zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



КОНТРОЛЬ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ВАННЕ КОНВЕРТЕРА

 

Богушевский В.С., Егоров К.В., Сухенко В.Ю.

Украина, г.Киев, НТУУКПИ

 

Аннотация: Сложные процессы переноса в ванне сталеплавильных агрегатов происходят в условиях вынужденно движущейся, термохимически реагирующей многокомпонентной среды, подвергаемой фазовым превращениям. Ванна как многосвязный объект представляет собой трехфазную, многокомпонентную систему, в которой протекают аэрогидродинамические, массо-, теплообменные, химические и другие необратимые процессы, определяющие кинетику рафинирования. Использование кислородного дутья изменило механизм физико-хи­ми­­ческих процессов и настолько увеличило скорость их протекания, что последняя не может быть оценена с помощью соотношений равновесного состояния. Все это усложняет теоретический анализ явлений и делает его вообще неосуществимым, если не прибегать к различным упрощениям и условностям, сохраняя при этом возможность практического использования решения.

 

Введение.

Наиболее распространенным методом контроля содержания углерода в ванне конвертера в процессе продувки является измерения состава отходящих газов в газоходе. Устройства контроля содержат отборник отходящих газов, газоанализатор, расходомеры количества отходящих газов и дутья, вычислительный блок, в качестве которого используется контроллер или ПЭВМ [1]. Содержание углерода контролируют по балансу углерода или характеру изменения скорости обезуглероживания в процессе продувки [2, 3]. При всей теоретической привлекательности этого метода он имеет погрешности, связанные с запаздыванием результатами газового анализа, невозможностью достаточно точного определения расхода отходящих газов, влиянием на показания устройств добавок введенных в конце продувки, необходимостью согласовывать временные характеристики устройств измерения расхода и состава отходящих газов. Последнее связано с невозможностью устанавливать отборные устройства отходящих газов на анализ и расходомеры количества отходящих газов в одном месте газохода из-за противоречивых требований к установкам этих устройств.

Попыткой решения проблемы запаздывания была установка фотометра, производящего измерения в красной и синей областях спектра [4]. Однако это не устранило погрешностей контроля расходов отходящих газов и влияния на результаты контроля добавок, вводимых в конце продувки.

Работа выполнялась в Национальном техническом университете Украины “Киевский политехнический институт” по теме “Математические модели и алгоритмы системы управления кислородным конвертером”, Государственный регистрационный номер 0110U002880.

 Постановка задачи.

Целью проведения исследований является увеличение точности контроля содержания углерода в процессе продувки. Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля дополнительно содержит датчики интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующего максимуму поглощения Н2О и СО2, подключенные к соответствующим измерителям, которые соединены между собой, а через переключатель рода работы и усилитель – с блоком измерения расхода отходящих газов, который также соединен с измерителем интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующего максимуму поглощения СО2 блоки измерения влажности окружающего воздуха и дутья, соединенные между собой и соответственно с блоками измерения разрежения в газоходе и расхода дутья, а также вычислительным блоком, который, в свою очередь, соединен с измерителем интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СО2 и Н2О.

 Результаты исследований

В процессе продувки в моменты, отстоящие от момента дачи добавок на 2 – 3 минуты, расход отходящих газов определяют по балансу водяных паров

 

 (1)

 

где vг, vд, vв – расход отходящих газов, дутья и подсосанного воздуха, приведенный к нормальным условиям, нм3/мин; абсолютная влажность отходящих газов, дутья и подсосанного воздуха г/нм3;  – абсолютная влажность отходящих газов, дутья и подсосанного воздуха, г/нм3;  – температурный коэффициент объемного расширения отходящих газов, град-1;  – интенсивность излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СО2 и Н2О, мВ; k1, k2 – коэффициенты пропорциональности, определяемые длиной волны, на которой производится измерение интенсивности излучения факела соответствующей максимуму поглощения СО2 и Н2О.

Содержание углерода в ванне конвертера определяют по формуле

при

 

 (2)

 

при С < 0,6 %

 

 (3)

 

где тч, тл, тд, ти – масса чугуна, лома, добавок (железо-рудных окатышей), извести, кг; 0,536 коэффициент перевода объемного измерения СО2 в отходящих газах в измерение массы, кг/нм3; k3 – коэффициент пропорциональности, определяемый длиной волны на которой производят измерение интенсивности излучения факела, соответствующей максимуму поглощения СО2, %/мВ; k4 – коэффициент, характеризующий степень восстановления железо-рудных окатышей и содержание в них железа; k5 – коэффициент, учитывающий потерю массы от угара элементов, зависящий от садки конвертера и расхода дутья, кг/мин;  функциональная зависимость и коэффициенты пропорциональности, определяемые длинами волн, на которых производится измерение интенсивности излучения факела, и принятой технологии.

Устройство (рис. 1) состоит из измерителей 1 и 2 интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующим максимуму поглощения Н2О и СО2, блок 3 ввода начальных условий, интегратор 4, вычислительный блок 5, блок 6 измерения разрежения в газоходе, блок 7 измерения влажности окружающего воздуха, блок 8 измерения влажности дутья, блок 9 измерения расхода дутья, переключатель 10 рода работы, блок 11 измерения расхода отходящих газов, усилитель 12, датчик 13 расхода дутья, датчики 14 и 15 интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СО2 и Н2О, узлы отбора 16 – 20, фурму 21, газоход 22, весовой бункер 23, конвертер 24.

