Пояснювальна записка до дипломного проекту "Розробка автоматизованої системи управління збором, обробкою і відображенням інформації на установці продувки стали азотом (аргоном) електросталеплавильного цеху № 2 товариства з обмеженою відповідальністю" Сталь Кузнецького металургійного комбінату ".
Дипломний проект по спеціальності "Технологія, математичне забезпечення та автоматизація ливарних процесів (110403). - Новокузнецьк, 2002. - 113с. Табл.18, іл. 25, джерел 36, додатків 1, креслень 6 листів.
Ключові слова: автоматизована система, збирання, обробка та відображення інформації, алгоритм, модель, установка продувки стали азотом (аргоном), технологія, подання інформації, хімічний склад, економічний ефект.
Об'єктом дослідження є процес обробки металу на установці продувки стали азотом (аргоном) (УПСА).
У дипломному проекті проведено вивчення технології обробки сталі в ковші стосовно ТОВ "Сталь КМК" з метою зниження економічних витрат на здійснення вищевказаного процесу.
У роботі проведено ряд технологічних досліджень для створення підсистеми автоматизованої системи управління технологічним процесом УПСА.
THE SUMMARY
ЗМІСТ
ВСТУП
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАВОДУ, ПОТОКІВ сировини і готової продукції
1.1 Характеристика металургійного комплексу дочірніх підприємств ВАТ "КМК"
1.2 Характеристика електросталеплавильного виробництва
1.3 Характеристики ДСП - 100І7
1.4 Характеристика УПСА
1.5 Постановка задачі
2 РОЗРОБКА автоматизована система збору, обробки і відображення інформації НА УПСА
2.1 Перевірка достовірності та відновлення первинної інформації на УПСА
2.2 Математичний опис
2.3 Аналіз роботи алгоритму оцінки достовірності та відновлення первинної інформації
2.4 Оцінка і контроль мас дозується матеріалів
2.5 Алгоритм розпізнавання свищів продувний фурми
3 ТЕХНІЧНА СТРУКТУРА автоматизована система збору, обробки і відображення інформації НА УПСА
3.1 Загальна технічна структура АСУ ТП УПСА
3.1.1 Обгрунтування та коротка характеристика основних рішень з функціональної і забезпечує частин АСУ ТП УПСА
3.1.2 Призначення АСУ ТП УПСА
3.1.3 Опис параметрів, що використовуються в АСУ ТП УПСА
4 Відображення інформації в АСУ ТП УПСА
5 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА
6 ОХОРОНА ПРАЦІ І НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
6.1 Аналіз умов праці на об'єкті проектування
6.1.1 Аналіз умов праці на УПСА в ЕСПЦ-2 ТОВ "Сталь КМК"
6.2 Заходи з безпеки праці при експлуатації УПСА
6.3 Заходи щодо виробничої санітарії
6.4 Пожежна безпека
6.5 Охорона навколишнього середовища
ВИСНОВОК
Посібник/За ред ІНФОРМАЦІЇ
ДОДАТОК А
Заходи при надзвичайних ситуаціях
ВСТУП
Сформована в даний час економічна ситуація вимагає від підприємств чорної металургії випуску продукції, конкурентоспроможної на внутрішньому і зовнішньому ринках. Конкурентоспроможність багато в чому визначається вартістю і якістю продукції, що в свою чергу обумовлено застосовуваної технологією, контролем за точністю її дотримання, а також кількістю і вартістю використовуються в роботі матеріалів.
Сьогодні, як правило, технологія виробництва сталі припускає використання позапічної обробки металу в тому чи іншому вигляді, від найпростіших установок до агрегатів комплексної обробки сталі з вакуумированием.
При використанні агрегатів позапічної обробки сталі здійснюється доведення металу за хімічним складом і коректування його температури шляхом подачі феросплавів і продувки інертним газом. При цьому ставиться завдання економного витрачання коригувальних добавок і більш точного попадання у вузькі межі за хімічним складом, ніж на основному технологічному агрегаті.
У складі електросталеплавильного цеху № 2 ТОВ "Сталь КМК" працюють дві установки продувки стали азотом (аргоном) - УПСА. Планується провести демонтаж недобудованого агрегату комплексної обробки сталі (АКОС) і розпочати будівництво нового АКОС, що задовольняє сучасним вимогам.
