2.8 Химсостав стали. Легирование.
Контроль состава стали во время процесса в печи-ковше является точным из-за неоксидированной атмосферы, а также покрытия стали белым шлаком. Поэтому анализ можно рассчитать заранее.
Легирование может выполняться в двух вариантах:
легирование во время выпуска;
легирование во время обработки в печи-ковше.
Каждый вариант имеет определенные преимущества, кроме того, они могут применяться в комбинации. Однако, наилучшим решением является легирование во время выпуска, поскольку поток выпускаемой стали обеспечивает интенсивное перемешивание. Цель легирования – подготовить химсостав стали к окончательной обработке в печи-ковше.
Наилучшие результаты достигаются при комбинированном раскислении углеродом, алюминием, кремнием и марганцем. Продукты раскисления должны учитываться при добавлении синтетической шлаковой смеси. Такую смесь добавляют после присадки легирующий. Перемешивать сталь в ковше инертным газом нужно с самого начала выпуска.
Окончательное добавление легирующих и точная корректировка химсостава выполняются в ходе операций в печи-ковше.
3 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ АВТОМАТИЗАЦИИ. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
3.1 Задачи автоматизации агрегата «печь-ковш»
Автоматизация процесса обработки стали в агрегате «Ковш-печь» дает возможность получить сталь заданной марки с заданным содержанием примесей. Система автоматизации объекта должна отличаться высокой надежностью, простотой и возможностью горячей замены приборов и модулей в случае необходимости.
Система автоматизации агрегата условно разделена на несколько подсистем:
Подсистема управления донной продувкой. Включает в себя следующие задачи:
задачи контроля и регулирования состояния продувочных пробок (при продувке больших ковшей от 350т. используются две пробки);
задача контроля и регулирования расхода аргона на донную продувку;
задача контроля давления аргона;
задача блокировки и отсечки аргона при выходе значения давления за заданные пределы;
Подсистема управления вдуванием порошково-аргонной смеси через аварийную фурму. Включает в себя следующие задачи:
задача контроля и регулирования расхода аргона на продувку;
задача контроля давления аргона;
задача блокировки и отсечки аргона при выходе значения давления за заданные пределы;
задача контроля и регулирования взвешивания и подачи извести;
Подсистема управления сводом агрегата. Включает в себя следующие задачи:
задача контроля и регулирования расхода охлаждающей воды;
задача контроля и регулирования температуры крышки;
задача контроля температуры охлаждающей воды перед крышкой;
задача контроля температуры охлаждающей воды после крышки;
задача контроля давления охлаждающей воды;
задача отсечки охлаждающей воды;
задача контроля и регулирования положением свода;
задача контроля и регулирования положения электродов;
задача контроля состава расплава и отходящих газов;
Подсистема загрузки сыпучих компонентов. Выполняет следующие задачи:
задача контроля и регулирования взвешивания сыпучих компонентов;
задача контроля и регулирования загрузки сыпучих материалов на конвейер;
задача контроля количества сыпучих материалов в бункерах;
задача контроля работы конвейера;
задача контроля и регулирования подачи проволоки в ковш;
задача контроля и регулирования подачи сыпучих в ковш;
Все подсистемы охвачены связью между собой и используют данные других подсистем для расчетов управляющих воздействий.
3.2 Описание функциональной схемы.
Функциональная схема автоматизации представлена в графической части проекта. Схема содержит следующие контуры автоматического контроля и регулирования:
1. Контур контроля и регулирования аргона на продувку донной пробкой
Информацию о данном контуре см. в разделе «СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ».
2. Контур контроля и регулирования расхода аргона на продувку верхней (аварийной) фурмой.
Контур включает в себя датчик расхода – диафрагму ДКС 10-125 (поз. 2-1), преобразователь расхода Sitrans P DS III DD (поз. 2-2), пускатель бесконтактный ПБР-2И (поз. 2-3) и исполнительный механизм МЭО 250/25 (поз. 2-4).