Контроль содержания углерода производится следующим образом. В процессе продувки информация о разрежении в газоходе 22 поступает с узла 18 отбора в блок 6, содержащий выходной преобразователь, напряжение с выхода которого пропорционально расходу подсосанного воздуха. Информация о расходе дутья поступает с датчика 13 расхода в блок 9 измерения (с коррекцией по температуре, давлению и влажности), содержащий выходной преобразователь.

Информация о влажности окружающего воздуха и дутья поступает с узлов 16 и 17 отбора в блоки 7 и 8 измерения абсолютной влажности, содержащие выходные делители напряжения. Напряжения с выходных преобразователей блоков 6 и 9 поступает на делители блоков 7 и 8 соответственно таким образом, что с выхода блока 7 снимается сигнал, пропорциональный произведению , а с блока 8 – . Данные напряжения суммируются, и в вычислительный блок поступает напряжение, пропорциональное сумме . Напряжение компенсирующего преобразователя блока 5 поступает на выходной делитель измерителя 1 интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения Н2О, и с выхода делителя снимается напряжение, пропорциональное выражению .

Равновесие блока 5 наступает при равенстве    .

При этом на компенсирующем и выходном преобразователе блока 5 устанавливается напряжение, пропорциональное величине .

 

Напряжение с выходного преобразователя блока 5 поступает на делитель измерителя интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СО2. Таким образом, выходное напряжение с делителя пропорционально величине vг. Это напряжение поступает на вход блока 11 измерения расхода отходящих газов, где сравнивается с напряжением, пропорциональным расходу, измеренному на местном сопротивлении.

При этом на компенсирующем преобразователе блока 11 устанавливается напряжение, пропорциональное разности сигналов о расходе газов vг, рассчитанном по формуле (1) и о расходе, измеренном на местном сопротивлении. Аналогичный сигнал передается на рамку выходного преобразователя этого блока.

Сигнал о вводе добавок в конвертер поступает в блок 11 от весового бункера 23. После этого в течение 3 минут вводится постоянная коррекция по расходу отходящих газов из блока 5 в блок 11, соответствующая величине, имевшей место перед вводом добавок. Выходное напряжение измерителя 2 интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующее максимуму поглощения СО2, пропорционально величине  На делителе блока 2 осуществляется умножение этой величины на коэффициент k3. Выходное напряжение с делителя поступает через переключатель 10 рода работы, находящийся в первом положении, на обмотку возбуждения выходного преобразователя блока 11. Таким образом, выходное напряжение блока 11 пропорционально величине .

Далее напряжение через выходной делитель блока 11, на котором производится учет постоянного коэффициента 0,536, поступает в интегратор 4, в который одновременно поступает информация о начальных условиях: массе чугуна, лома, железо-рудных окатышей и извести, содержании углерода в последних и чугуне. Положение указателя интегратора 4 будет пропорционально содержанию углерода, вычисленному по формуле (2). При достижении содержания углерода в ванне конвертера 0,6 % переключатель рода работы 10 переводится во второе положение. В этом случае выходное напряжение измерителя 1 интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения Н2О, суммируется в противофазе с напряжением выходного преобразователя измерителя 2 интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СО2 и через переключатель 10 рода работы и усилитель 12 поступает на обмотку возбуждения выходного преобразователя блока 11. При этом выходное напряжение преобразователя и положение указателя блока 11 будет пропорционально содержанию углерода по формуле (3).

Использование устройства позволяет осуществить контроль содержания углерода с более высокой точностью, по сравнению с используемыми ранее, в результате чего повысится количество плавок, выпускаемых с первой повалки.

 Выводы

Доказано, что для контроля содержания углерода в ванне конвертера традиционный анализ химического состава отходящих газов может быть заменен измерением интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СО2 и Н2О. Это исключает необходимость применения устройств отбора и подготовки газа для анализа и запаздывания информации, связанного с этой операцией.

Дальнейшие исследования будут проводиться в направлении включения устройства контроля содержания углерода в АСУТП конвертерной плавки.

 

Литература

1.     Авторское свидетельство СССР, МКИ3 №611934, кл. С 21 С 5/30. Способ контроля содержания углерода в ванне конвертера / Богушевский В.С., Соболев С.К., Сорокин Н.А., Глуховская В.М., 1978.

2.     Математические модели и системы управления конвертерной плавкой / В.С.Богушевский, Л.Ф.Литвинов, Н.А.Рюмшин, В.В.Сорокин. – К.: НПК Киевский институт автоматики”, 1998. – 304 с.

3.     Богушевский В.С., Сухенко В.Ю., Сергеева Е.А. Математическая модель управления дутьевым режимом конвертерной плавки // Известия вузов. Черная металлургия. – 2011. № 8. – С. 24 – 25.

4.     Ball D.F. and oth. Radiation measurements for the control of LD steelmaking. “Jnt. Conf. and Exhib Jnd Meas and Control Radiation Technical, 1972”, London, 1972, pp. 16 – 19.

5.     Богушевський В.С., Єгоров К.В. Контроль динаміки ванни по ходу продувки як складова системи керування конвертерною плавкою // Наукові вісті НТУУ „КПІ” – 2013. 1. – С. 5156.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info