Автоматический контроль основных параметров доменного процесса

Система контроля основных параметров доменного процесса представляет собой сложный комплекс датчиков, преобразователей сигналов и вторичных приборов.

Контролируются следующие технологические параметры.

1. Химический состав и физические свойства всех компонентов шихты.

2. Процесс загрузки шихтовых материалов: масса, количество, порядок подачи; работа механизмов загрузочного устройства (засыпного аппарата), их положения в каждый момент времени, уровень засыпки шихты, распределение шихтовых материалов по поперечному сечению печи.

3. Температурный и гидравлический режим во всех зонах по высоте печи.

4. Параметры дутья. Контроль работы воздухонагревателей.

5. Химический состав газов и продуктов плавки.

6. Масса и физические свойства продуктов плавки.

7. Контроль работы газоочистки и параметров дымового тракта печи (в т.ч. и работы блокировок безопасности в газовом хозяйстве печи).

Как указывалось выше, особое внимание уделяется контролю уровня засыпи шихтовых материалов в верхней части доменной печи, что обеспечивает ровный (бесперебойный) ход доменной печи.

Используется многообразие методов выполнения этого контроля: механические "зонды" (щупы) - вертикальные и радиальные горизонтальные; микроволновые излучатели радиоволн, радиоактивные источники гамма излучения; точность измерения – до 0,25м на различных расстояниях от оси печи. Мгновенные показания датчиков индицируются на световом табло, диаграммах регистрирующих вторичных приборов и дают персоналу информацию о характере (степени равномерности) и скорости схода шихты по высоте печи. Средняя скорость схода шихты может быть использована в качестве информации для управления ходом печи (загрузкой, выпуском продуктов плавки). Косвенным показателем, характеризующим процесс схода шихты является распределение статического давления газов по высоте шихты печи и химический анализ колошникового газа который не только обеспечивает технолога важнейшей информацией по состоянию доменной печи, но и является основой составления металлургических балансов и реализации математической модели при управлении доменным процессом с помощью УВМ. Точность работы газоанализаторов 0,2 объемных процента или (0,5…1)% диапазона измерительной шкалы прибора. Используются газоанализаторы ULTRAMAT, работающие по принципу инфракрасной абсорбции (объемное поглощение СО и СО₂ из газовой смеси) и измерение теплопроводности (для H₂). Приборы размещаются в термоконстантных помещениях, что создает условия для их надежной и точной работы. Контроль содержания [H₂] в колошниковом газе имеет еще один аспект использования результатов-обнаружение неисправности одного из фурменных приборов воздушного дутья. При неисправности дутьевой фурмы (системы водяного охлаждения медного футляра) резко повышается влажность дутья и содержание H₂ в колошниковом газе (с 2 до 7%). Сигнал неисправности датчиком передается на центральный пост управления для ликвидации неисправности (аварийной замены «прогоревшей» фурмы).

Система автоматического контроля и управления газораспределением в шахте доменной печи №5 НЛМК, разработанная и поставленная фирмой «СИМЕНС» контролирует содержание [CO, CO₂ и H₂], температуру и давление колошникового газа в десяти точках по двум радиусам шахты на расстоянии 7,5м ниже уровня засыпки шихты.

Основными партнерами ф. «Сименс» при разработке системы являлись фирмы "Данго и Диненталь", в части горизонтальных радиальных измерительных зондов и "Тиссен" – в области математических моделей управления работой измерительных "зондов", с целью максимального охвата контролем поперечного сечения шахты печи. Кроме того, в АСУ поступают сигналы термопар, контролирующих условия эксплуатации кожуха печи и встроенные на различную глубину его футеровки. Расход воздушного дутья контролируется соплами Вентури, изготовленными из жаропрочного металла (при температурах дутья до 1200^оС, срок службы сопла – 5 лет). Не менее важное значение имеет контроль теплового состояния горна печи, осуществляемый по температуре и химическому составу жидких продуктов плавки. Температура сливаемого из печи чугуна непрерывно контролируется оптическим устройством.

Контролируется масса чугуна взвешиванием ковшей (чугуновозов) и масса гранулируемого шлака.