Metallurgy.zp.ua
Главная » Электрометаллургия » Автоматизация технологического процесса выплавки стали в дуговых сталеплавильных печах

Автоматизация технологического процесса выплавки стали в дуговых сталеплавильных печах

Для управления технологическими параметрами в ДСП схемой предусматривается:

1 – контроль уровня сыпучих материалов: извести, раскислителей и легирующих добавок в основных резервных и расходных бункерах. Обычно контроль осуществляется позиционными датчиками, которые фиксируют максимальный и минимальный уровни материалов в бункерах.

2 – контроль уровня и наличия материала (веса) в загрузочном бункере для подачи материала через загрузочный люк в ДСП. В качестве датчика используются тензометрические преобразователи. Загрузочный люк обычно закрыт, при открытии люка включается азотная завеса.

3 – измеряется вес шлакообразующих, извести, руды в расходных бункерах при подаче их в загрузочные емкости. В качестве датчиков веса используются тензометрические устройства, которые устанавливаются на специальных опорах под бункерами (по три на каждый бункер).

4 – управление дозаторами для подачи нужного сыпучего материала в печь в определенные периоды плавки.

5 – устройство для подачи определенной массы материала в печь. Как правило, в ДСП используются индивидуальные схемы управления дозированием материала. Подача материалов из расходных бункеров в загрузочные осуществляется ленточными транспортерами, управление которыми сблокировано с управлением питателями для каждого компонента по схеме: выбор расходного бункера – включение питателя с контролем отбираемого веса – включение ленточного транспортера для передвижения материала в загрузочный бункер. Расходных бункеров много, загрузочный бункер только один.

6 – измерение температуры огнеупорной кладки в районе горения дуг каждой фазы. Для защиты огнеупорной кладки от перегрева в районе горения дуг устанавливаются водоохлаждаемые панели.

7 – измеряется температура жидкого металла с помощью стационарно установленной термопары од-ним из рассмотренных ранее методов. Кроме данного метода, измерение температуры металла в конце расплавления и перед выпуском металла осуществляется термопарами погружения (ручным замером).

8 – измерение с помощью тензометрических устройств общей массы печи, шлака и металла. Такой метод измерения позволяет контролировать массу первичного шлака, который удаляется из печи («скачивается») по расплавлении шихты.

9 – измеряется и регистрируется температура охлаждающей воды, используемой для охлаждения продувочной фурмы (датчик ТСМ). Для интенсификации окислительных процессов в ДСП металл после расплавления шихты продувается кислородом. ДСП-180 ОАО ММК дополнительно снабжены газокислородными горелками-фурмами. Через них можно подать в печь газ, сжигая который, можно обеспечить плавку металла.

10 – измеряется температура воды, используемой для охлаждения свода и амбразур для ввода электродов в печь и одновременно температуры воды, используемой для охлаждения газоотводящего патрубка для отвода плавильных газов из печи. Для каждого из названных элементов (3-4 датчика) используются индивидуальные датчики для контроля систем охлаждения (для предотвращения выпадения солей в патрубках).

11 – измеряется температура охлаждающей воды на сливе из каждой водоохлаждаемой панели, установленной в районе горения дуг. В качестве датчиков используются термометры сопротивления. Все температуры воды на сливе каждого элемента протоколируются (фиксируются) системой централизованного контроля и заносятся в базу данных.

12 – измеряется температура кладки днища ДСП в районе горения дуг каждой фазы.

13 – измеряется температура охлаждающей воды, используемой на охлаждение элементов нижнего строения печи. По разности температур на входе и выходе каждого охлаждаемого элемента можно судить об интенсивности охладителя и соответственно регулировать расход охлаждающей воды.

14 – регулирование расхода охлаждающей воды. Аналогично с этой же целью измеряется температура охлаждающей воды на входе для элементов верхней части ДСП. Вместо температуры можно использовать датчики давления.

15, 16 – измеряется расход охлаждающей воды на элементы нижнего и верхнего уровня печи.

17, 17’ – регулируется расход охлаждающей воды на элементы верхнего и нижнего строения печи.

18, 19 – измеряется и регулируется положение продувочной кислородной фурмы относительно жидкой ванны металла. В качестве датчика первичного положения продувочной фурмы используется (аналогично для конвертерного производства) импульсный трансформатор. Регулирование положения продувочной фурмы осуществляется по известным схемам. Рациональным положением фурмы является ее расположение на границе шлак-металл.

