автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Совершенствование системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы конвертера

МЕЩЕРЯКОВ Александр Юрьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ КИСЛОРОДНОЙ ФУРМЫ

КОНВЕРТЕРА

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 МАР Ш

Магнитогорск - 2012

005015054

005015054

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

ЛУКЬЯНОВ Сергей Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

РАДИОНОВ Андрей Александрович

кандидат технических наук ГОЛОВИН Вячеслав Васильевич

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский

государственный университет» (национальный исследовательский институт)

Защита состоится 23 марта 2012 г. в 13~часов на заседании диссертационного совета Д 212.111.04 при ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, ауд. 227.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МГТУ».

Автореферат разослан 21 февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук., доцент

К.Э. Одинцов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Кислородно-конвертерный передел жидкого чугуна в конвертерах с верхним типом продувки через фурму технически чистым кислородом - основной сталеплавильный процесс в мире. Одним из основных факторов, определяющих производительность кислородного конвертера, является коэффициент его использования. Повышение значения коэффициента использования кислородного конвертера прямо связано с сокращением времени простоя агрегата на устранение последствий выброса расплава через горловину конвертера на его корпус и прочее технологическое оборудование.

С целью предотвращения выброса расплава на современных конвертерах применяют системы виброакустического контроля процесса продувки, работающие как в режиме советчика технологического персонала, так и в качестве диагностирующего звена в системах предотвращения выбросов расплава посредством управления электроприводом перемещения кислородной фурмы. Показатели эффективности и алгоритмы работы данных систем в литературе не описаны и являются коммерческой тайной фирм разработчиков.

Эксплуатация российской системы виброакустического контроля процесса продувки «Мониторинг-К» и анализ существующих систем управления электроприводом кислородной фурмы конвертера выявили следующие проблемы: отсутствуют конкретные технологические требования к электроприводу кислородной фурмы конвертера с позиции автоматического предотвращения выбросов расплава; системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертера построены без возможности предотвращения выбросов расплава в автоматическом режиме; система виброакустического контроля «Мониторинг-К» не обеспечивает достаточную достоверность диагностирования возможности выброса расплава.

Создание системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы конвертера на основе новой, более достоверной системы диагностирования возможности выброса расплава позволит эффективно предотвращать выбросы расплава, сократить время простоя кислородного конвертера на выполнение ремонтных работ и, как следствие, повысить производительность кислородного конвертера.

Цель работы. Разработка системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы конвертера, обеспечивающей увеличение производительности кислородного конвертера за счет предотвращения простоев конвертера и потерь металла по причине выбросов расплава при продувке кислородного конвертера.

Достижение поставленной цели потребовало решения в диссертационной работе следующих основных задач:

- анализа известных технологических требований к электроприводу кислородной фурмы конвертера с позиции предотвращения выбросов рас-

плава через горловину кислородного конвертера;

- анализа существующих способов диагностирования возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера и оценки достоверности диагностической информации системы «Мониторинг-К»;

- статистического анализа временных диаграмм изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера в нормальном режиме продувки и при возникновении выбросов расплава через горловину кислородного конвертера;

- определения диагностических признаков возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера в характеристиках изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера, а также их значений для условий кислородных конвертеров ОАО «ММК»;

- разработки новой методики и алгоритма диагностирования возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера по характеристикам изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера и технологических параметров продувки;

- разработки конкретных технологических требований к системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертера с позиций предотвращения выбросов расплава через горловину кислородного конвертера;

- разработки функциональной схемы и алгоритма работы системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертера, обеспечивающих предотвращение выбросов расплава через горловину кислородного конвертера;

- анализа возможностей реализации разработанных технических решений существующими схемами электропривода;

- экспериментальной оценки эффективности предлагаемых методик и технических решений на действующих кислородных конвертерах.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились с использованием статистических и частотных методов анализа временных рядов, методов машинного моделирования и методов дискретной математики. Результаты работы базировались на большом объеме экспериментальных исследований, статистической обработке расчетных и экспериментальных материалов, полученных при исследовании электропривода кислородной фурмы кислородных конвертеров №1,2 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»).

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достоверностью диагнозов о возможности выбросов расплавов, полученных в результате опытно-промышленной эксплуатации внедренной системы технического диагностирования на кислородных конвертерах №1,2 ОАО «ММК», а также сопоставлением теоретических результатов с результатами экспериментальных исследований на действующих конвертерах ОАО «ММК».

