SU899668A1

SU899668A1 - Steel vacuum treatment automatic control system

Info

Publication number: SU899668A1
Application number: SU802927791A
Authority: SU
Inventors: Борис Петрович Чумаков; Геннадий Васильевич Алексенко; Виктор Николаевич Лебедев; Вильям Викторович Казакевич; Иван Егорович Косматенко; Владимир Иванович Сыров; Леонид Сергеевич Горохов; Лидия Сергеевна Ефремова
Original assignee: Московский институт стали и сплавов
Priority date: 1980-05-22
Filing date: 1980-05-22
Publication date: 1982-01-23

Description

Изобретение относитс к внепечной Обработке стали и может быть использовано дл проведени процесса вакуу мировани стали в ковше. Известно устройство управлени , которое содиржит масс-спектрометр со счетно-решающим устройством, соединенный с сумматором измерени расхода откачиваемых газов из вакуумной камеры. Сумматор соединен с входом экстремального регул тора, выход которого соединен со входом средств из менени расхода инертного газа, вводимого в металл П. Однако при использовании известного технического решени возникает необходимость использовать в услови сталеплавильного цеха масс-спектроме ра со счетно-решающим устройством, что требует выделение значительных производственных площадей. Кроме того , эксплуатаци указанного оборудовани в металлургическом цехе сопр жена со значительными трудност ми чповышенна температура, запыленность , вибраци и т.п.). Известно также устройство,которое содержит диафрагму, установленную на выходной трубе вакуумных насосов, дифманометр, преобразующий перепад давлени на диафрагме в электрический сигнал, измерительный прибор, привод дл вертикального перемещени вакуумной камеры, блок управлени приводом, блок перекидки выходного сигнала с экстремального регул тора, блок дифференцировани , вход которого соединен со средствами управлени измерени расхода отход щих газов, а выход - с : кстремальным регул тором, у которого вход через блок перекидки поочередно соедин етс со входом блока управле.ни приводом вертикального перемещени вакуумной камеры и со входом средств изменени расхода инертного газа t2J. Недостатком известной системы автоматического управлени вл етс то. 3 что в ней используетс один трубопро вод с установленным на нем регулировочным вентилем с исполнительным механизмом , один экстремальный регул тор , а поэтому известное устройство не может осуществл ть управление про цессом вакуумировани стали с использованием газовой смеси, состо ще из инертного и активного газов. Наиболее близким к изобретению вл етс система автоматического управлени процессом вакуумировани стали, котора содержит тензодатчики , установленные в крюках на вакуум ной камере, выход которых соединен с входами тензоусилител , сумматор, входы которого соединены с выходами тензоусилител , а выход через блок дифференцировани - с прибором дл измерени производной, блок переключени , вход которого соединен с прибором .дл измерени производной, а выходы- с экстремальными регул торами , у которых выходы соединены со средствами изменени расходов инертного и активного газов. Недостатком известной системы управлени вл етс то, что в ней оптимальные расходы инертного и активного газов экстремальные регул торы определ ют по экстремуму массы движущегос сло металла в вакуумной камере, использовать же тензометрическую аппаратуру при ковшевом вакуумировании металла нельз , так как масса металла в ковше во врем вакуумировани не измен етс . При вакуумировании стали в ковше широко используетс Тазова смесь, состо ща из инертного газа (аргона) и активного газа (фреона), так как введение активного газа в процессе вакуумировани позвол ет значительно снизить содержание водорода в металле , что повышает его качество. Целью изобретени вл етс сокращение времени вакуумировани и повышение качества металла при вакуумировании в ковше. Поставленна цель достигаетс тем что система автоматического управлени процессом вакуумировани стали, содержаща блок дифференцировани , выход которого соединен с прибором дл измерени производной, блок переключени , вход которого соединен с прибором дл измерени производной, а выходы - с экстремальными регул торами , у одного экстремального ре тул тора выход соединен со средствами изменени расхода инертного газа, а у другого экстремального регул тора выход соединен со входом исполнительного механизма, у которого выход соединен со средствами изменени расхода активного газа, дополнительно содержит диафрагму, установленную на выходной трубе вакуумных насосов, выход с которой соединен со входом дифманометра, прибор дл измерени расхода отход щих газов, у которого вход соединен с выходом дифманометра , а выход - с блоком дифференцировани , пористую пробку в днище ковша, на вход которой с выхода смесител подаютс инертный и активный газы. На чертеже представлена предлагаема система автоматического управлени процессом вакуумировани стали совместно с технологическим оборудованием . Система состоит из вакуумной камеры 1, ковша 2 с расплавом, пористой пробки 3, вакуумных насосов 4, на выходной трубе вакуумных насосов установлена диафрагма 5, выход с которой соединен с диф aнoмeтpoм6, прибора 7 дл измерени расхода отход щих газов, вход которого соединен с выходом дифманометра 6, а выход - с блоком 8 дифференцировани , блока Э переключени , вход которого соединен с выходом блока 8 дифференцировани , а выходы соединены с входами экстремальных регул торов 10 и 11, выход экстремального регул тора 10 соединен с выходом исполнительного механизма 12, регулировочного вентил 13, вход которого соединен с выходом исполнительного механизма 12, а выход через трубопровод инертного газа соединен со смесителем I газов, экстремального регул тора 11, выход которого соединен с входом исполнительного механизма 15, регулировочного вентил 16, вход которого соединен с выходом исполнительного механизма 15, а . выход через трубопровод активного газа - с входом смесител Т газов. Система автоматического управлени работает следующим образом. В вакуумную камеру 1 устанавливают ковш с расплавом 2, через гибкий шланг подключают трубопровод к пористой пробке 3, расположенной в дниг е ковш.