующего фильтра , входы которого соедииены с выходами

датчиков температуры металла, активной энергии и скорости загрузки губчатого железа .

Источники информации, прии тые во внимание при экспертизе:

I. «Stahl und Eisen, 1974, № 16, с. 719- 721.
2. За вка СССР 2116988, М. Кл. С 21С 5/52, 28.03.75, по которой прин то решение о выдаче авторского свидетельства.