К защите представляются следующие основные положения:

1. Результаты анализа технологических требований к электроприводу кислородной фурмы с позиции предотвращения выбросов расплава и возможностей их реализации типовой схемой электропривода.

2. Результаты статистического анализа временных диаграмм изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера в нормальном режиме продувки и при возникновении выбросов расплава через горловину кислородного конвертера. Диагностические признаки возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера, основанные на спектральном анализе временных диаграмм изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера.

3. Методика и алгоритм диагностирования возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера по характеристикам изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера, обеспечивающие высокую достоверностью диагнозов.

4. Конкретные технологические требования к электроприводу кислородной фурмы с позиции автоматического предотвращения выбросов расплава через горловину кислородного конвертера.

5. Функциональная схема со звеном диагностирования возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера в своем составе и алгоритм управления электроприводом кислородной фурмы конвертера, учитывающие особенности технологического процесса кислородно-конвертерной выплавки стали.

6. Результаты опытно-промышленной эксплуатации предлагаемых методик и технических решений на действующих конвертерах №1,2 ОАО «ММК» и оценки их эффективности.

Научная новизна:

]. Разработаны технологические требования к системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертера с позиции автоматического предотвращения выброса расплава по причине нарушения нормального хода продувки конвертера.

2. Определены диагностические признаки возможности выброса расплава из кислородного конвертера по характеристикам изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера. Разработаны методика и алгоритм диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера.

3. Разработана функциональная схема системы управления электроприводом кислородной фурмы, отличающаяся наличием блока диагностирования возможности выброса расплава в своем составе.

4. Разработан алгоритм управления электроприводом кислородной фурмы, реализующий в соответствии с технологическими требованиями целесообразное положение фурмы над расплавом.

Практическая значимость работы. Разработанная система управления электроприводом кислородной фурмы на базе новой системы диагностирования возможности выброса расплава позволяет в автоматическом режиме предотвратить выбросы расплава из кислородного конвертера. Созданы предпосылки увеличения производительности кислородных конвертеров за счет снижения времени простоев.

Установлено, что разработанные система управления электроприводом кислородной фурмы и система диагностирования возможности выброса расплава могут быть реализованы на существующем штатном оборудовании АСУ ТП конвертера.

Результаты диссертационной работы переданы ОАО «ММК» и приняты к внедрению. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанной системы управления электроприводом кислородной фурмы на конвертерах №1,2 ОАО «ММК» составляет 2,2 млн. руб. в год.

Реализация работы. Экспериментально подтверждена эффективность методики и алгоритма диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера. Алгоритм диагностирования возможности выброса расплава из конвертера реализован на действующем оборудовании системы сбора данных виброускорения корпуса кислородных конвертеров №1,2 ОАО «ММК» и внедрен в опытно-промышленную эксплуатацию. За время опытной эксплуатации на кислородных конвертерах №1,2 выявлено 23 и 26 случаев нарушения нормального хода продувки, что позволило предотвратить выбросы расплава через горловину кислородного конвертера.

По экспериментальным данным 34 случаев диагностирования возможности выброса расплава из кислородных конвертеров №1,2 ОАО «ММК» (г. Магнитогорск) доказана эффективность алгоритма управления электроприводом кислородной фурмы конвертера.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: VI Международной (XVII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу (г. Тула, 2010 г.); III Международном промышленном форуме «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении» (г. Челябинск, 2010 г.); 10-й научно-технической конференции молодых специалистов, инженеров, техников в ОАО «ММК» (г. Магнитогорск, 2010 г.); VII Международной научно-технической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия» (г. Липецк, 2010 г.); 67-ой и 68-ой научно-технических конференциях (г. Магнитогорск, 2009, 2010 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 печатных трудах, в том числе 1 статье в рецензируемом издании из перечня ВАК и патенте РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 61 наименования. Работа изложена на 135 страницах, содержит 35 рисунков, 22 таблицы и 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и основные задачи работы.

