Реферат Автоматизация конвертерного производства
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
8. АВТОМАТИЗАЦИЯ
Самым распространенным способом производства стали в настоящее время
является кислородно-конвертерный процесс с верхней продувкой, который
заключается в продувке жидкого чугуна кислородом, подводимым к металлу
сверху через сопла водоохлаждаемой фурмы. При этом выгорают примеси
чугуна- углерод, кремний, марганец. сера, фосфор, а продукты реакции
переходят в шлак или в газовую фазу. При экзотермических окислительных
реакциях тепла выделяется больше, чем нужно для нагрева стали до темпера-
туры (1600- 1640°С), поэтому в шихту вводят охладители- стальной лом или
железную руду. Для формирования шлака и обеспечения десульфурации и
дефосфорации применяют известь.
Конвертерный процесс протекает очень быстро, что является его основ-
ным преимуществом с точки зрения достижения высокой производительно-
сти агрегата, но и задает значительные трудности, усложняющие управление
плавкой. В ходе плавки отсутствует непрерывная информация о составе ме-
тала, и поэтому основной трудностью прекращение продувки при заданном
содержании углерода. Скорость выгорания углерода настолько велика, что
минимум продувки соответствует переходу к стали другой марки. Дополни-
тельная трудность заключается в том, что к моменту прекращения продувки
температура металла также должна быть в заданных пределах.
Главная задача управления конвертерной плавкой- получение заданного
состава стали по углероду, что в основном сводится к определению времени
прекращения продувки. Эта задача сложна, так как информация о содержа-
нии углерода в металле отсутствует.
В кислородном конвертере в процессе плавки автоматически контро-
лирутся следующие параметры:
- положение кислородной фурмы;
- расходы кислорода на продувку и охлаждающей воды на фурму;
- давления кислорода на продувку и охлаждающей воды;
- температуры чугуна, стали, конвертерных газов и охлаждающей воды пос-
ле фурмы;
- составы металла и конвертерных газов.
Структура управления процессом плавки является одноуровневой цен-
трализованной, т.е. управление объектом автоматизации осуществляется с
одного пункта управления.
Для управления используются статические и динамические методы.
Статические методы основаны на использовании начальной информации о
входных параметрах для получения требуемых параметров в конце продувки.
Динамические методы управления процессом плавки изменяются по ходу и
характеризуются двумя стадиями: получение непрерывной информации о хо-
де процесса для осуществления обратной связи и выработка динамических
управляющих воздействий.
Статические методы с достаточной степенью точности позволяют опре-
делить количество шихты, кислорода, необходимого для окисления приме-
сей, охладителей, которые необходимо внести для получения требуемой тем-
пературы металла в конце плавки, и шлакообразующих, для получения в кон-
це операции шлака нужного состава. При динамических методах управления
на основе непрерывно получаемой информации о составе и температуре ван-
ны осуществляется непрерывное регулирование интенсивности подачи кис-
лорода.
8.1 Описание функциональной схемы контроля и регулирования
технологических параметров конвертера.
Данные о химическом составе и температуре чугуна поступают в глав-
ный пост управления конвертером. Основной технологической операцией
плавки является продувка ванны кислородом. На основании данных о коли-
честве, составе шихты, температуры жидкого чугуна, заданной марки стали,
а также руководствуясь технологическими указаниями, машинист дистрибу-
тора определяет количество кислорода на плавку.
Контроль положения фурмы. Информация об установке фурмы и глу-
бине ее погружения от двух сельсин- датчиков, установленных на каретке
фурменной машины и на механизме подъема- опускания фурмы поступает на
преобразователи сигнала. Положение фурмы отображается на вторичном
приборе, установленном на щите управления конвертером.
Контроль и управление расходом кислорода. Измерение расхода кисло-
рода осуществляется при помощи измерительной диафрагмы, устанавлива-
емой на кислородопроводе. Сигнал поступает на преобразователь- датчик
дифференциального давления. Результат измерения передается на регистри-
рующий прибор щита управления конвертером. Управление расходом осу-
ществляется регулятором расхода кислорода. Данные для регулирования
поступают с датчика дифманометра и с задатчика, при помощи которого
устанавливается необходимое значение расхода кислорода. Когда количество
продутого кислорода станет равным заданному, регулятор подает сигнал на
отключение подачи кислорода. На основании величины поступившего сиг-
нала исполнительный механизм воздействует на величину открытия задвиж-
ки, установленной на трубопроводе кислорода.
Контроль давления перед фурмой. Кислород на фурмы поступает по двум
ниткам. Для выбора нитки используется ключ управления, установленный
на щите управления конвертером. В качестве датчика давления используется
измерительный преобразователь избыточного давления, устанавливаемый на
стенде датчиков. Сигнал от преобразователя поступает на вторичный показы-
вающий и регистрирующий прибор давления, расположенный на щите упра-
вления конвертером.