Аналіз технології, що застосовується при роботі агрегатів позапічної обробки сталі, показав, що необхідно вести більш точний контроль за збором і обробкою інформації про стан металу і оперативно представляти цю інформацію операторам у вигляді різного роду графіків і таблиць з використанням передісторії процесу.
Тому в роботі було вибрано практичний напрямок - створення підсистеми автоматизованого збору, обробки і відображення інформації в рамках загальної автоматизованої системи управління технологічним процесом УПСА (АСУ ТП УПСА).
Для можливості створення автоматизованої системи було потрібно провести ряд технологічних досліджень з використанням паспортних даних, даних автоматизованого збору інформації та спеціальної реєстрації при спостереженні за процесом обробки металу в ковші. Для дослідження розглядали температуру металу під час вступу на УПСА, угоревшіе маси матеріалів, час обробки в ковші та інше.
Після проведених досліджень з'явилася можливість проведення збору, обробки і відображення інформації на УПСА за певними алгоритмами, які використовуються в автоматизованій системі управління.
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАВОДУ, ПОТОКІВ сировини і готової продукції
1.1 Характеристика металургійного комплексу дочірніх підприємств ВАТ "КМК"
До складу металургійного заводу входять наступні підрозділи: коксохімічне, доменне, сталеплавильне, прокатне, цехи відділу головного механіка, цехи відділу головного енергетика, автотранспортний цех, ремонтно-будівельні цехи, цехи металовиробів.
Коксохімвиробництва (КХП)
До складу КХП входять наступні цехи: вуглепідготовчий, коксовий, цехи уловлювання.
Вуглепідготовчий цех має у своєму складі вугіллі приймальні ями, вагоноперекидач, два відділення остаточного дроблення вугілля, два дозувальних відділення, змішувальні відділення та чотири вугільні башти, конвеєри для транспортування вугілля та шихти з галереями і мостами.
Коксовий цех складається з восьми коксових батарей. Період коксування на батареях 1 ... 6 - 14,7 ч. На коксової встановлення дев'ять углезагрузочних вагонів, дев'ять коксовиталківателей, сім коксотушільних вагонів, вісім електровозів, десять дверес'емних машин. Гасіння коксу здійснюється у чотирьох гасильних баштах автоматично за програмою. Фенольна вода після біохімочісткі подається на гасіння коксу безпосередньо насосами. У цеху три коксосортіровкі, де кокс обробляється на наступні класи: 40мм, 25-40мм, 10-15мм, 0-10мм.
Цех управління № 1 складається з таких відділень: конденсація газу, машинного, аміачно-перідінного, сульфатного, обезводнення смоли, бустерної станції та обесфенолівающей установки. Продукцією цеху є аміак і сульфат амонію. Цех управління № 2 включає відділення остаточного охолодження газу і уловлювання бензолу. У цеху є два нафталінопромивателя пластинчастого типу для промивання вод від нафталіну. Продукцією цеху є бензол і кам'яновугільна смола.
Доменне виробництво
До складу доменного виробництва входять п'ять печей, у тому числі, обсягом 1310м3 - чотири (в даний час піч № 1 законсервована), 1719м3 - одна. Загальний корисний об'єм доменних печей по цеху 6959м3.
Для транспортування чавуну і шлаку використовуються чугуновозні ковші місткістю до 100 т і шлаковозів ковші місткістю 11-16м3.
Сталеплавильний ВИРОБНИЦТВО
До складу сталеплавильного виробництва входять наступні цехи: мартенівський № 1, № 2 (у даний час обидва цеху об'єднані в один сталеплавильний цех); електросталеплавильний № 1, № 2; копровий, цех підготовки складів.
Копровий цех складається з п'яти виробничих дільниць, де здійснюється обробка скрапу до габаритних розмірів.
Прокатне виробництво
Прокатне виробництво має у своєму цехи: обжимной з блюмінг 1100 і послідовно розташованим заготовочних верстатом 900; рейкобалковий; цех рейкових скріплень; середньосортного з шаропрокатним станом; листопрокатний; сортопрокатного зі станами 750, 450, 360, 280 і тонколистовий стан 1000.
Обжимной цех. Для обробки товарної заготівлі, прокочується обтискним цехом, є окремий проліт з двома мостовими кранами вантажопідйомністю 10т. кожен. Заготовки для всіх прокатних станів (за винятком рейкобалкового) передаються з обтискного цеху на залізничних вагонах.
