Разработка методов контроля и управления шлаковым режимом конвертерной плавки при переделе фосфористого чугуна

• Автор: Намазбаев, Тлеухан Серикбаевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
Глава I. СУ1ПЕСТВУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ В ОБЛАСТИ УПРАВЛЕНИЯ ШЛАКОВЫМ РЕШМОМ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКИ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Задачи совершенствования управления технологическими режимами конвертерной плавки

1.2. Требования к шлаковому режиму при конвертерном переделе фосфористого чугуна.

1.3. Методы статического управления шлаковым режимом конвертерной плавки.

1.4. Методы динамического управления конвертерной плавкой.

1.4Л. Методы динамического управления плавкой на основе использования прогнозирующих математических моделей процесса

1.4.2. Методы динамического управления шлаковым режимом конвертерной плавки

1.5. Постановка задачи исследования.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ШЛАКА В ВАННЕ КОНВЕРТЕРА ПЖ ПЕРЕДЙШ ФОСФОРИСТОГО ЧУГУНА
2.1. Определение спектрального диапазона резонансных частот свободного объема рабочего пространства для большегрузных конвертеров Карметкомбината
2.2. Зависимость резонансной частоты свободного объема от геометрической формы рабочего пространства конвертера при изменении уровня шлака.
2.3. Исследование и разработка алгоритма учета влияния эффекта Доплера на регстрируемую величину резонансной частоты свободного объема рабочего пространства конвертера
2.4. Исследование и разработка алгоритма определения уровня шлака с учетом влияния износа футеровки по ходу кампании конвертера.
2.5. Выводы по второй главе
Стр.
Глава 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ШЛАКА, СКОРОСТИ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ И СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА
3.1. Описание функциональной схемы системы контроля уровня шлака, скорости обезуглероживания и содержания углерода.
3.2. Устройство для контроля процесса шлакообразования УК1
3.2.1. Описание функциональной схемы
3.2.2. Экспериментальные исследования по выбору резонансной частоты частотноизбирательного усилителя УК1
3.3. Мнемосхема индикации уровня шлака и содержания углерода в ванне конвертера.
3.4. Программное обеспечение системы контроля уровня шлака, скорости обезуглероживания и содержания углерода в ванне конвертера
3.5. Внедрение системы в производство.
3.6. Выводы по третьей главе
Глава 4. ЭКСПЕШМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РОЖ ШЛАКОМЕТАЛЖЧЕСКОЙ ЭМУЛЬСИИ В ПРЕССАХ РАШНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ШЛАКОВЫМ РЕЖИМОМ ПЖ ПЕРЕДЕЛЕ ШЖЭЖСТОГО ЧУГУНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ.
4.1. Условия проведения промышленных исследований
4.1.1. Шихтовые материалы.
4.1.2. Основные параметры контрольноизмерительной аппаратуры.
4.1.3. Состояние технологии выплавки стали
4.2. Экспериментальная проверка алгоритма определения уровня шлака в ванне конвертера.
4.3. Исследование влияния уровня шлака в ванне конвертера на дефосфорацию металла.
4.4. Исследование возможности прогнозирования выбросов из конвертера и оценки состояния шлакометаллическои эмульсии.
4
4.5. Разработка методов управления шлаковым режимом конвертерной плавки при переделе фосфористого чугуна.
4.5.1. Разработка алгоритма управления положением кислородной фурмы по ходу продувки.
4.5.2. Разработка алгоритма управления присадкой сыпучих материалов при переделе фосфористого чугуна.
4.5.3. Разработка алгоритма управления интенсивностью продувки кислорода
дутья по ходу плавки
4.6. Выводы по четвертой главе.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основой статической системы управления является математическая модель процесса, в которой текущая координата времени в явном виде исключается из числа переменных факторов, влияющих на процесс, и не рассматриваются изменения, происходящие в системе при переходе из начального в конечное состояние 6,8. Математическая модель представляет собой формализованное отображение изучаемых процессов и законов, обуславливающих пове
дение объекта, а степень ее адекватности истинной картине и сложность модели определяется, прежде всего, сформулированной целью управления. В настоящее время нет четкой классификации имеющихся статических алгоритмов управления конвертерной плавкой. Основой для классификации алгоритмов управления и соответствующих систем могут служить идеи и методы, положенные в основу структуры математического обеспечения. Построение статистических алгоритмов требует для кавдого конкретного объекта большого количества информации. При изменении условий процесса переход на другую технологию требуется проверка всех статистических связей, заложенных в разработанную статистическую модель. Преимущество статистической модели заключается в том, что она допускает возможность определенного незнания точного описания внутренних явлений, происходящих в агрегате. Балансовые алгоритмы строятся на основе материальных и тепловых балансов с использованием известных физикохимических закономерностей процесса. Область применения таких моделей гораздо шире, чем статистических, так как они более полно отражают про цессы, происходящие в объекте, и не зависят от конкретных особен
ностей агрегата. Основная трудность при построении такой модели возникает изза несовершенства знаний о процессе необходимо знать точные значения термодинамических коэффициентов, механизм протекающих реакций, их взаимосвязи. Каждому из рассмотренных выше двух подходов к созданию алгоритма расчета шихты статистическому и балансовому свойственны свои недостатки. Балансовые уравнения громоздки и требуют привлечения некоторых допущений. Статистические алгоритмы лишены универсальности, их коэффициенты пригодны лишь в узком интервале колебаний параметров для данного цеха или конвертера. Возможен третий метод создания алгоритма расчета шихты, который является в какойто степени синтезом двух уже рассмотренных, но отличается относительной простотой. Этот метод называется эмпирическим и основан на формализации действий оператора при ручном управлении. Примером эмпирических алгоритмов могут служить алгоритм,разработанный французским институтом ИРСИД для завода в Дюнкерке. Ниппон Кокан , и алгоритм, разработанный ЦНИИЧМ им. И.П. Бардина в . Следует отметить, что структура любых алгоритмов предварительно может задаваться неоднозначно с указанием нескольких возможных вариантов для выполнения отдельных операций и конкретизироваться в результате дальнейших исследований, в том числе и на действующем агрегате, в частности, это возможно на основе концепции коллектива решающих правил . Исторически сложилось так, что первые исследования, проведенные в ряде стран по управлению конвертерным процессом, выразились в разработке статических систем управления конвертерной плавкойб, . Как показывает анализ истории их развития, к этим системам вначале предъявлялись завышенные требования. Они сводились к тоцу, что система, работая в режиме советчик оператора, должна была по начальным условиям фактически предсказать точное конечное состояние ванны по окончанию продувки, рассчитывая только интегральные воздействия на процесс. Однако опыт эксплуатации этих систем показал, что эффективность такого статического управления ограничена точностью определения входных параметров, воспроизводимостью процесса в конвертере, степенью совершенства моделей . В обычных условиях статическая система управления позволяет получить с первой повалки заданные значения содержания углерода и температуры для плавок, т. Применительно к задаче управления шлаковым режимом в рамках статического управления производится расчет интегрального количества извести и других шлакообразующих материалов на всю плавку без распределения их во времени. Один из первых и наиболее простых алгоритмов расчета количества извести на плавку разработан сотрудниками ЦНИИЧМ им. И.П. Бардина 7 ю и является частью балансового алгоритма расчета шихты.