Автоматизация производственных процессов

4 Автоматизация производственных процессов

Предусмотрено автоматизировать следующие производственные процессы:

- загрузки шихтовых бункеров;

- шихтоподачи и загрузки;

- распределения шихтовых материалов на колошнике;

- дозирования компонентов шихты;

- стабилизации влажности дутья;

- стабилизации расхода кислорода;

- стабилизации расхода природного газа;

- работы воздухонагревателей;

- стабилизации температуры горячего дутья;

- управления тепловым состоянием доменной печи;

- управления шихтовкой доменной плавки;

- управления сходом шихтовых материалов;

- регулирования основности шлака с коррекцией расхода кокса по изменению содержания железа в шихте;

- корректировки расхода кокса по его влажности;

- управления распределением газового потока по сечению шахты печи;

- стабилизации расхода дутья;

- стабилизации давления колошникового газа;

- взвешивания и учета чугуна.

Пример других схем приведен на рисунках ниже.

4.1 Автоматическое управление тепловым режимом доменной печи

Тепловое состояние доменной печи определяется разностью между количеством тепла, поступающим в печь, и количеством тепла, необходимого для получения чугуна заданного состава и температуры из данного сырья.

Основной причиной нарушения - теплового равновесия является изменение тепловой и восстановительной работы газового потока, которое меняет соотношение прямого и косвенного восстановления железа [12].

Задачей управления тепловым режимом является создание условий, при которых приход тепла соответствует необходимому расходу при оптимальном соотношении процессов прямого и непрямого восстановления. При этом стабилизуется качество выплавляемого чугуна и достигается значительная экономия топлива.

На тепловое состояние печи влияют многие факторы, в том числе распределение газового потока, колебание состава и физических свойств шихтовых материалов и т. д.

Основными параметрами для управления тепловым режимом печи являются значения содержания СО₂ и СО в колошниковом газе, расход пылеугольного топлива, поступающего в печь, масса железорудного сырья, кокса и флюса в подаче, влажность кокса, температура и химический состав чугуна на выпуске.

Регулирование теплового состояния печи при отклонениях от нормального производится путем изменения в следуюшей последовательности:

- расхода кокса в подачу;

- влажности дутья,

- интенсивности плавки,

Регулирование теплового состоянияпечи осуществляется, главным образом, изменением количества кокса в подаче при оптимальных параметрах дутья и его температуры. На рисунке 8 приведенасхема АСУ тепловым состоянием доменной печи.

Таблица 25 - Технические средства для автоматического управления тепловым режимом доменной печи

Наименование измеряемого параметра	Средство измерения	Диапазон измерений	Предел допускаемой погрешности измерения
Масса кокса, агломерата, угольной пыли	тензометрические весы	0 - 5 т	1,5 %
Влажность кокса	нейтронные влагомеры
Содержание СО, С02, Н2	газоанализатор АО	0,5 - 100 %	0,5 %
Общий расход дутья	дифференциальный манометр	5 Па - 100 МПа	0,5 %
Температура колошникового газа	термопары ХА	20 - 1000 °С	2 %
Температура дутья	радиационные пирометры	30 - 6000 °С	± 25 °С
Температура чугуна и шлака на выпуске	радиационные пирометры	30 - 6000 °С	1 %

Расход кокса, агломерата и флюсующих добавок, поступающих из бункеров, контролируется тензометрическими датчиками 5а, 15а и 7а, установленными на весовых воронках, и измерительными приборами 5б, 15б и 7б. Сигналы с приборов поступают в УВК. Заданное значение расхода компонентов поступает с задатчиков 5в, 15в и 7в, установленных на оперативном щите. При отклонении текущего значения расхода от заданного, УВК вырабатывает управляющее воздействие, и исполнительные механизмы 5г, 15г и 7г и регулирующие органы 5д, 15г и 7д через шиберные затворы путем их открывания приводят расход в соответствие с заданием.

Для взвешивания шихтовых материалов применяются весоизмерительные устройства с тензорезистивными чувствительными элементами (месдозами). В корпусе, опирающемся на плиту весоизмерительного устройства, установлен стакан с опорными стержнем. Взвешиваемая емкость опирается на шаровую поверхность стержня и усилие от его веса через шар, и вкладыш передается на дно стакана (в весоизмерительном устройстве может использоваться несколько месдоз). Нижняя часть стакана удлиняется пропорционально прикладываемому усилию (сила тяжести вагона). На наружной боковой поверхности нижней части стакана приклеены две пары фольговых тензодатчиков – одна из них (рабочая) наклеена с двух сторон стакана параллельно оси и при наличии усилия (растяжения стакана) электрическое сопротивление этой пары изменяется. Другая пара тензодатчиков (компенсационная) расположена перпендикулярно оси стакана и ее сопротивление практически не зависит от растяжения стакана. Пары тензодатчиков включаются в противоположные плечи измерительного моста, показания которого будут пропорциональны приложенному усилию (силе тяжести вагона), а наличие компенсационных тензодатчиков обеспечивает независимость этих показаний от температуры окружающей среды [12].