Преобразователь расхода снимает разность давлений с сужающего устройства, установленного на трубопроводе, формирует сигнал 4-20мА значения расхода и подает его на вход В3 модуля ввода аналоговых сигналов контроллера Siemens S7-400. Заданное значение поступает в контроллер с ЭВМ. В контроллере производится сравнение заданного и текущего значений и вырабатывается управляющее воздействие. С выхода ВО2 модуля вывода дискретных сигналов контроллера управляющее воздействие подается на пускатель, который выдает 220В на исполнительный механизм, управляющий регулирующим органом. На вход В3 модуля ввода дискретных сигналов поступает сигнал о достижении исполнительным механизмом концевого выключателя.
3. Контур контроля температуры аргона перед донной пробкой.
Контур включает в себя преобразователь температуры Sitrans TH 300 Т (поз. 3-1) с встроенной термопарой типа Т (Cu-CuNi).
Температура аргона измеряется установленным в трубопровод датчиком температуры с встроенным в его головку преобразователем, который выдает на вход В5 модуля ввода аналоговых сигналов, значение температуры в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
4. Контур контроля давления аргона перед донной пробкой
Контур включает в себя преобразователь избыточного давления Sitrans Р DS III (поз. 4-1).
Давление аргона в трубопроводе измеряется установленным в трубопровод преобразователем избыточного давления с мембраной и тензодатчиком. Преобразователь выдает на вход В6 модуля ввода аналоговых сигналов, значение избыточного давления в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
5. Контур контроля температуры аргона перед верхней фурмой.
Контур включает в себя преобразователь температуры Sitrans TH 300 Т (поз. 5-1) с встроенной термопарой типа Т (Cu-CuNi).
Температура аргона измеряется установленным в трубопровод датчиком температуры с встроенным в его головку преобразователем, который выдает на вход В7 модуля ввода аналоговых сигналов, значение температуры в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
6. Контур контроля давления аргона перед верхней фурмой
Контур включает в себя преобразователь избыточного давления Sitrans Р DS III (поз. 6-1).
Давление аргона в трубопроводе измеряется установленным в трубопровод преобразователем избыточного давления с мембраной и тензодатчиком. Преобразователь выдает на вход В8 модуля ввода аналоговых сигналов, значение избыточного давления в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
7. Контур контроля и регулирования дозирования марганца
Контур включает в себя весоизмерительную ячейку типа Siwarex – R RN (поз. 7-1), преобразователь веса типа Siwarex FTA (поз. 7-2), преобразователь частотный типа Micromaster 410 (поз. 7-3), питатель тарельчатый.
Марганцевая руда подается из бункера при помощи тарельчатого питателя, высыпается на транспортер, на котором располагается весоизмерительная ячейка. Сигнал с ячейки подается на вход В9 модуля ввода аналоговых сигналов. Заданное значение поступает в контроллер с ЭВМ. В контроллере производится сравнение заданного и текущего значений и вырабатывается управляющее воздействие.
Управляющее воздействие подается с выхода ВО3 модуля вывода дискретных сигналов поступает на частотный преобразователь, который производит управление приводом тарельчатого питателя.
8. Контур контроля и регулирования дозирования кокса
Контур включает в себя весоизмерительную ячейку типа Siwarex – R RN (поз. 8-1), преобразователь веса типа Siwarex FTA (поз. 8-2), преобразователь частотный типа Micromaster 410 (поз. 8-3), питатель тарельчатый.
Кокс подается из бункера при помощи тарельчатого питателя, высыпается на транспортер, на котором располагается весоизмерительная ячейка. Сигнал с ячейки подается на вход В10 модуля ввода аналоговых сигналов. Заданное значение поступает в контроллер с ЭВМ. В контроллере производится сравнение заданного и текущего значений и вырабатывается управляющее воздействие.