Рейкобалковий стан випускає рейки довжиною 25 і 12,5 м з загартованими кінцями. Загартування проводиться на гарячих стелажах водоструминної апаратами, використовується тепло, яке залишилося після прокатки. Після гарту рейки надходять в короби уповільненого охолодження. Завантаження та вивантаження рейок проводиться мостовими кранами з електромагнітами вантажопідйомністю 15т. Для обробки довгомірних рейок та інших видів прокату є відділення обробки прокату, рейок з проектною продуктивністю 750000 т/рік, в якому встановлено дві правильні машини, три вертикально-правильних преса, два горизонтально-правильних цеху, чотири поточних автоматичних лінії з шістнадцятьма свердлильно-фрезерними верстатами, пила холодної різання. Для збирання і вантаження прокатної продукції є чотири електромостових крана. Крім того, для обробки рейок та інших видів прокату є рельсоотделочная майстерня, в якій встановлено дві правильні машини, чотири штемпельні преса і чотирнадцять свердлильно-фрезерних верстатів.
Листопрокатний цех. Склад слябів займає частину сусіднього зі станом прольоту. Склад обслуговується двома мостовими кранами. В прольоті стану встановлені: а) правильна одіннадцатівалковая машина для правки листів товщиною 5-12мм; б) дискові ножиці; максимальна товщина разрезаемых листів на дискових ножицях - 25мм, на гільйотинних ножицях-25мм. В прольоті складу готової продукції, суміжних з становим, є два магнітних крана вантажопідйомністю 15т. Є термічне відділення з чотирма камерними печами з витяжним черенем, з трьома мостовими кранами вантажопідйомність 10т. Травлення листів проводиться в травильним відділенні, який має чотири кислотних ванни, одну промивальну ванну і три мостових крана вантажопідйомністю по 5т. Тут же розташована майданчик для зачистки поверхні листів ручними машинками.
Цехи управління головного механіка (УГМ)
У УГМ входять наступні цехи: ливарний, ремонтно-механічний, зварювальна лабораторія. Ливарний цех включає наступні ділянки: ділянка виробництва изложниц, ділянка чавунного фасонного і машинного лиття, ділянка сталевого фасонного і машинного лиття, ділянка кольорового лиття, ділянка виробництва прокатних валків, ділянка виливки пробок для изложниц, ділянка мартенівського виробництва, підготовки та зберігання шихтових матеріалів, рубки изложниц, чавунного. Для забезпечення виробництва рідким металом в цеху є: два вагранки продуктивністю 14т/ч, один вагранка продуктивністю 57т/ч, дві електропечі "Детройт" ємністю по 500 кг, електросталеплавильна піч, мартенівська піч ємністю 30 т, електросталеплавильна піч ДСП-10 ємністю 10 т . У цеху 33 мостових крана. Є модельне відділення.
Цехи управління головного енергетика (УГЕ)
До складу УГЕ входять наступні цехи: теплоелектроцентраль, газовий, цех водопостачання, електроремонтних, технологічної диспетчеризації.
УПРАВЛІННЯ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ
Залізничний транспорт заводу примикає до станцій Новокузнецьк пасажирська і Новокузнецьк сортувальна Західно-Сибірської залізниці.
Автотранспортний цех
Використовує автотранспорт для внутрішніх перевезень, для забезпечення цехів різними матеріалами, обладнанням, запчастинами, а так само матеріалами для виконання будівельних робіт.
Цехи ВИРОБНИЦТВА ТОВАРІВ НАРОДНОГО СПОЖИВАННЯ
Цех емальованої посуду випускає залізну емальований посуд: бідони, відра з кришками, каструлі, кавники, гуртки питні, миски, горнята, тарілки, чайники і пр. Проектна потужність цеху 10000т. на рік.
Є цех сложнобитовой техніки.
1.2 Характеристика електросталеплавильного виробництва
Електросталеплавильний цех - 2 (ЕСПЦ - 2) ТОВ "Сталь КМК" являє собою складний технологічний комплекс, що складається з ряду взаємопов'язаних агрегатів. Цех має у своєму складі дві електропечі по 100т кожна. Крім того, цех оснащений двома сортовим машинами безперервного лиття заготовок (МНЛЗ), кожна з яких має чотири струмка. Перед відправкою на МБЛЗ метал обробляється на установках продувки стали азотом/аргоном (УПСА). В даний час будується агрегат комплексної обробки сталі (АКОС), який дозволить на додаток до УПСА підігрівати метал і здійснювати більшу кількість операцій з доведення стали до необхідної якості в ковші. Зв'язки агрегатів, основні технологічні потоки показані на рис.1.
