Синтез автоматической системы управления газовыми потоками конвертерного передела

• Автор: Аникин, Михаил Константинович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследований.

1.1. Конвертерное производство в цветной металлургии.

1.2. Газоходная система конвертерного производства

1.2.1. Межцеховая газоходная система

1.2.2. Газоходная система металлургического цеха

1.3. Опыт создания автоматических систем управления газовыми потоками.

1.4. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. Газоходная система как объект управления, синтез системы нижнего уровня управления

2.1. Математическая модель газоходной системы.

2.1.1. Расчет статического режима функционирования газохода.
2.1.2. Моделирование статического режима работы газохода конвертера.
2.2. Динамическая математическая модель газоходной системы
2.2.1. Элемент газохода.
2.2.2. Зазор между напыльником и конвертером
2.2.3. Конвертер
2.2.4. Дымосос
2.2.5. Динамическая модель газоходной системы.
2.2.6. Результаты моделирования.
2.3. Синтез систем управления газовым режимом.
2.3.1. Методика синтеза регулирующего устройства
2.3.2. Параметрический синтез регуляторов.
2.4. Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. Синтез автоматической системы управления эвакуацией газа.
3.1. Структура среднего уровня АСУ
3.1.1. Адаптивный блок
3.1.2. Блок выбора режима.
3.2. Математическая модель газоходной системы.
3.2.1, Модель разбавления газа в статическом режиме.
3.2.2. Динамическая модель эвакуации газа конвертерного передела
3.3. Синтез адаптивной системы управления.
3.3.1. Критерий эффективности функционирования АСУ
3.3.2. Синтез экстремального регулятора.
3.3.3. Функционирование экстремальной системы управления в динамических режимах
3.3.4. Функционирование АСУ в обстановке помех.
3.4. Синтез блока выбора режима функционирования АСУ.
3.5. АСУ при измерении температуры газа
3.6. Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. Синтез верхнего уровня управления газовыми потоками конвертерного передела.
4.1. Структурная схема системы управления верхнего уровня
4.2. Имитационная модель газоходной системы конвертирования
4.3. Выводы по главе 4.
Заключение.
Литература


Рафинирование меди от никеля осуществляется во втором периоде, когда содержание серы становится меньше 1,5-1,7%. Для более полного удаления никеля и получения черновой меди с содержанием 0,5-0,7% никеля необходимо обеспечить выполнение двух требований: содержание серы - не более 0,% и температура черновой меди -°С. С ростом температуры растворимость закиси никеля в меди увеличивается. Снижение температуры расплава в конвертере достигается введением холодных присадок - анодного шлака, корок, выбивок. Подача кислородного дутья в конвертер производится через фурму с диаметром сопла мм. При давлении кислорода - кгс/см пропускная способность фурмы - нм /мин кислорода. Продолжительность продувки т штейна до черновой меди составляет при этом - минут. С []. Во время продувки разрежение в газоходе изменяется, т. Это приводит к выбиванию газов с высоким содержанием сернистого ангидрида в атмосферу цеха, в зазоры между горловиной конвертера и напыльником, и стационарным газоходом. При снижении содержания серы в расплаве конвертера ниже 0,3-0,2% в конвертерный шлак начинает интенсивно переходить никель. Медь насыщается кислородом, а содержание сернистого ангидрида в газах резко снижается. При этом изменяется характер факела над горловиной конвертера - факел становится более прозрачным, вялым. Сплошное непрозрачное пламя уменьшается до отдельных языков. По изменению факела визуально оценивают время окончания плавки. Производство непрерывного анализа газов на масс-спектрометре позволяет определить готовность меди более точно, сократить число повалок конвертера для отбора промежуточных проб меди []. В зависимости от периода плавки, температуры ведения процесса, интенсивности продувки изменяются внешние признаки, по которым можно достаточно точно судить о ходе процесса. В ходе плавки изменяется характер факела, его цвет, прозрачность количество отходящих газов; звук, сопровождающий продувку; брызгоунос; размеры и количество брызг; яркость массы и футеровки конвертера. Яркость факела увеличивается с ростом температуры отходящих газов. Прозрачность факела увеличивается со снижением содержания сернистого ангидрида и запыленности в газах. Режимные параметры конвертирования штейна представлены в табл. Табл. Данная технология характеризуется весьма высокой производительностью при практически полном отсутствии ручного труда. Образующиеся твердые «никелевые» шлаки легко удаляются из конвертера при его повороте. Черновая медь содержит до 0,6 % N1 [0]. С мая года на конвертерном участке введена дополнительная технологическая операция - обработка конвертерных шлаков газовой смесью перед вывалкой в ковш. Продувка шлака производится в течении - минут. После этого производится его вывалка в ковш. Несмотря на использование кислородного дутья в конвертерах из-за периодического характера работы агрегатов добиться стабильного потока высокосернистого газа не удалось. Необходимо отметить также, что при вдувании медного концентрата имеет место повышенный пылевынос (около 6%). В конце -х начале -х годов было предложено проводить операцию конвертирования белого штейна до чернового металла в отдельных агрегатах - вертикальных конвертерах с верхним кислородным дутьем. В медеплавильном производстве такая раздельная технология (первый период - в горизонтальных, второй - в вертикальных конвертерах) оправдана получением "более чистой меди, так как она является лучшим коллектором примесей, чем белый штейн. Такая схема обладает рядом других преимуществ по сравнению с традиционной схемой конвертерного передела. Так при переработке никельсодержащих медных штейнов отсутствует операция уборки; сухого никелевого шлака, улучшаются условия труда, упрощаются или полностью отсутствуют трудоемкие операции. Вертикальные конвертеры можно установить напротив анодных печей. Такая планировка позволяет разделить грузовые потоки. Одновременно улучшается работа кранового хозяйства. Благодаря использованию кислородного дутья, количество конверторов сокращается: на четыре горизонтальных конвертера требуется два вертикальных в расчете на вместимость каждого 0 т.