В первой главе дан анализ технологических особенностей производства стали на кислородных конвертерах с верхним способом продувки кислородом через опускаемую в конвертер фурму. Показано, что одним из резервов повышения производительности кислородного конвертера является предупреждение выбросов расплава на корпус конвертера и другое технологическое оборудование. Отмечено, что системы управления типовым электроприводом кислородной фурмы не обеспечивают автоматического предотвращения выброса расплава. Применяемая для раннего диагностирования возможности выброса расплава система «Мониторинг-К» не обладает достаточной достоверностью диагнозов. Поставлена задача разработки системы управления электроприводом кислородной фурмы, обеспечивающей автоматическое предотвращение выбросов расплава в процессе продувки стали в конвертере.

Кислородный конвертер (рис.1) представляет собой открытый сверху сосуд грушеобразной формы и состоит из корпуса с футеровкой 1, опорного кольца конвертера 2, цапф конвертера 3, механизма поворота конвертера 4.

Через горловину конвертера вдоль вертикальной оси У над расплавом 5 опускается кислородная фурма 6. Перемещение кислородной фурмы осуществляется электродвигателем М1.

Одним из основных технологических требований, предъявляемых к процессу кислородно-конвертерной выплавки стали, является требование поддержания уровня газошлакометаллической эмульсии 7 в ванне конвертера в заданном диапазоне в течение всей плавки посредством целесообразного, технологически обоснованного управления положением кислородной фурмы 6. Особенно критично повышение уровня шлакометаллической эмульсии выше нормы, что приводит к выбросам расплава 8 через горловину конвертера. Выбросы расплава являются характерным сопутствующим явлением при выплавке стали в кислородном конвертере. Простой агрегата на очистку технологического оборудования после выброса расплава может составлять до 40 минут, что по времени соответствует

Рис. 1

длительности одной плавки. Экономический ущерб от одного выброса расплава может достигать 600 тыс. руб.

К электроприводу кислородной фурмы предъявляются типовые технологические требования: диапазон изменения скорости при перемещении кислородной фурмы 0-0,9 м/с ; плавный пуск и торможение с ускорением не более 2 м/с1 ; автоматическая остановка фурмы на заданной высоте над уровнем расплава. Выполнение указанных требований позволяет получать различные марки стали заданного качества.

В результате анализа технологических требований и существующих систем управления электроприводом кислородной фурмы установлено: применяемые системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертеров обеспечивают выполнение лишь обязательных технологических требований; коррекция положения кислородной фурмы при появлении угрозы выброса расплава осуществляется в ручном режиме; в системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертеров не предусмотрена техническая возможность автоматического управления положением кислородной фурмы с целью предотвращения выбросов расплава при продувке кислородного конвертера; технологические требования к электроприводу кислородной фурмы с точки зрения предотвращения в автоматическом режиме выбросов расплава при продувке кислородного конвертера не определены.

Исследование причин возникновения выбросов расплава из кислородного конвертера, способов предотвращения и диагностирования возможности выброса расплава показало: прямое измерение параметров расплава в конвертере технически невозможно; диагностирование состояния процесса плавки на российских и зарубежных конвертерах выполняется на основе анализа косвенных показателей (характеристик отходящих газов, вибрации и шума при продувке стали в конвертере); наиболее перспективным является способ контроля вибрации корпуса конвертера и вибрации кислородной фурмы; основным способом предотвращения выбросов расплава, особенно на ранней стадии нарушения нормального хода продувки стали, является целесообразное изменение положения кислородной фурмы над расплавом в конвертере.

На всех кислородных конвертерах №1-3 ОАО «ММК» применяется система вибрационного контроля процесса продувки «Мониторинг-К» разработки НПП «Техноап», в которой по характеру изменения значений виброускорений цапфы конвертера вдоль осей X, У, Ъ (рис. 1) определяется возможность выброса расплава. Информация о возможности выброса расплава передается на главный пост управления оператору продувки, который при наличии других косвенных признаков (яркость пламени, наличие выбивающегося дыма) в режиме ручного управления электроприводом опускает кислородную фурму на 0,1 - 0,2 м с целью предотвращения инцидента.

Анализ данных эксплуатации системы «Мониторинг-К» выявил следующие недостатки: значительное число ложных диагнозов возможности выброса расплава (более 20% от всех диагнозов), что приводит к неоправданным снижениям интенсивности дутья, повышенному расходу шлакообра-зуюгцих материалов и, в итоге, ведет к снижению производительности кислородного конвертера; диагноз возможности выброса расплава выдается за интервал времени менее 7 с до наблюдения выброса расплава, что в совокупности со временем реакции оператора продувки (5-10 с) и инерционностью электропривода кислородной фурмы не позволяет гарантировано предотвратить выбросы расплава; имеют место выбросы расплава по причине ошибочных действий обслуживающего персонала.