а. Включают в акуумные насосы и в вакуумной камере 1 создаетс разрежение . Оператор включает системуThe invention relates to the secondary treatment of steel and can be used to carry out the process of vacuuming steel in a ladle. A control device is known that includes a mass spectrometer with a calculating device connected to an adder for measuring the flow rate of pumped gases from a vacuum chamber. The adder is connected to the input of an extremal controller, the output of which is connected to the input of the means for changing the flow rate of inert gas introduced into metal P. However, when using a known technical solution, it becomes necessary to use a mass spectrum with a calculating-decisive device in the conditions of the steelmaking shop, which requires allocation of significant production areas. In addition, the operation of this equipment in the metallurgical shop is associated with considerable difficulties (temperature, dust, vibration, etc.). It is also known a device that contains a diaphragm installed on the outlet pipe of vacuum pumps, a differential pressure gauge that converts the pressure drop across the diaphragm into an electrical signal, a measuring device, a drive for moving the vacuum chamber vertically, a drive control unit, an output regulator block with an extreme regulator, a block differentiation, the inlet of which is connected to the controls for measuring the flow of exhaust gases, and the output is from: a extreme regulator, whose input through the switch unit is cheredno is connected to the input of block upravle.ni drive vertical movement of the vacuum chamber and to the inlet means changes t2J inert gas flow. A disadvantage of the known automatic control system is that. 3 that it uses one pipeline with an adjustment valve installed on it with an actuator, one extreme regulator, and therefore the known device cannot control the process of steel vacuuming using a gas mixture consisting of inert and active gases. Closest to the invention is an automatic process control system for vacuuming steel, which contains strain gauges mounted in hooks on a vacuum chamber, the output of which is connected to the inputs of a strain amplifier, the adder, the inputs of which are connected to the outputs of the strain amplifier, and the output through the differentiation unit is measurement of the derivative, the switching unit, the input of which is connected to the device. for measuring the derivative, and the outputs with extreme regulators, in which the outputs are connected to means of measuring costs of inert and active gases. A disadvantage of the known control system is that in it optimal costs of inert and active gases, extreme regulators determine the extremum of the mass of the moving metal layer in the vacuum chamber, using the same strain gauge equipment during the bucket evacuation of the metal is impossible, because the mass of the metal in the bucket during the vacuum does not change. When vacuuming steel in a ladle, the pelvic mixture is widely used, consisting of an inert gas (argon) and active gas (freon), since the introduction of active gas during a vacuum process significantly reduces the hydrogen content in the metal, which improves its quality. The aim of the invention is to reduce the evacuation time and improve the quality of the metal when evacuating in the ladle. This goal is achieved by the fact that the system of automatic vacuuming of steel, containing a differentiation unit, the output of which is connected to a device for measuring the derivative, a switching unit, the input of which is connected to the device for measuring the derivative, and the outputs - with extreme regulators, in one extreme The torus outlet is connected to the means for varying the flow rate of the inert gas, and for the other extreme regulator, the outlet is connected to the inlet of the actuator, in which the output With the means of varying the flow rate of the active gas, it additionally contains a diaphragm mounted on the outlet pipe of vacuum pumps, the outlet of which is connected to the inlet of the differential pressure gauge, a device for measuring the flow of exhaust gases in which the inlet is connected to the outlet of the differential pressure gauge, a porous plug in the bottom of the ladle, to the entrance of which inert and active gases are fed from the exit of the mixer. The drawing shows the proposed system for automatic control of the steel vacuuming process together with the process equipment. The system consists of a vacuum chamber 1, a ladle 2 with a melt, a porous tube 3, vacuum pumps 4, a diaphragm 5 is installed on the outlet pipe of vacuum pumps, the outlet of which is connected to the diffuser 6, an instrument 7 for measuring the flow of exhaust gases, the inlet of which is connected to the output of the differential pressure gauge 6, and the output - with the differentiation unit 8, the switching unit E, the input of which is connected to the output of the differentiation unit 8, and the outputs connected to the inputs of the extreme regulators 10 and 11, the output of the extreme regulator 10 are connected to the output of the executive mechanism 12, an adjusting valve 13, the inlet of which is connected to the outlet of the actuator 12, and an outlet through an inert gas pipeline is connected to a gas mixer I, an extreme regulator 11, the outlet of which is connected to the inlet of the actuator 15, an adjusting valve 16, which is connected with the release of the actuator 15, and. exit through the pipeline of active gas - with the inlet of the mixer T of gases. The automatic control system works as follows. In the vacuum chamber 1, the ladle with the melt 2 is installed; through a flexible hose, the pipeline is connected to the porous plug 3, located in the bottom of the ladle. The vacuum pumps are turned on and a vacuum is created in the vacuum chamber 1. The operator turns on the system

