Устройство выдачи рекомендаций для управления кислородно- конвертерным процессом выплавки стали

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено для выдачи рекомендаций при управлении кислородно-конвертерным процессом выплавки стали. Цель - повышение качества выходного продукта и экономия энергоматериалов. Существо изобретения заключается в том, что для текущей пллавки производится ее сравнение по исходному состоянию с некоторым набором исходных состояний ранее проведенных плавок. В зависимости от исходного состояния текущей плавки и изменения на ней косвенных параметров (СО, СО<SB POS="POST">2</SB>) даются рекомендации по управляющим воздействиям (расход кислорода, подача сыпучих материалов). 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5д 4 С 21 С 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4284718/31-02 (22) 20.07.87 (46) 30.07.89. Бюл. )I - 28 (71) Институт кибернетики им. В.M Глушкова (72) В.И.Васильев, Ю.С.Каменев, П.Н,Коваль, В.В.Коноваленко, И,Ю.Мельник и А.В.Сколобанов (53) 669.184.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 977503, кл. С 21 С 5/30, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ВЫДАЧИ РЕКОМЕНДАЦИЙ

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНЫМ ПРОЦЕССОМ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металИзобретение относится к черной металлургии, в частности к управлению кислородно-конвертерным процессом, и может быть использовано для аналогичной цели и в случае мартеновской плавки, а также при определенных изменениях в других областях техники, при управлении сложными, плохо поддающимися строгому математическому описанию технологическими процессами.

Цель изобретения — повышение качества выходного продукта и экономия энергоматериалов.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — диаграммы изменений сигналов на выходах магнитографа; на фиг. 3 — блок-схема блока даргин и предназначено для выдачи рекомендаций при управлении кислородно-конвертерным процессом выплавки стали. Цель — повышение качества выходно го продук та и экономия энергоматериалов. Существо изобретения заключается в том, что для текущей плавки производится ее сравнение по исходному состоянию с некоторым набором исходных состояний ранее проведенных плавок. В зависимости от исходного состояния текущей плавки и изменения на ней косвенных параметров (СО, СО ) даются рекомендации по управляющим воздействиям (расход кислорода, подача сыпучих материалов).

3 ил. формирования исходного состояния текущей плавки.

Устройство состоит из магнитографа 1 с блоком 2 управления режимами работы магнитографа, имеющего ,шесть выходов: первый выход магнитографа 1 соединен с входом третьего блока 3 сравнения, второй вход которого связан с блоком 4 формирования ,исходного состояния текущей плавки., вход которого связан с блоком 5 датчиков информационно-измерительной системы, а выход третьего блока 3 сравнения через третье пороговое устройство 6 (пороговый элемент) связан с первым входом первого блока 7 двойного совпадения, выход которого соединен с блоком 2 управления

3 )497229 режимами работы магнитографа, связанного с первым 8 и вторым 9 ключами, второй и третий выходы магнито графа 1 связаны через четвертый 10 и третий 11 ключи, с блоком 12 выдачи рекомендаций, выход которого является. выходом устройства, четвертый выход магнитографа 1 связан через второй ключ 9 с первым входом первого блока 13 сравнения, второй вход которого ооединен с блоком 14 измерения интенсивности гаэообразования

C0, вход которого связан с блоком

5 датчиков, а выход первого блока 13 15 сравнения через первое пороговое устройство 15 соединен с первым входом второго блока 16 двойного совпадения, выход которого связан с третьим 11 и четвертью 10 ключами, пя- 20 тый выход магнитографа 1 соединен через первый ключ 8 с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого связан с выходом блока 18 измерения интенсивности газообразова- 25 ния СО, вход которого связан с блоком 5 датчиков, а выход второго блока 17 сравнения через второе: пороговое устройство 19 соединен с вторым входом второго блока 16 двойного сов- 30 падения, шестой выход магнитографа 1 связан с вторым входом первого блока

7 двойного совпадения, блок 20 определения времени продувки соединен с выходом блока 2 управления режимами работы магнитографа и с входами блоков 14 и 18 измерения интенсивности газообразования СО и СО, а входом устройства является блок 5 датчиков.

В качестве основного устройства .40 используется магнитограф НО-62, блоки сравнения — операционные усилитеII II ли, выполненные по схеме вычитатель (серия К140УД7), пороговые устройства — триггера Шмидта, ключи — реле 45 .типа РЭС-10, блок 2 управления режимами работы магнитографа 1 входит в комплект поставки стандартно-выпус каемого магнитографа НО-62, блоки двойного совпадения серии К155ЛАЗ (элементы И-НЕ), блок определения времени продувки — реле времени, блоки измерения интенсивности газообразования С0 СО-"ГИАМ-5M", блок выдачи рекомендаций — индикатор матрич- 55 ный — газоразрядный. (ИИГ1).

Устройство работает следующим образом.