В связи с изложенным, предложено решение задачи предотвращения выбросов расплава через горловину кислородного конвертера средствами автоматизированного электропривода кислородной фурмы выполнить в следующей последовательности: разработать и внедрить новую систему технического диагностирования возможности выброса расплава с более высокой степенью достоверности диагностирования; определить конкретные технологические требования к электроприводу кислородной фурмы с позиций предотвращения выбросов расплава; разработать алгоритм и функциональную схему системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы конвертера при появлении возможности выброса расплава.

Вторая глава посвящена разработке методики диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера по изменению характеристик виброускорения корпуса кислородного конвертера вдоль его трех ортогональных осей X, У, Ъ. Выполнен спектральный анализ временных диаграмм изменения мгновенных значений виброускорения корпуса кислородного конвертера при нормальном ходе плавки и при возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера. Определены восемь диагностических признаков проявления возможности выброса расплава при продувке стали в кислородном конвертере в спектральных характеристиках изменения мгновенных значений виброускорения корпуса кислородного конвертера. Предложена новая методика диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера.

По архивным данным системы вибрационного контроля «Мониторинг-К» в сформированы массивы из 239 тыс. временных диаграмм виброускорения корпуса кислородного конвертера при нормальном ходе продувки и 2 тыс. временных диаграмм за 20 с до выброса расплава.

Установлено, что индивидуальное наблюдение случайной величины суммарного расхода кислорода дутья в момент выброса расплава с вероятностью р = 0,95 находится в интервале 1420л<3 < (3[02] < 16700л<3. Предложено выполнять диагностирование возможности выброса расплава при выполнении указанного условия.

По данным созданных массивов в результате сравнительного частотного и статистического анализа изменения характеристик виброускорения корпуса кислородного конвертера вдоль его осей Х,У,г при нормальном ходе продувки стали и при появлении угрозы выброса расплава из конвертера доказано: числовые характеристики компонент амплитудного спектра изменения мгновенных значений виброускорения корпуса кислородного конвертера в диапазоне частот 0,1-100 Гц однородны (рис. 2,а,б) и не могут быть использованы в качестве диагностических признаков; в качестве диагностических признаков могут быть приняты величины значимых компонент амплитудного

спектра изменения значений

:: виброускорения корпуса кис-

возможность . ;; г '

выброса !: лородного конвертера, рас-

считанные но критерию максимума приращения инфор-'}~[гц мации, для фиксированных V диапазонов частот:

¿„(0,1-0,9Гц), ЬХ2(2,9-6,3Гц),

ЬХ1 (23,3 - 31,8Гц), 6,. ,(0,1-0,7Гц),

ЬГ 2 (3,4-7,8Гц), Ьг з (22,1 - 30,2Гц),

Ьгл(73,9 - 98,4Гц),Ь7, (20,7 - 29,5Гц),

Л.гч

> и темп изменения значимой компоненты Ъу 2 амплитудного спектра виброускорения корпуса кислородного кон-

(ДЙ^/ДО

(рис. 2, в,г); по изменению отдельных диагностических признаков сделать однозначный вывод с высокой достоверностью о возможности выброса расплава невозможно; с целью сокращения количества диагностических признаков по методу деревьев решений выполнен расчет четырех комплексов диагностических признаков возможности выброса расплава: С'выб = {ЬХ 2,ЬГ 2,ЬГ З},

0"ыбр ={6*,1А,1А,зЬ ^ ={ЬГ 2,АЬГ 2/Ы,Ь2,}, С*1бр={Ьхг„Ъгл}-, по изменению каждого из комплексов диагностических признаков сделать однозначный вывод с высокой достоверностью о возможности выброса расплава не возможно; диагностирование возможности выброса расплава необходимо проводить по реализации всех комплексов диагностических признаков.