Опис діючої і проектованої технології в ЕСПЦ - 2 далі наводиться за агрегатів.
Рисунок 1 - Технологічна схема ЕСПЦ-2
1.3 Характеристики ДСП - 100І7
Дугова електропіч ДСП - 100І7 використовується у складі електросталеплавильного комплексу (ДСП - 100, УПСА, АКОС - 100, МНЛЗ) (див. малюнок 1), де використані технологічні і організаційні рішення, спрямовані на досягнення стійкої граничної продуктивності всього технологічного ланцюга в цілому, а саме - виплавка сталі, здійснюється у двох технологічних взаємопов'язаних агрегатах: дугового сталеплавильної печі і агрегаті позапічної обробки сталі.
У ДСП виплавляють швидкорізальні, інструментальні, конструкційні, нержавіючі, трансформаторні, жароміцні, шарикопідшипникових та інші стали.
У ДСП здійснюється розплавлення скрапу і киснева продування рідкої ванни з наступною короткої доведенням (або взагалі без доведення) металу по хімічному складу і температурі. Пічний шлак не бере участі в рафінуванні сталі і скачується з печі перед зливом металу. Після закінчення окисного періоду плавки отриманий напівпродукт випускається з печі в тигель-ківш, де і здійснюється остаточне доведення сталі до заданої марки.
Використання ДСП - 100 для процесів плавлення шихти і окислювання домішок рідкої ванни забезпечує випуск стандартного напівпродукту для різних марок сталі, при цьому скорочується час витримки рідкого металу в печі, зменшується знос футеровки і підвищується продуктивність печі.
Піч ДСП - 100 має такі основні параметри:
ємність номінальна, т
100
потужність трансформатора, МВ
7.5
межі вторинної напруги, В
(761-654) -250
діаметр електрода, мм
610
час розплавлення під струмом, хв
витрату електроенергії на розплавлення, мДж/т
1500
витрата води на охолодження печі, м3/год
500
У конструкції ДСП - 100 використані водоохолоджувальні елементи футеровки і склепіння, газокисневі пальники, високопотужний трансформатор зі ступенями постійної потужності; здійснено нахил електродів до вертикалі, що забезпечує зближення їх нижніх кінців для проплавлення загального колодязя в шихті.
Піч завантажується зверху грайферний кошиком, при цьому звід піднімається і разом з електродами відводиться в бік зливу металу. Можлива безперервна подача металізованих окатишів через завантажувальний пристрій у склепінні печі.
Наявність ступенів постійної потужності розширює можливості розробки раціональних енергетичних режимів плавки в дугового печі.
Для інтенсифікації розплавлення шихти піч забезпечена двома сводовимі паливно-кисневими пальниками. Застосування водоохолоджуваних елементів скорочує витрати вогнетривів і зменшує простої на холодні ремонти футеровки. Однак простої печі з водоохолоджуваних футеровкою по ходу плавки викликають втрати енергії, які необхідно заповнювати після включення печі. Зупинки печі в період розкислення, наприклад, із-за несвоєчасно проведеної подвалкі шихти, можуть призвести до "заморожування" розплаву, так як водоохолоджуваних футеровка не акумулює тепло.
Наведені конструктивні особливості ДСП - 100 впливають і на технологію виплавки стали і, головним чином, визначають необхідність граничного скорочення тривалості рідких періодів в печі і проведення доведення металу в зовнішніх рафінувальних агрегатах.
До складу обладнання ДСП - 100 входять:
* Електрогідравлічний регулятор електричного режиму АРФГ - 400/6, 3-Н з гідравлічним приводом переміщення електродів;
* Пічної трансформатор; механізм нахилу ванни печі; механізм підйому та повороту склепіння;
* Система охолодження елементів стін, склепіння і струмопроводи;
* Фурма для продувки металу киснем, будову виміру температури металу в печі;
* Система відведення газів з печі;
* Датчики технологічних параметрів (температура, тиск, вагу, витрата) суміжних з ДСП -100 систем;
* Насосно-акумуляторна станція.
Відомості про технологічний процес, регламент і режимі. Технологічний процес виплавки сталі, є неперервно-дискретним з наявністю значної кількості неконтрольованих збурень і перешкод. Крім того, він характеризується відсутністю можливості безперервного контролю основних змінних електротермічного процесу (температура металу, концентрація компонентів і т.д.) і складністю математичних моделей взаємозв'язку основних змінних процесу та невирішеністю завдань їх параметричної ідентифікації.