До момента включения устройства в работу плавки систематизированы по исходному состоянию. Формируется обучающая последовательность из M плавок положительного опыта, каждая из которых задана исходным состоянием, конечным результатом, траекторией управления и траекториями косвенных параметров. По этой обучающей последовательности производится выделение плавок почти одинаковых по исходным состояниям. Каждой выделенной группе плавок ставятся в соответствие траектории управления и соответствующие им траектории изменения косвенных параметров, которые рекомендуются как программа управления для любой вновь организованной плавки, близкой по исходному состоянию. Данные о изменении интенсивности газообразования СО и СО, фиксированные через интервал времени, равный 3 с, являются косвенными параметрами, характеризующими основные выходные переменные (концентрацию углерода в металле и температуру металла). Косвенные параметры используются в качестве выходных переменных для организации процесса управления плавкой.

Все N плавок разбиты íà M групп по исходному состоянию, каждой из которых соответствует определенный уровень напряжения, подаваемый на первый выход магнитографа (фиг. 2).

Для каждой из М групп на магнитную ленту записаны в аналоговом виде графики изменения интенсивности газообразования СО (четвертый выход магнитографа), интенсивности газообразования СО (пятый выход магнитографа) и траекторий управления (расход во времени кислорода — второй выход, расход сыпучих материалов — третий выход). Дпя вновь проводимой плавки, задаваемой исходным состоянием, подаваемым на второй вход третьего блока

3 сравнения с блока 4 формирования исходного состояния текущей плавки, осуществляется вычитание заданного исходного состояния и сигналов различных исходных состояний, записанных на магнитную ленту и подаваемых с первого выхода магнитографа 1 на первый вход третьего блока 3 сравнения.,С шестого выхода магнитографа поступает управляющий сигнал на второй вход первого блока 7 двойного

5 (, 7 совпадения (фи(. 2), котс рый ((7((..(.т дпителье(ост(7 Т и (.остоит пэ л;(ух периодов t „и t . За время t„rlpoII(ходит сравнение вновь заданной величины и записанных на магнитную ленту уровней, при равенстве этой разности нулю срабатывает третье пороговое устройство 6, с выхода которого Ilocтупает "1" на первый вход первого 10 блока 7 двойного совпадения, который при поступлении двух "1" (с шестого выхода магнитографа 1 и с выхода третьего порогового устройства 6) на оба его входа подает сигнал в блок 2 управления режимами работы магнитографа, который в свою очередь осуществляет воспроизведение информации на магнитной ленте, подавая сигнал на первый 8 и второй 9ключи, в про— тивном случае осуществляется про— кручивание ленты до следующего уровня напряжения (уровни напряжения расположены в порядке возрастания, фиг.

2). Время воспроизведения информации (или прокручивания) равно t . Таким образом определяется местоположение на магнитной ленте группы плавок, соответствующей вновь задаваемому исходному состоянию. Прокручива- 30 ние или воспроизведение магнитной ленты осуществляется блоком 2 управления режимами работы магнитографа, входящими в общий комплект магнитографа 1.

Блок 5 датчиков информационно-измерительной системы конвертера включает в себя все датчики информационно-измерительной системы, собирающие и хранящие информацию о сос- 40 тоянии конвертера в каждый момент времени: а именно датчики массы чугуна, лома, сыпучих, расхода кислорода, интенсивности газообразования

СО2 и СО и т д.

20 I ge k., 1,...,9, В, R — средние значения по каждому из параметров исходного состояния соответственно.

Далее все значения ()ab(x„. сумми"1

25 ру тся в Ру реш щ м усилитех(ем

50

Для вновь проводимой плавки датчики информационно-измерительной системы определяют ее исходное состояние, которое формируется в блоке 4 формирования исходного состояния текущей плавки, откуда и поступает на первьгй вход третьего блока 3 сравнения, в которой происходит сравнение текущей (выполняемой плавки) с записанными на магнитограф плавками по исходному состоянию.

Блок 4 формирования исходного состояния текущей плавки представляет!

6 ((7(7((II lIo(. 1»1(oB

Масштабных усилителей н блоке 4 используется столько, сколько датчиков контрольно-измерительной системы характеризуют исходное состояние конвертера: массу чугуна, химический анализ чугуна (марганец, кремний, сера, фосфор в чугуне), температура чугуна, масса извести первой засыпки, простой конвертера (k=9). Масштабные усилители меняют входные напряжения на величину, равную среднему значению по каждому из параметров

ПЕ Ь((к ° П ВХ ((2 -7 BX I($ К(R(2 К9

В качестве основных элементов данного блока формирования исходного состояния текущей плавки используется стандартно-выпускаемые решающие усилители (активные че тыре хполю сник сумматор К014УД7 и масштабные усилители) . Значения R I, ...К„ однократно

КЕ задаются оператором до начала работы устройства. После выбора наиболее подходящей группы плавок по исходному состоянию замыкаются первый и второй ключи и воспроизводятся в реальном . масштабе времени необходимые зависимости косвенных параметров — изменения интенсивностей газообразования

С02 и СО, которые назовем эталонными кривыми.