I 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 В)

Рис.2

75,6 75,7 75,8 75,9 76 76,1 Г)

/„Л

> вертера

Определены выражения для расчета отношений правдоподобия принадлежности реализации комплексов диагностических признаков областям диагноза возможности выброса расплава:

-18,59(6^ 2-4,21)2-5,86(Ьу 2-8,48)2-Ш,38(6г 3-2,9б)2

Л' =3,19-"

-13,29(6Г 2-2,15)2-20,ОЪфу 2-3,34)2-1201,46(6,.^-0,816)2

=4,82-

-Ю13 (4,62(6у , -9,8 МО"6 )2 +93,7(6Гд -4,6М0"7 )2 +1,32(6Г 3-7,110^ )2)

Аш = 3 71 увыбр ^ '

Лл' = 192-

-1013(2(6л-1-5,3-10-6)2+31(Йг ,-2,57-Ю-')2+20,03(6,, 3-3,81-Ю-6)2) ' -1014(з,28(6у 2 -1,3510"6 )2 +2,79(ДЛГ 2/Д?-9,78-10-7 )2 +0,25<621 -2,34-10^ )2 ] О

-10,3(12,8(6Г 2-2,57-10-7)2+6,15(Д6г 2/ДГ-5,3-10~6)2+1,65(6г ,-3,81-Ю-6)2) ' ~10|4(21,1(6г з-3,0910-7)2+0,13(6г 4-1,55-Ю"6)2) -1013(15,\фх 3-2,21-10"7)2 +0,89(6,- „-6,1210"7)2) '

Диагностическим условием возможности выброса расплава является выполнение неравенства йв> 1 (рис. 3), где Л = шах(А^, Л^, к"^бр,

А^) - максимум отношений правдоподобия принадлежности реализации

комплексов диагностических признаков диагнозу возможности выброса расплава.

Разработана методика диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера:

1. Осуществляется проверка ЬГ2. выполнения неравенства 10"'л</с2 1420м3 <е[02]<1,67-Ю4м3. Если

2 21 указанное неравенство не выпол-'19 няется, то диагноз о возможности выброса расплава отвергается, в 10"' и / с' ПР0ТИВН0М случае производятся дальнейшие расчеты.

2. Создается сдвиговый диагностический массив [АХ,АГ,А2] мгновенных значений виброускорения корпуса кислородного конвертера вдоль трех ортогональных осей Х,У иZ.

3. Выполняется фильтрация импульсных помех в массиве [Ах,Аг,Аг] по выражению:

Я(А(1- 4../))

35 40 45 50 55 60 65 70 75 Рис. 3

8.^-4))

Если выполняется условие Оип >1,22, то из диагностического массива [Ах,Аг,А2] исключаются значения виброускорения корпуса кислородного конвертера на временном интервале 4 с.

4. Выполняется расчет значений компонент амплитудных спектров АСХ АСГ[/Н], АС1[/Ъ\ изменения мгновенных значений виброускорения корпуса кислородного конвертера в интервале частот 0,1-100 Гц по методу авторегрессионного спектрального анализа.

5. Рассчитываются величины значимых компонент амплитудного спектра изменения мгновенных значений виброускорения корпуса кислородного конвертера вдоль каждой оси X, У, Ъ по выражению:

6. Выполняется фильтрация величин значимых компонент по методу экспоненциального сглаживания.

7. Рассчитывается темп изменения значимой компоненты Ьг 3 амплитудного спектра изменения мгновенных значений виброускорения корпуса кислородного конвертера ДЬг ъ / А/.

8. По выражениям (1) выполняется расчет отношений правдоподобия принадлежности реализации комплексов диагностических признаков диагнозу возможности выброса расплава.

9. Выполняется проверка условия Бв > 1. Если соотношение выполняется, то формируется диагноз возможности выброса расплава.

В третьей главе разработаны функциональная схема, алгоритм и программа диагностирования возможности выброса расплава. Приведены результаты испытания системы в лабораторных условиях и опытно-промышленной эксплуатации на конвертерах №1-3 ОАО «ММК».

Разработанная функциональная схема системы диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера приведена на рис. 4, где А1, А2, АЗ - датчики виброускорения корпуса кислородного конвертера вдоль его осей X, У, Ъ, БУС - блок усиления сигналов; УФО - блок усиления, фильтрации и обработки сигналов виброускорения корпуса кислородного конвертера; РСД - рабочая станция диагностики; ПК - персональный компьютер; ГПУ - главный пост управления конвертера. Диагноз о возможности выброса расплава передается на главный пост оператора конвертера, а также может быть передан и в смежные системы.

На основании предложенной методики диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера разработаны алгоритм и программа технического диагностирования с учетом особенностей технологического процесса выплавки стали в кислородном конвертере. С целью сокра-

(3)

щения капитальных затрат на внедрение разработанная система диагностирования возможности выброса расплава реализована на аппаратной части существующей системы «Мониторинг-К» в виде отдельного программного модуля «МК».

