Автоматизация теплового и технологического режимов дуговой печи ДСП-180 в условиях ЭСПЦ ОАО "ММК"
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ыше шлака и мощность ее тепловых потерь. Температура внутренней поверхности, с одной стороны, зависит от подводимых к печи мощности и напряжения, а с другой - характеризует режим теплообмена в рабочем пространстве печи. Кроме того, она связана с температурой металла и шлака, то есть, с технологической стороной работы дуговой печи. Мощность тепловых потерь дает возможность обоснованно выбирать рабочие режимы дуговой печи, а также оценивать степень совершенства печи как теплового металлургического агрегата[4].
Теплообмен в рабочем пространстве дуговой печи резко различается в отдельные периоды плавки в зависимости от особенностей подвода электроэнергии к печи и состояния в ней шихты, металла и шлака. После выпуска предыдущей плавки ток отключается, производятся заправка печи и загрузка шихты. При этом температура внутренней поверхности падает вначале быстро, затем медленнее. После загрузки шихты более нагретая, чем шихта, футеровка печи передает часть своего тепла шихте. Процесс этот происходит и в начале периода плавления шихты до тех пор, пока их температуры не сравняются. После прекращения передачи тепла футеровки шихте температура внутренней поверхности начинает расти, несколько понижается при поворотах печи и догрузке шихты и к концу периода плавления достигает уровня порядка 1200 -1300 С.
В начале периода плавления (этап 1) подводимые мощность и напряжение несколько снижают, чтобы не "поджечь" футеровку свода, вблизи которой горят электрические дуги. Более значительно снижают эти величины в конце периода плавления (этап 4), так как в это время электрические дуги открыты и излучают значительное количество тепла на стены печи. В течение этапов плавления 2 и 3 электрические дуги закрыты шихтой, могут быть длинными и выделять очень большое количество тепла без всякого вреда для футеровки печи.
В периоды окисления и восстановления температура футеровки продолжает нарастать, хотя подводимые мощности и напряжения постепенно снижаются; это объясняется тем, что для нагрева металла и шлака требуется сравнительно немного тепла. При удалении шлака наблюдается наибольшее снижение температуры футеровки. При окислении металла шлак пенистый и это позволяет применять несколько повышенные напряжения (ступени 20 и 21). В восстановительный период дуги открыты, излучают большое количество тепла на стены и свод, поэтому в этот период следует работать на пониженных напряжениях (ступени 22 и 23) и коротких дугах[5].
Тепло, аккумулированное футеровкой, частично расходуется на покрытие тепловых потерь печи во время заправки и завалки, частично передается холодной шихте. При установившемся тепловом режиме сумма этих двух частей аккумулированного тепла восполняется за счет электроэнергии в течение плавки, начиная приблизительно со второго этапа плавления и до конца восстановительного периода.
Тепловые потери дуговых печей значительно превосходят электрические потери, и их величина зависит от конструкции рабочего пространства печи, ее емкости и особенностей технологического процесса плавки. Для печей малой емкости они составляют около 45%, а для печей большой емкости около 30% от расхода электроэнергии на плавку.
Тепловые потери растут по мере износа футеровки, и поэтому существует "экономический" предел срока службы футеровки, при достижении которого стоимость дополнительного расхода электроэнергии начинает превосходить экономию, получаемую в результате удлинения срока службы футеровки. Наиболее эффективными для уменьшения тепловых потерь печи являются регулирование расхода и температуры охлаждающей воды, герметизация всех отверстий печи, применение тепловой изоляции футеровки печи и окраска наружных поверхностей стен и пода печи алюминиевой краской, сокращение продолжительности загрузки шихты, тщательное закрывание рабочих окон печи и ограничение продолжительности их открывания, недопущение перегрева поверхностей электродов[6].
2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ДСП-180
Функциональная схема автоматизации ДСП-180 приведена на схеме Д.А.220200.005.БР.10.СЗ.
Система автоматизации предназначена для управления технологическим, тепловым и электрическим режимами дуговой сталеплавильной печи. Система представляет собой двухуровневую АСУ ТП. Нижний уровень автоматизации представлен локальными контурами с использованием для управления микропроцессорного контроллера Simatic S7 400. Верхний уровень автоматизации реализован на базе универсального вычислительного комплекса УВК, в котором по математическим моделям рассчитываются основные технологические параметры плавки, параметры работы печи, а также УВК формирует задающее воздействие контурам. УВК обеспечивает визуализацию параметров технологического процесса и ведет сбор информации о плавке для хранения в базе данных.
В теплообмене с электрическими дугами принимает участие внутренняя поверхность футеровки печи и относительно тонкий примыкающий к поверхности слой толщиной 10-20 мм. Скорость износа футеровки определяется температурой указанного слоя и поэтому существует необходимость ее измерения. Одним из способов является измерение температуры футеровки с помощью термопар, вставляемых через металлическую трубу, замурованную в кладке во время ремонта. Спай термопары с защитным колпачком выступает в рабочее пространство на 5-20 мм. Для измерения температуры жидкой стали в печи используются термопары погружения периодического действия со сменным