При замыкании второго 9 и первого

8 ключей с блока 2 управления режимами работы магнитографа подается сигнал на блок 20 определения времени продувки. На второй и третий блоки

1 4, 1 8 устрой ства от информационноизмерительной системы конвертера поступают значения интенсивностей газообразования СО2 и газообразования

СО через каждый 3 с, задаваемых блоком 20 определения времени продувки.

На вторые входы первого 13 и второго

17 блоков сравнения поступает инфор1497229 маиия о эталонных зависимостях СО и СО в отходящих газах с четвертого и пятого выходов магнитографа 1. На первые входы первого 13 и второго 17 блоков сравнения поступает реальная зависимость изменения интенсивностей газообразования СО и СО с блоков 14 измерения интенсивности газообразования СО и блока 18 измерения интенсив-10 ности газообразования СО. При достижении разности реального и эталонного значений СО и СО порогового значения значения для первого 15 и второго 19 пороговых устройств на обеих входах 15 второго блока 1 6 двойного совпадения появляется "1", он срабатывает, подавая сигнал и замыкая четвертый 10 и третий 11 ключи, связанные с вторым и тре ть им в ход ам и м а гни то гр аф а 1 . 20

Таким образом, из группы плавок, .(а иб ол ее подходящих по и сходному состоянию, выбирается одна плавка, "ближайшая" по косвенным параметрам (изменении интенсивности газообразования СО и СО). На втором и третьем входах магнитографа находится информация об управляющих воздействиях (суммарном расходе кислорода и сыпучих материалов соответственно). При замыкании третьего 11 и четвертого

10 ключей воспроизводится информация об управляющих воздействиях выбранной выше предлагаемым способом плавки.

Данная информация поступает на блок

12 выдачи рекомендаций, являющийся выходом устройства . Блок выдачи рекомендаций — индикатор матричный газоразрядный (ИМГ), на котором высвечиваются рекомендованные значения 40 на текущую плавку по расходу кислоgoда и сыпучим материалом в реальном масштабе времени через каждые

3 с.

Таким образом, в процессе реально проводимой плавки устройством обеспечивается режим изменения во времени расхода кислорода и сыпучих материалов, соответствующий режиму, имеющему место при аналогичной плавке в прошлом. Этим обеспечивается необходимое удаление углерода и нужный химсостав стали.

Предлагаемое устройство по срав55 нению с прототипом обеспечивает больший экономический эффект за счет снижения числа плавок, идущих в брак, экономии кислорода и сыпучих материалов. Использование изобретения позволяет повысить процент плавок, выпущенных с первой повалки, на

7,2 в 1,5 раза снизить затраты на выплавку 1 т стали. формула изобретения

Устройство выдачи рекомендаций для управления кислородно-конвертерным процессом выплавки стали, содержащее блок определения времени продувки, соединенный с блоком измерения интенсивности газообразования

СО, первый блок .сравнения, соединенный с вторым ключом, второй блок сравнения, соединенный с первым ключом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с. целью повышения качества выходного продукта и экономии энергоматериалов, оно дополнительно содержит магнитограф с блоком управления режимами работы магнитографа, первый и второй блоки двойного совпадения, третий и четвертый ключи, блок выдачи рекомендаций по управлению, первый, второй и третий пороговые элементы, блок измерения интенсивности газообразования СО, третий блок сравнения, блок формирования исходного состояния текущей плавки, при этом первый выход магнитографа, соединенного с блоком управления режимами работы магнитографа, соединен с первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока формирования исходного состояния текущей плавки, вход которого соединен с датчиками информационно-измерительной системы, а выход третьего блока сравнения через третий пороговый элемент соединен с первым входом первого блока двойного совпадения, выход которого соединен с блоком управления режимами работы магнитографа, соединенного с первым и вторым ключами, второй и третий выходы магнитографа соединены через четвертый и третий ключи с блоком выдачи рекомендаций, выход которого является выходом устройства, четвертый выход магнитографа соединен с вторым ключом, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом блока измерения интенсивности газообразования СО, вход которого соединен с датчиками информационноизмерительной системы, а выход пер1497229

1нМ

Z быи8

duroc

1f быюад

Х блад вого блока сравнения через первый по- роговый элемент соединен с первым входом второго блока двойного совпадения, выход которого соединен с третьим и четвертым ключами, пятый выход магнитографа соединен с первым ключом, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом блока измерения интенсивности газообразования СО, вход которого соединен с датчиками информационно-измерительной системы, а выход второго блока сравнения через второй пороговый элемент соединен с вторым входом второго блока двойного совпадения, шестой выход магнитографа соединен с вторым входом первого блока двойного совпадения, блок определения времени продувки соединен с выходом блока управления режимами работы магнитографа и входом блока измерения интенсивности газообразования.

1 497229

Составитель А. Абросимов

Редактор Н.Киштулинец Техред М. Коданич Корректор В. Гирняк

Тираж 530

Заказ 4408/30

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðoä, ул. Гагарина,101