Выполнена апробация и отладка разработанной программы в лабораторных условиях в режиме обработки архивных данных. Точность диагностирования составила более 95 %.

Крышка цапфы м конвдртер_а _ 1

А1

А2 - БУС

АЗ

Рис. 4

Разработанная программа «МК» внедрена в опытно-

промышленную эксплуатацию на кислородных конвертерах №1

(17.04.2010 г.) и №2 (05.04.2010 г.) ОАО «ММК». За время опытной эксплуатации системой диагностирования выявлены 49 из 53 случаев выброса рас-

плава (табл.) при более низком количестве ложных диагнозов по сравнению с системой «Мониторинг-К». Доказано, что количество ложных диагнозов в системе «МК» в 7 раз меньше, чем в системе «Мониторинг-К», что свидетельствует о достаточно высокой надежности новой системы и возможности ее использования в качестве диагностического звена в системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертера.

Таблица

Конвертер Выбросов расплава Верных диагнозов

№1 25 23

№2 28 26

Доказано, что для предотвращения более 90% выбросов расплава из кислородного конвертера корректирующее перемещение кислородной фурмы на 0,2 м вниз должно быть окончено не позже чем через

Дг

за'тю = 15с после формирования диагноза возможности выброса расплава.

В четвертой главе: определены конкретные технологические требования к системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертера с позиции предотвращения выбросов расплава по причине нарушения нормального хода продувки. Разработаны функциональная схема и алгоритм системы управления электроприводом кислородной фурмы, обеспечивающие автоматическое предотвращение выбросов расплава при продувке кислородного конвертера. Приведены результаты оценки эффективности предложенных технических решений.

В результате статистического анализа временных диаграмм работы электропривода кислородной фурмы при предотвращении оператором в ручном режиме выброса расплава после получения предупреждающего сигнала из системы «МК» определены требуемые параметры (временные интервалы и уровни положения кислородной фурмы) работы электропривода кислородной фурмы с целью гарантированного предотвращения выбросов расплава в автоматическом режиме.

Сформулированы конкретные технологические требования к системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертера с позиции предотвращения выбросов расплава через горловину конвертера:

1. В системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертера по характеристикам виброускорения корпуса конвертера должно выполняться диагностирование возможности выброса расплава.

2. Система управления электроприводом кислородной фурмы конвертера должна иметь возможность целесообразного автономного управления электроприводом с целью автоматического предотвращения инцидента в случае появления диагноза о возможности выброса расплава:

а) перемещения кислородной фурмы конвертера вниз на ШКФ = 0,2 м от рабочего положения и реализации режима останов в течение ЧОЛтах=25с;

б) дополнительного перемещения кислородной фурмы конвертера вниз на 0,2 м от корректированного положения и реализации режима останов в течение Л/ет/да=25с;

в) после нормализации процесса плавки система управления электроприводом кислородной фурмы конвертера должна иметь возможность перемещения кислородной фурмы в рабочее положение со скоростью 0,011 м/с.

В соответствии с технологическими требованиями разработана функциональная схема системы управления электроприводом кислородной фурмы (рис. 5). Алгоритм системы управления предложено реализовать в микропроцессорном блоке диагностирования и управления БДУ, который состоит из двух функциональных модулей: модуля диагностирования возможности выброса расплава (МДВВР) и модуля управления

ЭДКФ

Рис. 5

электроприводом кислородной фурмы конвертера (МУЭПКФ). При появлении диагноза Ве о возможности выброса расплава блок БДУ осуществляет формирование сигнала и коррекции задания на положение кислородной

фурмы, который поступает на дополнительный вход системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертера. После нормализации процесса продувки блок БДУ обеспечивает плавное перемещение кислородной фурмы в рабочее положение согласно технологическим требованиям к системе управления электроприводом кислородной фурмы. Оператор продувки имеет возможность отключить блок БДУ от системы управления электроприводом кислородной фурмы с целью ручного управления продувкой.