автоматического управлени . Под воздействием разрежени начинаетс дегазаци металла, на диафрагме 5 возникает перепад давлени , которое через импульсные трубки передаетс на дифманометр 6. На дифманометре 6 перепад давлени преобразуетс в электрический сигнал, который поступает на прибор 7, шкала которого проградуирована в единицах расхода отход щих газов , через реостат дистанционной передачи показаний, сигнал с прибора 7 приходит на блок 8 дифференцировани , а с него сигнал поступает на блок 9 переключени , и он, в зависимости от знака сигнала, включает экстремельный регул тор 10, который подает си|- нал на исполнительный механизм 12.automatic control. Under the influence of vacuum, metal degassing begins, a diaphragm 5 causes a pressure drop, which is transmitted through pulse tubes to a differential pressure gauge 6. On a differential pressure meter 6, the pressure differential is converted into an electrical signal that goes to the device 7, the scale of which is calibrated in terms of exhaust gas flow, through rheostat of the remote transmission of readings, the signal from the device 7 comes to the differentiation unit 8, and from it the signal goes to the switching unit 9, and it, depending on the signal sign, turns on the Yelnia regulator 10 that supplies B | - nal to the actuator 12.

Исполнительный механизм 12 приводит во вращение регулировочный вентиль 13, обеспечива этим ввод инертного газа в металл. Расход отход щих газов увеличиваетс . Экстремальный регул тор 10 вновь подает р д cni- налов на увеличение расхода инертного газа, довод значение расхода отход щих -газов до максимума, при этом величина производной равна нулю. Как только величина производной от расхода отход щих газов приблизитс к нулю, блок 9 переключени отключае экстремальный регул тор 10 и включает экстремальный регул тор 11, который подает сигнал на исполнительный механизм 15. Исполнительный механизмThe actuator 12 causes the control valve 13 to rotate, thereby ensuring the introduction of an inert gas into the metal. Exhaust gas consumption increases. Extreme regulator 10 again supplies a series of cnanalov to increase the flow of inert gas, bringing the value of the flow of waste gas to a maximum, while the value of the derivative is zero. As soon as the value of the derivative of the waste gas flow approaches zero, the switching unit 9 switches off the extreme regulator 10 and turns on the extreme regulator 11, which sends a signal to the actuator 15. The actuator