Електричні ДСП -100 експлуатується в технологічної лінії з установкою позапічної обробки сталі на МБЛЗ, і використовується, в основному, в якості високопродуктивного плавильного агрегату. Загальна тривалість плавки при продуктивності технологічної лінії 400 - 500 тис. т сталі на рік не повинна перевищувати 100 хв. При цьому тривалість періодів плавки повинна відповідати таким орієнтовними показниками:
* Предплавочние операції (заправка, Завалко, подвалка, заміна і перепуск електродів) - не більше 20 хв;
* Розплавлення (під струмом) - не більше 55 хв;
* Доведення і випуск - не більше 25 хв.
Технологія виробництва сталі в ДСП - 100 високої продуктивності, характеризується наступними основними положеннями:
1. Марочний сортамент включає вуглецеві, низьколеговані, леговані сталі.
2. Основним принципом технологічного процесу є орієнтація плавки в печі на розплавлення шихти, окисне рафінування (дефосфорація, зневуглецювання) і нагрівання металу до температури випуску (1600 - 1700 ° С) з подальшою десульфурації, легуванням, коригуванням складу та температури в ковші при позапічної обробці, в тому числі і з дуговим підігрівом сталі. При відсутності підігріву в ковші операція легування може частково здійснюватися в печі.
3. Основними складовими шихти є підготовлений сталевий брухт та внутрішньозаводські відходи, а також чушковий чавун. За наявності особливих вимог до якості сталі до складу шихти включаються металізовані котуни. Металлозавалка готується в скрапном відділенні цеху, де підготовлений лом за допомогою кранів завантажується в завалочні кошика. Кошики в процесі заповнення шихтою зважуються. Металлозавалка повинна складатися таким чином, щоб забезпечити завантаження печі не більш ніж у два прийоми: Завалко - 70 - 75 т., подвалка - 35 - 40 т. Загальна вага завантажується шихти - не більше 115 т.
4. Додаткові матеріали (шлакоформуючі, феросплави, кокс, окатиші) довантажують в піч через отвір у склепінні. В окремих випадках легуючі вводяться через робоче вікно мульдозавалочной машиною. Передбачається також подання матеріалів в ківш. Шлакоформуючі матеріали і феросплави, що використовуються для виплавки і позапічної обробки металу, відповідають стандартам і технічним умовам.
5. Для інтенсифікації розплавлення шихти використовуються газокисневі пальники орієнтовною потужністю по 7 МПа. При загальній тривалості розплавлення під струмом 50-55 хв. тривалість роботи пальників становить 15-20 хв. Максимальна витрата газу на пальник становить 700 нм3/час, максимальна витрата кисню 1400 нм3/час.
6. Кисень для окисного рафінування подається через фурм, що вводиться в піч. Витрата кисню становить 50 м3/хв при тиску 1,2 - 1,5 МПа. Загальна тривалість продувки - 15 - 40 хв.
7. Для забезпечення необхідної стійкості футеровки і зниження втрат енергії під час доплавленія шихти і нагрівання рідкого металу формують пінистий шлак, екранує дуги, присадками по ходу плавки вапняку або вапна, коксу, окисних окатишів або вводячи кисень через занурену в метал фурм.
8. Для контролю хімічного складу металу в процесі плавки відбираються 3 - 4 проби металу з печі і 1 - 2 - з ковша при позапічної обробці. Час від моменту відбору проб та отримання результатів аналізу становить 8-10 хв.
9. Випуск сталі з печі, здійснюватись без пічного окисленого шлаку, що залишається в електропечі з деякою кількістю металу (до 10 т.). Маса металу, що зливаються в ківш, вимірюється зважують пристроєм на сталевозе. Періодично, через 5-7 плавок, метал і шлак випускаються повністю, після чого проводиться заправка футеровки печі.
Технологічний процес виплавки сталі в ДСП - 100 складається з наступних основних операцій і стадій:
* Завантаження шихти в піч;
* Закриття зводу;
* Переклад скрапу у рідкий стан, який представляє собою ряд стадій (заглиблення електродів, проплавлення колодязів, формування зони плавлення, розплавлення, подвалку скрапу);
* Окисне рафінування за допомогою кисневої продувки; відбір проб металу; виміри температури металу; подача в піч шлакоутворюючих;
* Випуск металу з печі, що включає одворот склепіння і нахил ванни.