Управляющее воздействие подается с выхода ВО4 модуля вывода дискретных сигналов поступает на частотный преобразователь, который производит управление приводом тарельчатого питателя.
9. Контур контроля и регулирования дозирования алюминия
Контур включает в себя весоизмерительную ячейку типа Siwarex – R RN (поз. 9-1), преобразователь веса типа Siwarex FTA (поз. 9-2), преобразователь частотный типа Micromaster 410 (поз. 9-3), питатель тарельчатый.
Гранулированный алюминий подается из бункера при помощи тарельчатого питателя, высыпается на транспортер, на котором располагается весоизмерительная ячейка. Сигнал с ячейки подается на вход В11 модуля ввода аналоговых сигналов. Заданное значение поступает в контроллер с ЭВМ. В контроллере производится сравнение заданного и текущего значений и вырабатывается управляющее воздействие.
Управляющее воздействие подается с выхода ВО5 модуля вывода дискретных сигналов поступает на частотный преобразователь, который производит управление приводом тарельчатого питателя.
10. Контур контроля и регулирования дозирования извести
Контур включает в себя весоизмерительную ячейку типа Siwarex – R RN (поз. 10-1), преобразователь веса типа Siwarex FTA (поз. 10-2), преобразователь частотный типа Micromaster 410 (поз. 10-3), питатель тарельчатый.
Известь подается из бункера при помощи тарельчатого питателя, высыпается на транспортер, на котором располагается весоизмерительная ячейка. Сигнал с ячейки подается на вход В12 модуля ввода аналоговых сигналов. Заданное значение поступает в контроллер с ЭВМ. В контроллере производится сравнение заданного и текущего значений и вырабатывается управляющее воздействие.
Управляющее воздействие подается с выхода ВО6 модуля вывода дискретных сигналов поступает на частотный преобразователь, который производит управление приводом тарельчатого питателя.
11. Контур контроля и регулирования температуры крышки
Контур включает в себя преобразователь температуры Sitrans TH 300 Т (поз. 11-1) с встроенной термопарой типа Т (Cu-CuNi), пускатель бесконтактный ПБР-2И (поз. 11-2) и исполнительный механизм МЭО 250/25 (поз. 11-3).
Термопара с вмонтированным в головку преобразователем установлена в крышке агрегата. Преобразователь формирует сигнал, соответствующий значению температуры и передает его на вход В13 модуля ввода аналоговых сигналов контроллера. Заданное значение температуры поступает с компьютера в контроллер, производится расчет и управляющее воздействие подается с выхода ВО7 модуля выхода дискретных сигналов на пускатель. Пускатель формирует сигнал 220В на вход исполнительного механизма.
12. Контур контроля температуры охлаждающей воды перед крышкой
Контур включает в себя преобразователь температуры Sitrans TH 300 Т (поз. 12-1) с встроенной термопарой типа Т (Cu-CuNi).
Температура аргона измеряется установленным в трубопровод датчиком температуры с встроенным в его головку преобразователем, который выдает на вход В15 модуля ввода аналоговых сигналов, значение температуры в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
13. Контур контроля температуры охлаждающей воды после крышки
Контур включает в себя преобразователь температуры Sitrans TH 300 Т (поз. 13-1) с встроенной термопарой типа Т (Cu-CuNi).
Температура охлаждающей воды измеряется установленным в трубопровод датчиком температуры с встроенным в его головку преобразователем, который выдает на вход В16 модуля ввода аналоговых сигналов, значение температуры в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
14. Контур контроля расхода воды на охлаждение крышки
Контур включает в себя датчик расхода – диафрагму ДКС 10-150 (поз. 14-1), преобразователь расхода Sitrans P DS III DD (поз. 14-2).
Преобразователь расхода снимает разность давлений с сужающего устройства, установленного на трубопроводе, формирует сигнал 4-20мА значения расхода и подает его на вход В17 модуля ввода аналоговых сигналов, значение температуры в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
15. Контур контроля давления охлаждающей воды
Контур включает в себя преобразователь избыточного давления Sitrans Р DS III (поз. 15-1).