Время продувки. Контроль продувки осуществляется, помимо прочих
параметров, по времени продувки. В момент подачи кислорода в конвертер
автоматически включается электрический секундомер, который по истечении
заданного времени продувки замыкает контакт, срабатывает световая и зву-
ковая сигнализация.
Контроль температуры чугуна. Контроль температуры чугуна , подава-
емого к конвертерам, осуществляется при помощи автоматизированной тер-
мопары погружения. При остановке чугуновоза у места измерения темпера-
туры, автоматически замыкается командный контакт, и логическая схема на
на электромагнитных реле обеспечивает последовательность операций по по-
гружению термопары в ковш, измерению температуры и подъему термопары
из ковша. Данные контроля регистрируются на вторичном регистрирующем
приборе.
Контроль температуры стали. Замер температуры стали осуществля-
ется платино- и платинородиевыми термопарами погружения. Сигнал от
датчика температуры поступает к преобразователю сигнала, а затем на
вторичный прибор щита управления конвертером.
Контроль состава и температуры отходящих газов. Информация
о составе и температуре отходящих газов поступает на щит конвертера на
вторичный показывающий и регистрирующий прибор от газоанализаторов
и датчика температуры, установленных в тракте газоочистки.
Контроль температуры отходящей от фурм воды. Контроль осущест-
вляется замером температуры воды на трубопроводах отвода охлаждающей
воды от фурм. В качестве датчиков используются термометры сопротивле-
ния. Сигналы через преобразователи передаются на вторичный регистриру-
ющий прибор, установленный на щите конвертера. В случае повышения тем-
пературы выше допусимых пределов загораются лампы сигнализации на щи-
те управления конвертером.
Контроль расхода воды на охлаждение фурмы. На трубопроводах воды
устанавливаются измерительные диафрагмы, данные от которых передаются
на датчики- расходомеры. Результаты измерений поступают на вторичные
регистрирующие приборы на щите конвертера.
Управление отключающими задвижками на кислородо- и водопроводах.
Управление осуществляется переключением ручных переключателей, кото-
рые через преобразователи посылают сигналы на рабочие механизмы отклю-
чающих задвижек, которые, в свою очередь, воздействуют на открытие или
закрытие задвижек подачи воды, кислорода.
Аварийные блокировки. Для обеспечения надежной безаварийной работы
агрегата предусматривается автоматический подъем фурмы с отсечкой кис-
лорода в следующих случаях:
1) падение давления кислорода;
2) падение давления охлаждающей воды;
3) нагрев охлаждающей воды выше допустимого предела;
4) минимальный или максимальный расход охлаждающей воды;
5) минимальный расход воды на газоочистку;
6) минимальный расход воды в контурах котла- утилизатора;
7) минимальный расход дутья для дожигания оксида углерода в отходя-
щих газах.
8.2 Задачи автоматизированной системы управления и ее структура.
Конвертерный процесс производства стали является очень быстро-
течным, и человек, каким бы он не был, в силу своих объективных и субъ-
ективных причин не может вести технологический процесс без помощи
КИП и других средств контроля и автоматизации.
При ведении технологического процесса плавки необходимо изме-
рять, контролировать и поддерживать на заданном уровне технологичес-
кие параметры процесса, а также управлять устройствами, при помощи
которых выполняются технологические операции.
Основные параметры, контролируемые в процессе конвертерной
плавки, приведены в таблице.
| Параметры | Прибор для контроля (способ контроля) | Пределы измерения |
| Положение корпуса конвертера | Сельсин-датчик, сельсин-датчик | ------------ |
| Положение кислородной фурмы | Сельсин-датчик, сельсин-датчик | ------------ |
| Продолжительность продувки | Секундомер | ------------ |
| Расход кислорода | Диафрагма и дифманометр | Зависит от емкости конвертера. |
| Расход охлажденной воды на фурму | Диафрагма и дифманометр | Тоже |
| Давление кислорода | Манометр | 1,5 МПа |
| Давление охлаждающей воды | >> | 1 – 1,2 МПа |
| Температура охлаждающей воды после фурмы | Термометр сопротивления | 10 – 60 0С |
| Содержание углерода в металле | Анализ пробы в экспресс-лаборатории; расчет по балансу углерода | 0,05 – 95% |
| Температура металла | Термопара погружения, термопара непрерывного замера, пирометр. | До 1800 0С |
| Анализ конвертерных газов из вертикального газохода | Автоматические газоанализаторы. | До 79% СО, 15% СО2, 5% О2, 1% Н2 |
| | Колокольный дифманометр | + 30 |