Підтримання на кожній стадії оптимальних електрорежімов дозволяє мінімізувати тривалість розплавлення і витрату електроенергії.
Під оптимальним режимом роботи ДСП - 100 розуміється робота з термічним максимальним ККД при дотриманні обмежень, що накладаються на температуру футерованих частини стін і склепіння, на тепловий потік з водоохолоджуваних елементів стін і склепіння і на електричні параметри трансформатора, короткої мережі та електродів.
1.4 Характеристика УПСА
Технологічна схема УПСА показана на малюнку 2.
У комплексі ОНРС ЕСПЦ-2 ТОВ «Сталь КМК» передбачено спорудження агрегату в складі двох установок для обробки сталі азотом/аргоном і порошками за кожною електропіччю. Продуктивність однієї установки - до восьми плавок на добу. Інтервал видачі плавок з електропечі - 3 години. Тривалість обробки сталі - до 15 хв. Режим роботи - безперервний, тризмінної. Максимальна вага рідкої сталі в ковші - 110-115т.
Агрегат доведення металу призначений для виконання наступних технологічних операцій:
1. продування металу аргоном через неохолоджуваних фурм з метою усереднення його хімічного складу і вирівнювання температури по всьому об'єму ковша, а також доведення температури розплаву перед розливанням до необхідного рівня;
2. продування металу невисокоактівнимі порошкоподібними реагентами в струмені азоту/аргону з метою науглерожіванія, десульфурації;
3. дозована подача кускових феросплавів для легування і корекції хімічного складу сталі по марганцю, кремнію та ін елементів;
4. дозована подача алюмінієвого дроту з метою розкислення і легування сталі;
5. охолодження розплаву сідаємо дозованими порціями металевої січки;
6. автоматизований відбір проб металу для експрес-аналізу сталі, вимірювання температури і ступеня окислення.
Рисунок 2 - Технологічна схема УПСА
Технологічний процес.
Після випуску плавки ківш з металом транспортується на УПСА. Ківш встановлюється оператором в задане положення, опускається захисна футерованих кришка.
Продувка металу азотом/аргоном. Здається час продувки, витрата азоту/аргону загальний і в одиницю часу (30 - 60 м3/год), включається пристрій на опускання фурми в ківш. Включення подачі азоту/аргону здійснюється автоматично при включенні приводу опускання фурми. При досягненні заданої глибини занурення (на 90 - 95% глибини металу в ковші - 200-300 мм до дна) пристрій введення фурми відключається. Проводиться короткочасна (близько 3 хв) продування металу азотом/аргоном з метою усереднення хімічного складу та температури. Після продувки заданого витрати азоту/аргону Фурма виводиться з ковша, а при досягненні крайнього верхнього положення відключається подача азоту/аргону.
Проводиться вимір температури і, якщо потрібно, окислення та відбір проб металу з метою отримання інформації про хімічний склад.
Якщо хімічний склад і температура металу не задовольняють вимогам, що відповідає заданій марці сталі, то розраховуються і задаються в ківш необхідні порції феросплавів та металевої січки, подається алюмінієва дріт і може проводитися продування металу порошкоподібними матеріалами.
Охолодження металу. Коригування великих відхилень температури металу від заданого рівня проводиться додаванням металевої січки (0,625 кг січки на 1 т металу знижує його температуру на 1 ° С). Присадка металевої січки проводиться окремими порціями по 100 - 300 кг з інтервалом 1-2 хв. Після присадки останньої порції січки продування металу азотом/аргоном повинна бути не менше 3 хв.
Для корекції малих відхилень температури сталь продувається азотом/аргоном протягом 5 - 10 хв., Виходячи з отримання температури, необхідної для розливання сталі. У процесі продувки металу азотом/аргоном температура знижується на 1,5 - 2? С/хв.
Доведення хімічного складу сталі по марганцю, кремнію та інших елементів. Маса корекційна добавки визначається за результатами експрес-аналізу проби металу.
Після введення корекційна добавки метал продувається азотом/аргоном протягом 3-6 хв. залежно від маси прісаженних феросплавів.
Розкислювання, легування і доведення хімічного складу сталі за змістом алюмінію. Алюмінієва дріт діаметром 9 - 12 мм для розкислення і легування задається з бунтів з постійною швидкістю.
