Модернизация конвертерного цеха

Смену погружных стаканов рекомендуется  производить на скорости разливки 0,2 - 0,3 м/мин. После смены стакана до выхода на рабочую скорость произвести тщательное обновление шлака в кристаллизаторе.

Технологическая обрезь при замене погружных стаканов и промежуточных ковшей должна быть 2400 мм (1200 мм до и после «пояса»).

Отбор проб металла (темплеты) на контроль макроструктуры слябов производить с первой плавки и далее через каждые пять плавок.

Отбор темплетов производить по всему сечению сляба. Время передачи темплетов в макротемплетную лабораторию после окончания разливки плавки должно составлять не более 4 часов.

 

 

8 Контроль и  автоматизация кислородно-конвертерного  процесса

 

В основу функциональной структуры АСУ ТП положен принцип децентрали- 
зации функциональных элементов, образующих единую вычислительную систему, в 
которой имеются два уровня, каждый из которых делится на два подуровня. Первый 
уровень включает в себя системы, осуществляющие непосредственную связь с объ- 
ектом управления и обеспечивающие измерение параметров процесса, состояния 
оборудования, определение параметров исходных материалов и обработку устано- 
вок исполнительными механизмами и системы сбора и подготовки информации для 
реализации функций второго уровня, реализации диалога технологического и экс- 
плуатационно-ремонтного персонала с техническими средствами АСУ ТП в процес- 
се управления. Ко второму уровню относятся системы, обеспечивающие динамиче 
ское оценивание и прогнозирование значений важнейших неконтролируемых пара 
метров плавки (оценка состояния ванны), и системы, обеспечивающие расчет стати 
ческих и программных управлений на предстоящую плавку, а также расчет текущих 
значений управления, включая программы подачи раскислителей и легирующих. 
Системы, обеспечивающие непосредственную связь с объектом управления, делятся 
на информационные и информационно-управляющие. К первому типу относятся 
системы, обеспечивающие только выполнение измерительных и регистрирующих 
функций с последующей передачей информации на другие уровни и на индикацию. 
Ко второму типу относятся системы, обеспечивающие наряду с измерительными и 
регистрирующими функциями обработку уставок. Их работа возможна в четырех 
режимах: дистанционном (ручном), полуавтоматическом, автоматическом и от ЭВМ.

Системы, осуществляющие непосредственную связь с объектом управления, представлены комплексами задач (системами определения), реализуемыми на отдельных программно-технических комплексах (микропроцессорных системах) [16].

Комплекс задач "Кислород" (система управления трактом подачи кислорода) обеспечивает измерение мгновенного нормального расхода кислорода, подаваемого в конвертер верху, отработку уставки по расходу кислорода, интегрирование расхода кислорода, отсчет времени от начала продувки и прекращения подачи кислорода после обработки заданных значений интегрального расхода или времени от начала продувки. Установки по расходу и времени, то есть программа, задаются вторым уровнем вычислительной сети или машинистом дистрибьютора.

Комплекс задач "Фурма" (система управления положением кислородной фурмы) осуществляет измерение и регулирование положения кислородной фурмы в соответствие с уставкой по положению фурмы над уровнем спокойной ванны с автоматической коррекцией на разгар футеровки и выдачей команды на отсечной клапан. Уставки формируются подсистемой статического управления (в виде программы изменения во времени) и подсистемой динамического управления в режиме работы от ЭВМ либо, как и в предыдущем случае, программа выбирается машинистом дистрибутора в автоматическом режиме.

Комплекс задач "Технологические газы" (системы управления трактом подачи технологических газов) обеспечивает измерение мгновенного нормального расхода технологических газов, подаваемых в конвертер через данные фурмы (кислорода, природного газа, азота, аргона), переключение в тракте подачи газов и обработки уставок по расходам подаваемых газов, интегрирование расходов газов. Задания по виду газа и его мгновенному расходу по каждой фурме формируются вторым уровнем (подсистемами статического и динамического управления) либо машинистом дистрибутора в автоматическом режиме [16].

Комплекс задач  «Температура стали» (система определения температуры стали и содержания углерода при помощи погружного термозонда) предназначен для определения температуры расплавленного металла в конвертере, концентрации в нем углерода и уровня расплава с использованием устройства для замера параметров конвертерной плавки (зонда) без повалки конвертера или определения температуры металла при повалке конвертера. При этом формируются сигналы начала и конца замера, готовности цепи датчика или обрыва, неправильности проведенного замера, контакта датчика с расплавом в ванне. Цифровая индикация результатов измерения предусмотрена в посту управления конвертером на крупномасштабном табло, установленном на рабочей площадке.

