Без рубрики

Управление процессом выплавки стали в период доводки в мартеновских и двухванных сталеплавильных печах

Мартеновские и двухванные сталеплавильные печи относятся к агрегатам подового типа. В настоящее время выплавка стали в них сокращена (на ММК только две печи).

Одним из главных параметров плавки, которые учитываются при управлении процессом выплавки стали, является температура металла и содержание углерода [С] в металле.

Процесс доводки стали до нужного состава заключается в следующем (рис.38).

Диаграмма состояния углерода

Необходимо металл из области А, которая определяет состояние металла после рас-плавления, перевести в область В, которая соответствует выпуску стали в заданном диапазоне [С] и температуры.

При использовании двухванных агрегатов, как и в конверторах, тепла экзотермических реакций при окислении Si, Mn, Fe и С достаточно для того, чтобы нагреть металл до требуемой температуры. Но сложность управления заключается в том, что по мере уменьшения энергетического потенциала ванны (уменьшается концентрация Si, Mn и С), необходимо нагревать сталь до более высокой температуры, определяемой выпуском стали.

Поэтому возникают три возможных варианта процесса:

  1. Линия нормального процесса А-В – не требуется никаких управляющих воздействий и при сохранении выбранного режима продувки (расхода О2), процесс автоматически идет по траектории А-В.
  2. Линия Д-К – в ванне есть избыток тепла и мы попадем в область К, то есть попадем в область перегретой стали и возникнут проблемы по ее разливке. В этом случае в процессе продувки необходимо корректировать процесс, чтобы он шел по траектории Д-В, то есть необходимо в ванну с металлом добавлять охладители, в качестве которых используется железная руда (агломерат) или добавки металлического лома.
  3. Линия С-L – при сохранении режима придем в область L, где будет низкая температура стали (проблема разливки стали). Необходимо корректировать процесс по линии С-В, то есть в ванну доливают жидкий чугун, повышая температуру расплава. Можно также поднять положение продувочной фурмы и дожигать СО в рабочем пространстве.

Задача при управлении процессом доводки стали заключается в своевременном обнаружении отклонения хода процесса от нормального режима А-В и в принятии соответствующих мер путем своевременного формирования управляющих воздействий.

Решить эту проблему можно с помощью современных микропроцессорных технических средств.

Структурная схема системы автоматического управления двухванным сталеплавильным агрегатом с использованием микропроцессорного контроллера Р-130 представлена на рис. 39.

Структурная схема системы автоматического управления двухванным сталеплавильным агрегатом с использованием микропроцессорного контроллера Р-130
Структурная схема системы автоматического управления двухванным сталеплавильным агрегатом с использованием микропроцессорного контроллера Р-130

1. Схемой предусматривается точное измерение, с коррекцией по температуре и давлению, расхода кислорода, подаваемого на продувочные фурмы и газокислородные горелки, которые используются для подогрева ванны при холодном ходе процесса.

Расход регулируется с ограничением максимального расхода, который действует и в режиме дистанционного управления. Ограничение необходимо для предотвращения аварийных ситуаций, выбросов металла и шлака из печи при интенсивном обезуглероживании. Аналогично регулируется расход природного газа на газокислородные горелки и на зажигающие горелки.

2. Измеряется и регулируется разрежение в дымоотводящем канале перед котлом утилизатором (КУ). Разряжение необходимо для обеспечения полного отвода плавильных газов из рабочего пространства и обеспечения комфортных условий.

3. Измеряется текущее значение температуры металла, положение каждой продувочной фурмы, со-держание углерода (методом термо-ЭДС) путем анализа проб, периодически отбираемых из ванны. Температуру металла можно приборно контролировать путем применения разовых термопар погружения и постоянных термопар. Измерение содержания [С] в ванне жидкого металла до сих пор недоступно для непрерывного контроля. Поэтому для управления процессом доводки стали используются косвенные методы.

4. Измеряется и регулируется температура дыма перед котлом-утилизатором КУ. Необходимость данного контура вызвана тем, что при интенсивном окислении углерода в дымовых газах образуется значительное количество СО, которое за счет подсосов воздуха может образовать взрывоопасную смесь и для дожигания СО температура плавильных газов на отходе КУ должна быть на уровне более 600 °С, чем обеспечивается спокойное дожигание СО без взрыва.

Система обеспечивает прогнозирование содержания углерода и контролирует соотношение скоростей нагрева и скорости обезуглероживания с выводом на индикатор и выдается оперативная информация на табло сталевара о содержании углерода и текущей температуре металла.

Все рубрики