Кількість алюмінію визначається за даними експрес-аналізу, виходячи з отримання концентрації алюмінію на 0,01% вище верхнього марочного межі при 50% засвоєнні. Інтенсивність подачі азоту/аргону 30 ... 60 м3/год.
Введення алюмінію в метал можливо поєднувати з присадкою феросплавів.
Доведення хімічного складу металу за змістом вуглецю. Коригування складу сталі по вуглецю проводиться шляхом вдування в метал меленого коксик або графіту в струмені азоту/аргону (фракція не більше 2 мм). Вуглець добавки вводяться в ківш з постійною швидкістю після занурення в метал фурми. Витрата порошку вуглецевих матеріалів визначається, виходячи з 90% засвоєння вуглецю, що міститься в графіті або коксі. Інтенсивність подачі азоту/аргону - 40 ... 60 м3/год.
Десульфурації сталі. Для десульфурації сталь обробляється сумішшю порошків вапна (85-90%) і плавикового шпату (10-15%) в струмені азоту/аргону. Метал продувається з інтенсивністю 30 ... 60 кг/хв протягом 10 хвилин. У перспективі можлива обробка порошком силікокальцій і карбіду кальцію.
Наприкінці обробки вимірюється температура, відбирається проба металу.
Потім ківш з металом, що має температуру на 20-30 ° С вище нижньої температури розливання, транспортується на МБЛЗ.
1.5 Постановка задачі
Підвищення вимог до якості продукції, з огляду на тему дипломного проекту, вимагає оптимізації проведення процесу обробки сталі в ковші на УПСА. Одержання металу із заданим хімічним складом і необхідними властивостями важко через велику кількість виплавлюваних марок сталі і використовуваних охолоджувачів, розкислювачі і легуючих, високою колебаемості заданого складу готової стали від випуску до випуску, мінливості властивостей застосовуваних розкислювачі, проведення обробки металу в умовах неповноти, а іноді і недостовірності, інформації, коливань чаду елементів, малого часу зливу. Змінний майстер призначає необхідні маси вводяться добавок часто за інструкцією, що веде до перевитрати газу, січки, феросплавів, браку готової продукції. Для підвищення якості обробки металу та економії коригувальних добавок необхідна автоматизована система збору, обробки і відображення інформації на УПСА.
Алгоритми контролю і оцінки отриманої інформації в ході позапічної обробки сталі повинні бути універсальними і легко реалізованими на вже наявної АСУ ТП УПСА.
2 РОЗРОБКА автоматизована система збору, обробки і відображення інформації НА УПСА
2.1 Перевірка достовірності та відновлення первинної інформації на УПСА
Працездатність системи автоматизованого управління технологічними процесами залежить від досконалості підсистеми формування вихідної інформації. Тому в алгоритмічній забезпечення управління обробкою стали на УПСА при зборі первинної інформації поряд з вимірюванням, передачею та первинною обробкою інформації велику увагу слід приділити аналізу її достовірності.
Для основних користувачів програмно-технічних засобів (ПТС) основною характеристикою їх якості є достовірність вихідних даних і результатів їх обробки. При цьому достовірність зв'язується з наявністю або відсутністю помилок у вхідних та вихідних даних. Під помилкою розуміється відхилення величини виданого результату від його дійсного значення, що перевищує із заданою мірою точності деякий поріг помітне (15).
Завдання контролю та забезпечення якості ПС як функції достовірності даних полягає, таким чином, у виявленні, локалізації та усунення помилок у вихідних документах, сигналах і даних, а також причин їх виникнення (15, с.30).
У цій роботі не ставилося за мету розробити принципово нові алгоритми контролю інформації. Основна ж увага приділена аналізу існуючих методів, систематизації їх і створення узагальненого алгоритму стосовно УПСА. Метою створення автоматизованої системи збору, обробки і відображення інформації на УПСА є підвищення якості вимірювальної інформації за рахунок оперативного виявлення та усунення помилок у вхідних і вихідних сигналах і даних.
