Bogyshevskiy, V. S.

Egorov, K. V.

Богушевский, В. С.

Егоров, К. В.

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

Матеріали III Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 19-20 листопада 2014.  5 Секція: ФІЗИКО-ТЕХНІЧНІ ОСНОВИ РОЗВИТКУ НОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ УДК 669.184:658.012.011.66 В.С. Богушевский, докт. техн. наук, проф., К.В. Егоров Национальный технический университет Украины «КПИ», Украина  КОМПЛЕКСНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКИ И ИХ СВЯЗЬ С ПРОЦЕССОМ V.S. Bogyshevskiy, Dr., Prof., K.V. Egorov THE COMPLEX PARAMETERS OF THE BOF MELTING AND THEIR RELATIONSHIP WITH THE PROCESS  Известно большое количество методов контроля параметров ванны. Методы ос-нованы на законах термодинамики [1], кинетики [2], использовании статистических за-висимостей [3]. Как правило, известные методы являются достаточно сложными, ха-рактеризуются отсутствием обратной связи от хода процесса, приводят к уловлетвори-тельным результатам только в узком диапазоне изменения начальных и конечных па-раметров процесса. Часто эти методы позволяют контролировать только один выход-ной параметр – содержание углерода в ванне или ее температуру.  Таким образом, использование известных методов приводит к ошибкам в резуль-татах измерения и как следствие к неоптимальному управлению конвертерной плавкой. Целью исследований является непрерывное получение информации о ходе кон-вертерного процесса по косвенным параметрам плавки. Общую схему управления динамикой кислородно-конвертерной плавки можно представить в виде программного управления по ходу продувки и корректирующего регулирования на основе контроля выходных параметров объекта.  Нами проведены исследования по выявлению связей между выходными парамет-рами процесса и косвенными измерениями. Так, по данным, полученным на 160-тонном конвертере, сделан вывод, что температурный перепад охлаждающей воды на кессоне  тесно связан со скоростью обезуглероживания  (взаимнокорреляцион-ная функция  характеризуется коэффициентом корреляции 0,965 с временем за-паздывания сигнала  = 0,67 мин), равно как и температурный перепад на фурму (  = 0,825;   = 1,3 мин). При этом время чистого запаздывания для фурмы со-ставляет 10 с, для кессона 30 с. Исследована связь между скоростью обезуглерожива-ния ванны конвертера и давлением отходящего газа в переходном газоходе. Установле-но, что давление газа р отражает изменение скорости обезуглероживания ванны кон-вертера на всем протяжении продувки (  = 0,96;   Возможны два подхода к определению выходных параметров: построение много-канальной системы распознавания технологических ситуаций или составление системы уравнений контроля по ходу продувки с использованием нескольких параметров. При использовании принципа двухуровневого распознавания на нижнем уровне осуществляется распознавание ситуации отдельно по каждой измеряемой переменной, а окочательное решение формируется на втором этапе с учетом общего числа обраба-тываемых косвенных параметров и информативности каждого из них. Повышение на-дежности достигается за счет структурной избыточности многоканальных систем кон-троля и независимости выборки индивидуальных решений по всем информационным каналам. При этом могут рассматриваться как некоторые расчетные величины (средние значения, дисперсии и т.д.), так и различного рода структурные признаки (координаты характерных точек и участков кривых). Общая постановка задачи двухуровневого рас-познавания соответствует модельной схеме теории группового выбора. Матеріали III Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 19-20 листопада 2014.  6 Первый подход был применен нами для определения момента перехода к периоду обезуглероживания ниже критических массовых долей, при которых остаточная доля углерода пропорциональна скорости его окисления. В качестве признаков zi (i = 1,,4) использовали кривую изменения скорости обезуглероживания, определенную по ана-лизу отходящего газа, поверхностные плотности теплового потока на фурму и кессон, давление отходящего газа в переходном газоходе. В качестве ситуаций aj (j = 1, 2) при-няли наличие перехода к периоду обезуглероживания ниже критических массовых до-лей. Этот подход позволил повысить точность контроля массовой доли углерода в ме-талле в диапазоне его содержания 0,200,45 % на 0,015 %. Реализация второго подхода осуществлена при определении динамических пара-метров плавки. Система уравнений включает четыре уравнения, составленных на осно-ве баланса кислорода и тепловых балансов в ванне конвертера, газов на выходе из гор-ловины конвертера и для участка переходного газохода охдадителя конвертерных га-зов. Решая ее, определим скорость изменения температуры ванны, скорости обезугле-роживания металла и выгорания железа и коэффициент, характеризующий степень до-жигания СО в СО2. Экспериментальная проверка динамической модели показала удовлетворительное отражение системой процессов, происходящих в ванне конвертера. Модель позволяет непрерывно по ходу продувки определять скорости обезуглероживания со среднеквад-ратичным отклонением σ = 0,0078 %/мин, изменения температуры (σ = 10,6 0С) и окис-ления железа ванны σ = 0,82 %), а также степень дожигания СО в СО2 в полости кон-вертера σ = 0,026). Непрерывное определение выходных параметров плавки позволяет организовать оптимальное управление последней, ибо изменение управляющих параметров может приводить к совершенно различному изменению выходных параметров процесса. Так, увеличение расхода дутья в разных интервалах его абсолютного значения приводит к противоположным результатам по эффективному усвоению кислорода ванной. Тоже касается расстояния сопла фурмы до уровня спокойной ванны. Возможны два подхода к определению выходных параметров: построение много-канальной системы распознавания технологических ситуаций или составление системы уравнений контроля по ходу продувки с использованием нескольких параметров. Пер-вый подход предпочтительный при нахождении узловых точек при определении харак-тера изменения выходных параметров, второй – при исследовании динамики изменения взаимосвязанных параметров.  Литература 1. Богушевский В.С., Сергеева Е.А., Жук С.В. Модель переноса массы и теплоты в квазигомогенном приближении // МАNTRIFLY VI MIEDZYNARODO- WEJ NAUKOWI-PRAKTYCZNEJ KONFERENCJI “NAUKOWA PRZESTRZEC EUROPY-2010”, Przemysl, 7-12, 2010, Vol. 19,  с. 27 – 32. 2. Бойченко Б.М., Охотський В.Б., Харлашин П.С.: Підручник / Конвертерне  виробництво сталі (теорія, технологія, якість сталі, конструкція агрегатів, рециркуляція матеріалів і екологія). – Дніпропетровськ: РВА „Дніпро-ВАЛ”, 2004. – 454 с.     3. Реализация модели управления конвертерной плавкой в системе принятия решений / Богушевский В.С., Сухенко В.Ю., Сергеева Е.А., Жук С.В.// Автоматика. Автоматизація. Електричні комплекси та системи. – 2010. – № 1 (25). – С. 101 – 105. 

The complex parameters of the bof melting and their relationship with the process

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/123456789/8474/2/Conf_2014_Bogyshevskiy_V_S-The_complex_parameters_5-6.pdf

The complex parameters of the bof melting and their relationship with the process

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University