Давление охлаждающей воды в трубопроводе измеряется установленным в трубопровод преобразователем избыточного давления с мембраной и тензодатчиком. Преобразователь выдает на вход В18 модуля ввода аналоговых сигналов, значение избыточного давления в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
16. Контур контроля и регулирования положения электродов
Контур включает в себя преобразователь положения типа Simatic PCX M30K3 (поз. 16-1), преобразователь частотный типа Micromaster 410 (поз. 16-2), двигатель, манипулирующий электродами.
Текущее положение электродов отслеживается ультразвуковым датчиком, связанным с преобразователем, который формирует стандартный токовый сигнал 4-20 мА, который подается на вход В19 модуля ввода аналоговых сигналов. Заданное значение поступает в контроллер с ЭВМ. В контроллере производится сравнение заданного и текущего значений и вырабатывается управляющее воздействие.
Управляющее воздействие подается с выхода ВО8 модуля вывода дискретных сигналов поступает на частотный преобразователь, который производит управление приводом манипулятором электродов.
17. Контур контроля и регулирования положения аварийной фурмы
Контур включает в себя преобразователь положения типа Simatic PCX M30K3 (поз. 17-1), преобразователь частотный типа Micromaster 410 (поз. 17-2), двигатель, манипулирующий электродами.
Текущее положение аварийной фурмы отслеживается ультразвуковым датчиком, связанным с преобразователем, который формирует стандартный токовый сигнал 4-20 мА, который подается на вход В20 модуля ввода аналоговых сигналов. Заданное значение поступает в контроллер с ЭВМ. В контроллере производится сравнение заданного и текущего значений и вырабатывается управляющее воздействие.
Управляющее воздействие подается с выхода ВО9 модуля вывода дискретных сигналов поступает на частотный преобразователь, который производит управление приводом манипулятора аварийной фурмы
18. Контур контроля температуры расплава
Контур включает в себя преобразователь температуры Sitrans TH 300 Т (поз. 18-1) с встроенной термопарой типа C (5%W - Re ).
Температура расплава измеряется погружаемым в расплав зондом для измерения температуры с встроенным в его головку преобразователем, который выдает на вход В21 модуля ввода аналоговых сигналов, значение температуры в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
19. Контур контроля температуры отходящих газов
Контур включает в себя преобразователь температуры Sitrans TH 300 Т (поз. 19-1) с встроенной термопарой типа J (Fe-CuNi ).
Температура отходящих газов измеряется установленным в дымоход датчиком температуры с встроенным в его головку преобразователем, который выдает на вход В22 модуля ввода аналоговых сигналов, значение температуры в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
20. Контур контроля содержания СО в отходящих газах
Контур включает в себя газоанализатор Ultramat 6 (поз. 20-1)
Газоанализатор установлен на газопроводе, для измерения производится отбор пробы. Результат преобразователь выдает на вход В23 модуля ввода аналоговых сигналов, количество измеряемого газа в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
21. Контур контроля содержания СО2 в отходящих газах
Контур включает в себя газоанализатор Ultramat 6 (поз. 21-1)
Газоанализатор установлен на газопроводе, для измерения производится отбор пробы. Результат преобразователь выдает на вход В24 модуля ввода аналоговых сигналов, количество измеряемого газа в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
22. Контур контроля содержания Н2 в отходящих газах
Контур включает в себя газоанализатор Ultramat 6 (поз. 21-1)
Газоанализатор установлен на газопроводе, для измерения производится отбор пробы. Результат преобразователь выдает на вход В25 модуля ввода аналоговых сигналов, количество измеряемого газа в виде сигнала 4-20 мА. Далее сигнал подается на ЭВМ для технологических расчетов и визуализации на дисплейном самописце.
1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 18