Призначення системи:
* Контроль стану і режимів функціонування ІК ЛВС
* Динамічна фільтрація вимірювальних перешкод і грубих помилок контролю СІІ
* Виявлення та усунення помилок у вихідних даних ПС
* Формування протоколів і звітів за результатами контролю та діагностики стану ІК
Алгоритм формування інформації для розрахунку управління включає наступні основні операції:
1. контролю за роботою операторів при введенні інформації в ЕОМ з видачею повідомлень і запитів при виявленні помилок;
2. контролю інформації, що надходить з автоматичних датчиків, із запитом її в оператора при невірних значеннях;
3. багаторазового переопроса та інтервального зіставлення одержуваних при цьому значень змінних;
4. перевірка за діапазонами зміни значень параметрів і їх збільшень щодо попередніх фактичних і згладжених рівнів, а також щодо значень, розрахованих за непрямими характеристиками;
5. логічного контролю послідовності надходження ініціативних сигналів про початок і закінчення різних операцій на УПСА;
6. реєстрація та облік кількості достовірних сигналів для визначення можливості використання в алгоритмі зчитаної інформації;
7. припинення зчитування інформації у разі появи режимів роботи, не передбачених умовами правильного застосування керуючого алгоритму і переходу на ручне введення.
Технічна структура системи обробки сталі в ковші передбачає ручний і автоматичне введення інформації.
У процесі введення інформації оператором, ЕОМ контролює кожен з послідовно вводяться масивів. При цьому перевіряється, перш за все, повнота повідомлення у відповідності із записаною в нормативно-довідкової документації довжиною для даного номера масиву. Потім всі складові масивів контролюються способами, зазначеними в блоці 4 проведеного алгоритму з видачею повідомлення оператору про невірному вводі та запитом повторного повідомлення.
При роботі з автоматичними датчиками у разі одноразового надходження параметра по ініціативному сигналу і незадоволення параметра вимогам контролю, провадиться запит його від оператора. Е?? чи ж можливий повторний запит інформації з датчика, то він виробляється і параметр контролюється знову.
Помилки у введенні оператора та недостовірні сигнали, отримані автоматично, реєструються і враховуються. Перші, в основному, з метою аналізу ситуацій, в яких оператор припускається помилок, і стимулювання операторів ЕОМ за підсумками роботи за місяць. Облік та реєстрація друга дозволяє визначити можливість роботи тих чи інших блоків алгоритму і виявити слабкі місця в системі зчитування інформації з автоматичних датчиків.
У випадках, коли недостовірна інформація надходить з кількості датчиків, що перевищують допустиму величину, здійснюється перехід повністю на ручне введення з видачею повідомлення змінному персоналу ЕОМ про необхідність усунення несправностей в системі.
2.2 Математичний опис
Особливістю технологічного комплексу УПСА (ТК УПСА) як об'єкта контролю є просторова розподіленість і тимчасова нестаціонарність комплексу контрольованих технологічних показників (ТП) - координат і параметрів, що характеризують протікання технологічних процесів і стан обладнання. Хід технологічних процесів обробки сталі на УПСА і стан обладнання технологічного комплексу характеризується сукупністю часових (динамічних) рядів значень ТП, до яких відносяться як різні фізичні величини (температури, витрати, тиску і т.д.), так і індикатори подій, пов'язані зі зміною режимів роботи обладнання (відкрито - закрито, включено - вимкнено і т.д.).
Для передачі по лініях зв'язку і введення в інформаційно - керуючу обчислювальну систему, ТП перетворюються в електричні сигнали вимірювальної інформації (СІІ); для цього служать первинні електричні перетворювачі (датчики). ТП - індикатори подій формуються особливими дискретними датчиками, на виході яких можуть мати місце тільки два (домовимося так вважати для простоти) значення СІІ.
Крім датчиків, для перетворення і передачі CІІ і ДСС використовуються підсилювачі, комутатори, що нормують перетворювачі та інші елементи телемеханіки, що утворюють вимірювальний канал (ІК). У загальному випадку ІК будемо називати сукупність апаратних (технічних), програмних та програмно - технічних засобів, що забезпечують формування, передачу та обробку СІІ (ДСС) з якістю, не гірше заданого, під яким розуміється точність, надійність, запізнювання і достовірність оцінок ТП. < br />
Формування і передача СІІ і ДСС супроводжується виникненням у ІК та лініях зв'язку вимірювальних перешкод, які можна розділити на звичайні (шуми) і грубі (викиди), тому одним з основних завдань обробки СІІ є придушення перешкод.
Нестаціонарних об'єктів контролю в часі виявляється в стрибкоподібному, як правило, зміну властивостей ТП, тому виникає задача виділення і розпізнавання в темпі з процесом надходження даних (у реальному часі) характерних ділянок СІІ, що містять зміни заданого типу.
Модель ТП запису