15открывает регулировочный вентиль15 opens adjustment valve

16и в ковш с расплавом начинает поступать , нар ду с инертным, активный газ. Поступление активного газа снижает расход отход щих газов. По значению производной экстремальный регул тор 11 вновь подает р д сигналов на yвeJ ичeниe расхода активного газа, довод значени расхода отход щих газов до минимума. Как тол ко значение производной прибилизитс 16and the ladle with the melt begins to flow, along with the inert, active gas. The flow of active gas reduces the waste gas flow. In terms of the derivative value, the extremal controller 11 again provides a series of signals at ywej and the calculation of the flow rate of the active gas, bringing the value of the flow of flue gases to a minimum. How can a derivative value approximate?

к нулю, блок 9 переключени вновь включает экстремальный регул тор 10 и путем регулировани расхода инертного газа оп ть выводит значение расхода отход щих газов на максимум. Так, работа поочередно, эктремальны регул торы определ ют оптимальное значение расходов инертного pi активного газов, при которых расход отход щих газов максимален, обеспечива этим наилучший режим дегазации металла .to zero, the switching unit 9 again turns on the extreme regulator 10 and, by controlling the flow of inert gas, again brings the value of the flow of exhaust gases to the maximum. So, work alternately, extremal controllers determine the optimal value of the inert pi active gas flow rate, at which the waste gas flow rate is maximum, thus providing the best mode of metal degassing.

По мере дегазации металла интенсивность его перемещени в ковше снижаетс , что вызывает снижение расхода отход щих газов, на диафрагме 5 уменьшаетс перепад давлени , а следовательно , уменьшаетс величина и знак производной на блоке 8, вновь поочередно включаютс экстремальные регул торы 10 и 11 и оп ть вывод т прОAs the metal is degassed, the intensity of its movement in the ladle decreases, which causes a decrease in the waste gas flow, on the diaphragm 5 the pressure drop decreases, and consequently, the magnitude and sign of the derivative on the block 8 decreases, the extreme regulators 10 and 11 turn on again and again output t

цесс вакуумировани на оптимальный режим . Как только производна по расходу отход щих газов не будет измен тьс , вакуумирование прекращаетс (после трех пробных шагов экстремальный регул тор подает команду на прекращение вакуумировани ).vacuuming process to the optimum mode. As soon as the derivative of the waste gas flow rate does not change, the evacuation is stopped (after three trial steps, the extreme regulator issues a command to stop the evacuation).

Таким образом, предлагаема система автоматического управлени процессо вакуумировани осуществл етThus, the proposed system for automatic control of the process of evacuation is carried out

вакуумирование металла в ковше в оптимальном режиме, что позвол ет сократить врем вакуумировани и повысить качество металла за счет стабильности процесса.evacuating the metal in the ladle in an optimal way, which reduces the vacuum time and improves the quality of the metal due to the stability of the process.

Предлагаема система автоматического управлени процессом ковшового вакуумировани стали в опытном образце была испытана на предпри тиу(1 показала хорошие результаты. Так,The proposed system for automatic control of the steel bucket vacuuming process in a prototype was tested at the plant (1 showed good results. So,

например, при вакуумировании опытных плавок содержание кислорода в металле снижаетс по сравнению с серийн| ми плавками на 20-30, а количество водорода уменьшаетс с тдо 2,5 3 г.for example, when evacuating the test bottoms, the oxygen content in the metal decreases as compared to the serial by 20-30, and the amount of hydrogen decreases from 2.5 to 3 g.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 379638, cl. C 21 C 7/00, 1971.

2. USSR author's certificate

according to W 2685566, cl. C 21 C 7/00, 1978.

Waste