7 Автоматизация производства

7.1 Автоматизация процесса доводки стали в ковше

Наиболее простым и широко применяемым процессом доводки стали является ее раскисление и легирование в ковше при выпуске из электропечи. Для управления этими операциями применяется АСУ (рис. 53), в состав которой входят система анали­тического контроля состава металла САК, ЭВМ и система автоматического управле­ния дозированием и подачей сыпучих и ферросплавов в ковш. Данные о составе ме­талла, полученные от САК, вводятся в ЭВМ автоматически. На основании этих данных и заданного состава стали ЭВМ рассчитывает необходи­мые количества добавок в ковш.

После расчета легирующих добавок ЭВМ выдает задание САУ дозированием и подачей сыпучих материалов и ферросплавов в ковш. Система включает вибропитатели под соответствующими бункерами. Легирующие добавки поступают в дозатор, ко­торый производит взвешивание дозы тензорезисторными датчиками массы. После набора заданной дозы по команде системы открывается затвор дозатора, и доза выг­ружается в ковш. Работа механизмов системы отражается на мнемощите, установ­ленном в посту управления. Заданные и фактические дозы материалов индицируются на табло цифровой индикации. При выгрузке материалов из дозатора масса их ре­гистрируется на цифропечатающем устройстве и передается в ЭВМ.

В настоящее время в электросталеплавильных цехах получают все большее при­менение установки для доводки стали в ковше по химическому составу и температуре путем продувки аргоном и порошкообразными

материалами, подачи раскисляющих и легирующих добавок в ковш.

Продувка аргоном в течение 4-6 мин позволяет устранить температурный гра­диент металла в объеме ковша, достигающий в обычных условиях после 5-7 мин вы­держки 50-100 °С. В результате продувки увеличивается степень воздействия раскис­ляющих и легирующих добавок и устраня­ется химическая неоднородность стали. Пос­леднее позволяет получить химический сос­тав стали в более узких допусках. Кроме того, сталь, обработанная аргоном, имеет более высокую плотность и лучшую струк­туру в результате уменьшения ее газонасыщенности и улучшения условий кристал­лизации. Сокращается расход раскислителей и легирующих добавок за счет их луч­шего усвоения. Схема автоматизации подачи сыпучих материалов и ферросплавов в сталеплавильный ковш представлен на

рисунке 10.

І - конвейер; ІІ - распределительное устройство; ІІІ - бункера; IV - доза­тор; V - затвор; VI, VII -течки 1 и 2; VIII - ковш на сливе; IX - ковш на до­водке; 1 - привод механизмов; 2 - вибропитатели; 3 - датчик положения механизмов; 4 - тензорезисторные дат­чики массы дозаторов; 5 - затвор

Рисунок 10 - Схема автоматизации подачи сыпучих материалов и ферросплавов в сталеплавильный ковш

На рисунке 54 представлена АСУ установкой для доводки стали в ковше.

Рисунок 11 - Структурная схема АСУ установкой для доводки стали

Продувка стали порошкообразными материалами - карбидом кальция, силико-кальцием, известью, шпатом и другими материалами в струе аргона - позволяет осуществить высокую степень десульфурации металла. Для повышения точности управления этим процессом применяют АСУ на базе современных средств вычислительной техники.

АСУ содержит САУ продувкой аргона 1 с регулятором 2 подачи аргона и датчиком 3 контроля расхода и давления аргона; САУ дозированием сыпучих материалов и ферросплавов 4, состоящую из бункеров с вибропитателями 5, дозатора 6 с весоизмерительными устройствами 7 и транспортных устройств для подачи материалов в установку, систему аналитичес­кого контроля 8; устройство подачи порошкообразных материалов, включающее высоконапорный аэрационный питатель порошка 9, с датчиком уровня порошка 10, фильтр 11, рабочий бункер-дозатор 12 и УВК. В состав УВК входят ЭВМ, устройст­во связи с объектом, дисплей. Ковш со сталью, частично раскисленной и легированной при выпуске, подают на установку доводки 13, которая включает в себя футерованную фурму 14 для подачи аргона и порошкообразных материалов и измерительный зонд 15 для определения температуры стали и содержания в нем кислорода и отбора проб ме­талла.

ЭВМ УВК выдает задание (время и расход аргона) САУ продувкой аргона. Авто­матический регулятор подачи аргона поддерживает заданные расход и давление арго­на. При израсходовании заданного количества аргона САУ продувкой выдает коман­ду регулятору 2 на отключение подачи аргона. После продувки аргоном, т.е. после усреднения температуры и химического состава металла, производят измерения температуры металла и отбор проб. Проба металла поступает в экспресс-лабораторию для анализа. Полученные от системы 8 данные, о составе металла и от вторичного прибора 16 температуры металла вводятся в ЭВМ УВК. На основании этих данных и заданного состава стали ЭВМ УВК рассчитывает необ­ходимые количества добавок и выдает задание системе 4 на подачу легирующих материалов и системе 1 на продувку аргона и подачу в струе аргона порошкооб­разных материалов.

В соответствии с заданием система 7 включает в заданной последовательности вибропитатели 5, загружающие в дозатор 6 материалы. После набора материалов по команде системы 4 производится выгрузка материалов в установку. После окончания продувки повтор­но производят измерения температуры и отбор пробы.

АСУ установкой для доводки стали в ковше выполняет:

а) сбор, первичную обработку и хранение технической информации;

б) контроль состояния технологического оборудования;

в) расчет оптимального состава легирующих и шлакообразующих материалов по химическому анализу и температуре стали в ковше;

г) управление расходом аргона;

д) расчет продолжительности обработки металла аргоном;

е) формирование и печать отчетных документов.

Применение АСУ позволяет уменьшить расход легирующих добавок и повысить качество выплавляемой стали.