Комплекс задач «Температура чугуна» (система определения температуры чугуна) обеспечивает определение температуры чугуна в чугуновозном ковше при автоматизированном погружении термопары в чугун. При этом выдаются сигналы начала и конца замера, готовности цепа датчика и ее обрыва, ведомости проведенного замера. Обеспечивается код номера ковша и индикация результатов измерения в цифровом виде на табло, установленном на площадке, видеоконтрольном устройстве и выносном приборе {16}.

Комплекс задач "Отходящие газы" (система контроля расхода и состава отходящих газов) обеспечивает контроль расхода и химического состава отходящих от конвертера газов и скорости обезуглероживания ванны. Последняя определяется расчетным путем. Предусматривается аналоговая индикация результатов измерения на видеоконтрольном устройстве.

Комплекс задач  «Ферросплавы» обеспечивает автоматическую обработку программы подачи раскислителей и легирующих с высокой точностью и в соответствие с заданной программой. Программа подачи формируется подсистемой второго уровня либо машинистом дистрибутора в диалоговом режиме с помощью комплекса задач «Диалог-Т". В основном "Ферросплавы" аналогичны комплексу задач «Вес-Доза». Дополнительно предусматривается индикация массы материала в каждом весовом бункере и индикация состояния механизмов  тракта та посту управления печами, прокаливаемых ферросплавов.

Комплекс задач "Вес-лома" (система определения массы лома) предназначен для процесса подготовки лома, слежения за состоянием участка подготовки лома, слежения за совками, подготовляемыми и отправляемыми на каждую плавку, оперативного учета лома, поступающего в цех, представления информации технологиче-скому персоналу на видеотерминалы.

При поступлении лома в цех производится его взвешивание крановыми весами при съеме совка с платформ и автоматический ввод информации о массе в систему. Вместе с этим вводится и номер совка. Загрузка лома происходит завалочной машиной, которая оборудована весами. Номера загружаемых в конвертер совков вводятся вручную машинистом дистрибутора. Информация о массе лома поступает с завалочной машины автоматически.

Комплекс задач "Вес чугуна" (система определения массы чугуна) предназначен для взвешивания чугуна при наливе из миксера в заливочный ковш, слежения за чугуновозными ковшами, определения массы чугуна, заливаемого в конвертер на конкретную плавку из конвертерного сталеразливочного ковша. При наливе чугуна из передвижного миксера осуществляется дозирование чугуна на плавку с использованием весов, встроенных в чугуновозную тележку. При поступлении чугуна в конвертерное отделение и заливке его с помощью крановых весов осуществляется повторное взвешивание и определение массы фактически залитого  чугуна.  При сливе чугуна в конвертер происходит ввод номера ковша.

Комплекс задач  «Торкретирование» обеспечивает определение  положения торкрет-фурмы, измерение расходов воздуха, кислорода ш торхрет-массш через торкрет-фурму и регулирование в соответствии с программой (уставками), заданной машинистом дистрибутора в режиме диалога [16].

Комплекс задач  «Вес стали» предназначен для определения массы жидкой стали путем взвешивания на сталевозе при сливе металла в ковш и на поворотном, стенде перед разливкой на МНЛЗ, слежения за сталеразливочными ковшами, определения количества разлитой стали, представления информации персоналу. При установке ковша на сталеразливочную тележку происходит ввод номера ковша и обнуление показаний для исключения влияния массы тары.

Системы сбора  и подготовки информации включают программно-технические  комплексы, которые синхронизируют работу перечисленных выше комплексов, выполняют функции контроля и управления режимами работы и обмена информации со вторым уровнем, а также осуществляют документирование технологического процесса. Сюда входят комплексе задач «Диалог-Т», «Диалог-С»,  «Информация», «Протокол» [17].

Комплекс задач  «Диалог–Т» реализует человеко-машинный интерфейс и включает задания режима работы системы, ввод (выбор) заданий программы в автоматическом режиме, диагностику сообщений о работе систем первого уровня, вывод рекомендаций, передачу информации, реализацию процедур диалога.