Предложено корректирующее воздействие итр = ЛНкф из системы диагностирования и управления формировать в виде непрерывной функции в зависимости от величины и длительности формирования диагностического сигнала возможности выброса расплава. С этой целью разработана нечеткая модель формирования величины корректирующего перемещения кислородной фурмы, реализованная в среде Ма11аЬ. Построены трехмерные графики передаточной функции нечеткой модели формирования величины корректирующего перемещения кислородной фурмы при диагностировании возможности выброса расплава (рис. 6, а) и при переходе в нормальный режим продувки (рис. 6, б).

Д =0

-0,4

Рис.6

Разработан алгоритм автоматического управления электроприводом кислородной фурмы с целью предотвращения выбросов расплава из конвертера (рис. 7). Алгоритм обеспечивает расчет и выполнение требуемых временных интервалов работы электропривода кислородной фурмы в ходе предотвращения выброса расплава и выработку управляющих сигналов в требуемой последовательности.

С целью оценки технической эффективности разработанной системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертера написана программа по алгоритму рис. 7 и в имитационном режиме управления проверена корректность вырабатываемых управляющих воздействий. На вход системы управления из архивных данных были поданы 34 временные диаграммы изменения диагностического сигнала возможности выброса расплава. В результате сравнительного анализа реальных действий оператора по предотвращению инцидентов и управляющих воздействий системы управления была

Начало

Нет^"Начало \проду вки?,

Блок диагностирования возможности выброса расплава

1

Нечеткий логический вывод

: 13

Дефаззификация переменной ДНк,

; 15

! 14

Я,,

доказана эффективность принятых технических решений и разработанной программы.

Результаты работы переданы ОАО «ММК» с целью внедрения разработанной системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы на конвертерах №13. Отмечено, что разработанная система может быть реализована на штатном оборудовании данных конвертеров. Ожидаемый экономический эффект от внедрения системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы составляет 2,2 млн. руб. в год.

Фаззификация переменных Л,, Д/„, Д/,

12

Рис.7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Анализ применяемых в настоящее время систем управления электроприводом кислородной фурмы конвертера показал, что они не позволяют выполнить в автоматическом режиме целесообразное управление электроприводом кислородной фурмы конвертера с целью предотвращения одного из самых распространенных и тяжелых инцидентов при выплавке стали в

1.7

кислородном конвертере - выброса расплава через горловину конвертера. На действующих в Российской Федерации кислородных конвертерах управление электроприводом кислородной фурмы выполняется в ручном режиме, что из-за неточности оценки ситуации и задержки принятия решений технологическим персоналом приводит к инцидентам.

2. Применяемая на ОАО «ММК» система технического диагностирования «Мониторинг-К» не обеспечивает требуемую достоверность диагностирования возможности выброса расплава. Это делает невозможным ее использование в качестве информационного звена в системе управления электроприводом кислородной фурмы, обеспечивающей предотвращение выбросов расплава через горловину кислородного конвертера в автоматическом режиме.

3. Анализ диаграмм амплитудного спектра виброускорения корпуса кислородного конвертера показал, что диагностирование возможности выброса расплава необходимо выполнять путем комплексной проверки значений компонент амплитудного спектра виброускорения корпуса кислородного конвертера, для чего предложена методика расчета значимых компонент амплитудного спектра виброускорения корпуса кислородного конвертера.

4. В результате анализа изменения величин и темпа изменения значимых компонент амплитудного спектра виброускорения корпуса кислородного конвертера по методу деревьев решений определены диагностические признаки возможности выброса расплава, а также выделены четыре группы реализаций диагностических признаков, соответствующих возможности выброса расплава.

5. Разработаны методика и алгоритм диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера, на основании которых создана программа диагностирования. Указанная программа внедрена в опытно-промышленную эксплуатацию на кислородных конвертерах №1-2 ОАО «ММК» и за 4 месяца эксплуатации показала высокую достоверность диагнозов: выявлено 49 из 53 случаев возможности выброса расплава. Количество ложных диагнозов по сравнению со штатной системой диагностирования возможности выброса расплава из кислородных конвертеров №1-2 снижено в 7 раз.

6. Определены конкретные технологические требования к системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертера с позиций предотвращения выбросов расплава при продувке конвертера.

7. Разработана функциональная схема системы управления электроприводом кислородной фурмы, обеспечивающая автоматическое предотвращение выбросов расплава при продувке кислородного конвертера.

8. Разработан алгоритм управления электроприводом кислородной фурмы при продувке кислородного конвертера с учетом технологических особенностей и параметров кислородно-конвертерного производства стали.