20, 25 – измеряется давление кислорода на продувочную фурму. Этот технологический параметр очень важен при использовании кинетической энергии струи кислорода для перемешивания ванны. Кроме того, давление кислорода используется в системе аварийной отсечки при нарушении технологического режима. Учитывая, что кислород является дорогостоящим продуктом, измеряемое давление используется для коррекции действительного расхода по давлению кислорода и этот параметр является хозрасчетным.

21 – измеряется и регистрируется температура кислорода, подаваемого на газокислородные фурмы. Этот импульс используется также для коррекции расхода по температуре.

22 – измеряется и регистрируется расход кислорода на продувочную фурму. В начале окислительно-го период плавки кислород является основным источником тепла, за счет экзотермических реакций окисления примесей расплава металла. В этот период электрическая мощность, подводимая к печи, значительно (на 60-70%) уменьшается по сравнению с максимальной мощностью периода расплавления.

23 – измеряется и регистрируется количество кислорода, подаваемое в ДСП в период плавки. Количество кислорода, поданного в ДСП, используется для прогнозирующих расчетов содержания углерода в расплавленном металле. По количеству кислорода возможно прекращение продувки металла и пере-ход к периоду рафинирования (к восстановительному периоду).

24 – регулируется расход кислорода на продувочные фурмы и газокислородные фурмы. Регулирование осуществляется по пропорционально-интегральному закону с использованием контроллера.

25 – аварийная отсечка кислорода.

26 – отсечка кислорода осуществляется быстроходными исполнительными или пневматическими или гидравлическими исполнительными механизмами.

27 – измеряется напряжение питания каждого электрода с низкой стороны печного трансформатора. Параметр используется в схеме регулирования энергетического режима в каждой фазе питающего напряжения. Для измерения напряжения и гальванического разделения цепей питания и контроля используются измерительные трансформаторы напряжения ИТН.

28 – измеряется и регистрируется величина рабочего тока в каждой фазе печного трансформатора. Величина рабочего тока в каждой фазе при выбранной ступени напряжения питания зависит от длины дуги. Управление величиной рабочего тока осуществляется путем перемещения электрода (изменения длины дуги). Для гальванического разделения силовых цепей и измерительных каналов схемы управления применяются токовые трансформаторы ТТ (катушки Роговского).

29 – контролируется положение каждого электрода относительно определенного фиксированного уровня. В процессе электроплавки электроды постепенно сгорают и разрушаются. Поэтому за положением электрододержателей установлен жесткий контроль крайних положений, ограниченных концевыми выключателями.

30 – управление перемещением каждого электрода. Это необходимо для управления подводимой электрической мощностью для выбранной ступени напряжения. Перемещение электрода на современных печах осуществляется с помощью реечных механизмов или гидравлическими системами. В процессе плавки, особенно в период расплавления, дуги горят неустойчиво. Для ликвидации обрывов дуги и технологических коротких замыканий скорость перемещения электрода должна быть достаточно большой (автоматический режим 80-120 мм/мин, ручной режим – до 300 мм/мин).

31 – контролируется текущее положение переключателей ступеней печного трансформатора.

32 – управление положением переключателя ступеней печного трансформатора. Управление осуществляется дистанционно или автоматически в зависимости от определителя стадий или периода плавки. В технологические периоды плавки управление переключателем ступеней осуществляется в зависимости от температурного режима.

33 – измеряется напряжение, подводимое к печному трансформатору с высокой стороны (более 10 кВт).

34 – измеряется величина тока печного трансформатора в каждой фазе.

35 – контролируется химический состав металла в ДСП. Контроль осуществляется отбором проб и химическим анализом этих проб. Это связано с определенными трудностями. Поэтому разработаны несколько методов непрерывного контроля состава металла.

36 – контролируется методом отбора проб состав первичного (после окислительного периода) и вторичного (конечного) шлака, который обеспечивает требуемый процесс дефосфорации и десульфарации.

37 – контролируется химический состав металла с использованием современных технических средств. Для ускорения процесс определения состава металла современные квантометры устанавливаются на мобильные установки (автомобили) и размещаются непосредственно в цехе.

38 – контролируется состав отходящих плавильных газов на содержание CO, CO2 и H2. Данные анализы используются для прогнозирования содержания углерода.

39 – контролируется температура отходящих плавильных газов с использованием термопары. По температуре отходящих газов можно косвенно определить тепловое состояние рабочего пространства ДСП.

40, 41 – контролируется и регулируется давление в рабочем пространстве ДСП.

схема