Главная страница ДонНТУ Магистры ДонНТУ
Магистерская диссертация Биография Электронная библиотека Ссылки по теме Отчет о поиске Индивидуальное задание
В период с 2000 по 2002 г. система раннего обнаружения шлака ("ДШ – К") была разработана фирмой ЗАО "ТЕХНОАП" и испытана на ОАО " ММК" при активной поддержке персонала конвертерного цеха, центральной лаборатории и технологического управления комбината.На данный момент заключен контракт на поставку системы ДШ – К на три конвертера ОАО "ММК" в 2002-2003 гг.Работа содержит краткую характеристику системы,структуру и назначение блоков.Проведен анализ эффективностиработы системы.
Система раннего обнаружения шлака при выпуске металла из конвертера предназначена для снижения количества конвертерного шлака, попадающего в сталеразливочный ковш, что, в свою очередь, влечет за собой
- снижение расхода ферросплавов и алюминия за счет снижения массы окисляющихся элементов; повышение стойкости сталевыпускного отверстия за счет снижения количества проходящего через не го конвертерного шлака с высокой окисленностью; повышение стойкости шлаковых поясов сталеразливочных ковшей за счет снижения массы попадаю щего в ковш конвертерного шлака.
В период с 2000 по 2002 г. система раннего обнаружения шлака ("ДШ-К") была разработана фирмой ЗАО "ТЕХНОАП" и испытана на ОАО " ММК" при активной поддержке персонала конвертерного цеха, центральной лаборатории и технологического управления комбината. На данный момент заключен контракт на поставку системы ДШ-К на три конвертера ОАО "ММК" в 2002-2003 гг.
Разработка системы состояла из нескольких этапов, которые включали в себя следующее: анализ существующих технологий и способов раннего обнаружения шлака в струе металла и выбор опти мального технического решения; • из существующих технологий контроля содержания шлака в струе металла наиболее широко применяются электромагнитный и инфракрасный метод. При их сравнении можно отметить, что контроль шлака электромагнитным методом позволяет определять количество шлака в струе независимо от его положения (в центре струи или на поверхности), в то время как инфракрасная камера позволяет обнаружить шлак только на поверхности со стороны установки камеры. • математическое моделирование электромагнитного датчика с различными конфигурациями и положениями его обмоток; • исследования макета электромагнитного датчика; имитация струи металла и шлака цилиндрами из немаг нитной стали; • промышленные испытания датчика с помощью лабораторного оборудования; определение динамических характеристик процесса проникновения шлака в струю стали. Основными проблемами, которые возникали при разработке, были обеспечение термической устойчивости конструкции датчика и независимости измерений от влияния мешающих факторов: температурный дрейф, пульсации струи металла, и др.
Система "ДШ-К" имеет структуру, показанную на рис. 1. Чувствительный элемент встроен в футеровку летки конвертера. Термостойкий кабель от чувствительного элемента проложен по опорному кольцу и цапфе конвертера Датчик угла наклона конвертера – предназначен для определения режима работы конвертера (загрузка металла, плавка, слив металла, слив шлака). Блок усиления сигналов – предназначен для усиления мощности литания датчика шлака. Блок обработки сигналов – предназначено для обработки сигналов датчиков, формирования информации для пульта оператора. Станция технологического мониторинга – предназначена для настройки параметров системы и для записи архивов работы системы.
Установка системы "ДШ – К" предполагает встройку датчика в летку конвертера и прокладку кабеля от датчика по опорному кольцу и цапфе конвертера. В связи с этим установка системы должна происходить во время ремонта конвертера. Кроме того, установка системы включает в себя: • монтаж электронных блоков з помещении поста оператора и в помещении автоматики, - прокладку кабельных трасс от поста оператора до помещения автоматики и до цапфы конвертера, - установку кроссблока с датчиком угла наклона конвертера на выходном конце цапфы конвертера. Во время последующих ремонтов конвертера в летку должен устанавливаться новый датчик; т.к. во время удаления старой футеровки датчик неизбежно повреждается. Остальное оборудование системы замены не требует.
Принцип работы датчика шлака: Работа датчика основана на формировании в зоне струи металла переменного электромагнитного поля. В жидком металле возникают вихревые токи, создающие вторичное поле, измеряемое датчиком. При появлении в струе шлака величина вихревых токов изменяется, и это регистрирует датчик Основные функции системы: - детектирование шлака в струе ме талла; - измерение угла наклона конвертера; - измерение времени слива метала; - архивация данных о работе системы.