Комплекс задач  «Диалог-С» реализует функции централизованного  контроля работы технических средств АСУ ТП, включая микропроцессорные системы и датчики, осуществляют диагностику и индикацию отказов для эксплуатационно-ремонтного персонала с протоколированием, формирование и печать системного журнала работы комплекса микропроцессорных систем [].

Комплекс задач  «Информация» обеспечивает хронометраж  плавки и определения моментов и продолжительности технологических операций на основе информации, формирующейся в процессе функционирования рассмотренных выше комплексов, а также сигналов от датчиков угла наклона конвертера; выполняет привязку к конвертеру информации от комплексов, решающих задачи цехового назначения; осуществляет подготовку и передачу информации для «Диалог-Т» и на второй уровень, индикацию информации о чугуне, ломе и выполняемых операциях на групповом цифровом табло на рабочей площадке конвертера.

Комплекс задач  «Протокол» формирует и печатает протокол плавки (технологические операции, управляющие воздействия, параметры плавки) [17].

Второй уровень  включает в себя подсистемы «Оценки», «Статическое управление», «Динамическое управление».

Подсистема «Оценки» на основе математических моделей осуществляет динамическое оценивание и прогнозирование значений важнейших неконтролируемых параметров плавки (температуры и состава металла, окисленности и основности ишака). Для расчетов используется информация о параметрах металлошихты, шихтовых и сыпучих материалах, загруженных в конвертер, о расходе и составе отходящих газов, о параметрах дутьевого режима, о дискретных замерах температуры и результатах химического анализа состава металла.

В подсистеме реализуются  функции оценки начального состояния  ванны (один раз за плавку), оценки промежуточного состояния ванны (в середине плавки один раз),  динамического оценивания переменных после промежуточной оценки с интервалом в 6 сек, динамического прогнозирования состояния ванны с интервалом в 6 сек. Результат выводятся на видеоконтрольном устройстве программно- технического комплекса этой подсистемы.

Подсистема «Статическое управление» осуществляет расчет рекомендаций по массам шихтовых материалов, по интегральным расходам кислорода я природного газа на подогрев лома, по интегральному  расходу кислорода на продувку, по программе управляющих воздействий. Необходимая информация вводится машинистом дистрибутора в режиме диалога, а также хранится в виде предыстории результатов предыдущих плавок. Результаты работы выводятся на видеоконтрольные устройства и после подтверждения машинистом дистрибутора служат заданиями (уставками) для систем нижнего уровня.

Подсистема «Динамическое  управление» осуществляет расчет корректирующих управляющих воздействий, в процессе продувки на основе косвенной информации о состоянии плавки и результатов дискретных замеров параметров ванны, уточняет момент плавки для скачивания шлака, рассчитывает управление на периоды додувки и доводки, массы раскислителей и легирующих, формирует паспорт плавки. В системе используется информация о вибрации корпуса конвертера и фурмы, интенсивности шума, данные газового анализа, дутьевого режима и режима присадок, результаты замера температуры и анализа стали. Результаты работы выводятся на видеоконтрольные устройства в виде рекомендаций и передаются в системы первого уровня (в виде уставок и программ) [17].

 

9 Безопасность  и экологичность

 

9.1 Анализ опасностей и вредностей на проектируемом объекте

 

Одной из основных задач в кислородно-конвертерном цехе является обеспечение безопасности труда человека, т.е. создании таких условий труда, при которых исключаются воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Вследствие многих технологических операций конвертерного производства создаются неблагоприятные условия труда для обслуживающего персонала. При проведении процесса выплавки металла в конвертере имеют место следующие вредные фактора [18]:

- движущиеся машины и механизмы, незащищенные подвижные элементы производственного оборудования;

- тепловыделение от технологического оборудования, расплавленного металла и шлака;

-  повышенная  яркость расплавленного метала и шлака;

-   повышенная  запыленность воздуха;

-    повышенная температура поверхности оборудования;

-  выделяющиеся  сопутствующие газы;

-   повышенный уровень шума на рабочем месте;

-   недостаточная освещенность рабочей зоны.

Источниками тепловых выделений являются кожух и горловина инвертера, отходящие газы, чугун, сталь и шлак. Интенсивность излучения на этих участках составляет 350 – 10500 Вт/м². Особенно большому тепловому излечению подвергаются конвертерщики при взятии пробы, измерении температуры, осмотре и ремонте горловины конвертера. Температура воздуха при проведении отдельных операций на расстоянии 2 – 3 м от источника теплоизлучения очень высока (достигает 50 – 60°С).