Система "ДШ-К11 работает в автоматическом режиме, т.е. не требует обязательного участия оператора. Но при необходимости оператор по своему усмотрению может изменять настройки системы (порог срабатывания звукового сигнала) и проводить тестирование системы. Система имеет два основных режима работы: режим "ожидание" и режим "измерение". В режиме "ожидание" система находится во время загрузки и плавки металла в конвертере. Переход в режим "измерение" происходит автоматически при повороте конвертера на угол, соответствующий началу слива металла и при появлении струи металла в выпускном канале. В этот момент происходит автокалибровка датчика. В режиме "измерение" на экране пульта оператора отображается величина сигнала "Шлак" Появление в струе металла шлака приводит к изменению сигнала "Шлак" от 0 до 100 %. При превышении установленного предела ("Отсечка") включается звуковой сигнал.
При работе системы, на станции технологического мониторинга, которая расположена в помещении автоматики, создается архив, в который записываются основные параметры работы системы. Анализ архива может проводиться с помощью специального просмоторщика архивов на самой станции технологического мониторинга или на любом компьютере при включении станции в локальную сеть цеха. При анализе архивов можно получить информацию о времени слива плавки, об управлении углом наклона конвертера, реакции оператора на сигнал системы и др. При необходимости некоторые из этих данных могут передаваться для каждой плавки в базу данных АСУТП.
При работе с системой отмечены некоторые особенности, характерные для слива металла из конвертера. Проведя анализ накопленных за время работы системы данных можно классифицировать события следующим образом:
Время, указанное в таблице соответствует разнице между моментами обнаружения шлака системой и началом обратного поворота конвертера. Это время было измерено, когда система работала, но звуковой сигнал был отключен (рис. 2) После включения звукового сигнала время с момента обнаружения шлака системой до прекращения слива сократилось в среднем до 1 – 2 сек. (рис. 3).
Отмечены закономерности, связанные с влиянием состоянием выпускного отверстия на равномерность слива металла. В связи с этим сигнал системы "ДШ – К" о содержании в струе шлака имеет различный уровень шума, связанный с состоянием выпускного канала. При этом, очевидно, что при большем уровне шума величину "отсечки" приходится увеличивать, для предотвращения ложного срабатывания звукового сигнала. При определенном состоянии сталевыпускного канала возникают явно выраженные пульсации струи металла. Помимо влияния на сигнал датчика, при пульсациях струи увеличивается время слива стали, что отрицательно влияет на качество процесса. Фрагмент архива системы "ДШ – К" показан на рис. 5.
Во время работы системы в период с 8 июля по 2 августа 2002 г. проводилась работа по оценки эффективности работы системы "ДШ – К". Для оценки были взяты по 23 плавки на конвертере, оборудованном системой "ДШ – К", и на необорудованном конвертере. В результате обработки полученных данных было установлено, что толщина шлака в сгалеразливочном ковше при выплавке низкоуглеродистого металла (типа 08ю) на оборудованном конвертере на 9 мм (0,4 т) меньше, чем на необорудованном. Отмечено увеличение усвоения вводимых элементов – так, усвоение марганца увеличилось на 4,4 %, алюминия – на 1,4 %. Кроме того, прирост фосфора за время доводки металла уменьшился на 0,001 %.
При выплавке углеродистого металла (типа СтЗ) толщина шлака в сталеразливочном ковше уменьшилась в среднем на 40 мм. (1,8 т). Отмечено, что усвоение вводимых раскислителей увеличилось (марганца – на 1 %, кремния – на 2 %, углерода – на 4 %). Кроме того прирост фосфора за время доводки металла уменьшился на 0,002 %. При экономической оценке эффективности можно показать, что при снижении количества шлака в сталеразливочном ковше на 20 мм, количество окисляющегося алюминия уменьшается на 0,104 кг/т. При производстве стали 8 млн т/год и цене алюминия –— 26959 руб./т, экономия только за счет уменьшения расхода алюминия составит 22.429.888 руб.
Магистерская диссертация Биография Электронная библиотека Ссылки по теме Отчет о поиске Индивидуальное задание
Главная страница ДонНТУ Магистры ДонНТУ