9. Результаты диссертационной работы переданы для внедрения ОАО «ММК». Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанной системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы на конвертерах №1-2 ОАО «ММК» составляет 2,2 млн. руб. в год.

Публикации автора по теме диссертации

Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК

1. Лукьянов С.И., Суспицын Е.С., Мещеряков А.Ю. Разработка системы диагностирования выбросов расплава из кислородного конвертера // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2010. 4.1.-С. 177-183.

Публикации в других изданиях

2. Лукьянов С. И., Мещеряков А. Ю., Суспицын Е. С. Определение скорости обезуглероживания расплава по характеристикам вибрации корпуса кислородного конвертера // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. — Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ». - 2009. -Вып. 17.-С. 174- 180.

3. Применение методов машинного обучения при анализе вибрации кислородного конвертера / С.И. Лукьянов, А.Ю. Мещеряков, Е.С. Суспицын и др. // «Материалы 67-й научно-технической конференции». Сб. докл. конф.

- Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ». - 2009. - С. 108 - 110.

4. Лукьянов С. И., Мещеряков А. Ю., Суспицын Е. С. Интеллектуальная идентификация выбросов расплава из кислородного конвертера // Материалы конференции «Инновационные технологии в обеспечении качества, энергоэффективности и экологической безопасности. Повышение конкурентоспособности металлургических и машиностроительных предприятий в современных условиях». - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ». - 2010. - С. 145 -147.

5. Лукьянов С. И., Мещеряков А. Ю., Суспицын Е. С. Анализ качества функционирования системы диагностирования выбросов расплава из кислородного конвертера // Современная металлургия начала нового тысячелетия: сб. науч. тр. Часть 1. - Липецк: Издательство ЛГТУ. - 2010. - С. 94 - 98.

6. Мещеряков А. Ю. Разработка системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертера с целью предотвращения выбросов расплава // Материалы конференции «Инновационные технологии в обеспечении качества, энергоэффективности и экологической безопасности. Повышение конкурентоспособности металлургических и машиностроительных предприятий в современных условиях». - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ». - 2011.

- С. 120- 122.

7. Патент РФ на полезную модель. RU 105626 С21С 5/30 Устройство автоматического управления электроприводом кислородной фурмы при продувке стали в конвертере / С.И. Лукьянов, А.Ю. Мещеряков, Е.С. Суспицын.

- Заявка № 2010145879/02 от 10.11.2010 // 20.06.2011 Бюл. № 17.

Подписано в печать 21.02.2012. Формат 60x84 1/16. Бумага тип. № 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 109.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ФГБОУ ВПО «МГТУ»

61 12-5/3798

ФГБОУ ВПО «МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. ГИ. НОСОВА»

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ КИСЛОРОДНОЙ ФУРМЫ

КОНВЕРТЕРА

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Специальность 05.09.03 — Электротехнические комплексы и системы

На правах рукописи

МЕЩЕРЯКОВ Александр Юрьевич

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Лукьянов С. И.

Магнитогорск, 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................5

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ КИСЛОРОДНОЙ ФУРМЫ КОНВЕРТЕРА.................13

1.1 Анализ технологических особенностей кислородно-конвертерного производства стали................................................................................................14

1.2 Характеристика электропривода кислородной фурмы и предъявляемых к нему технологических требований......................................................................22

1.3 Анализ способов диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера.....................................................................................27

1.4 Анализ функциональных возможностей системы «Мониторинг-К»........29

ВЫВОДЫ...............................................................................................................34

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫБРОСА РАСПЛАВА ИЗ КИСЛОРОДНОГО КОНВЕРТЕРА.......................................................................................................36

2.1 Исследование влияния суммарного расхода кислорода дутья на выбросы расплава из кислородного конвертера................................................................37

2.2 Анализ временных диаграмм изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера.....................................................................................43

2.2.1 Методика фильтрации фоновых импульсных помех в сигналах виброускорения корпуса кислородного конвертера..................................46

2.2.2 Анализ изменения среднеквадратичного отклонения значений виброускорения корпуса кислородного конвертера..................................50

2.3 Статистический анализ временных диаграмм виброускорения корпуса кислородного конвертера.....................................................................................54

2.4 Спектральный анализ временных диаграмм виброускорения корпуса кислородного конвертера.....................................................................................57

2.4.1 Расчет компонент амплитудного спектра изменения мгновенных значений виброускорения корпуса кислородного конвертера.................57

2.4.2 Расчет значимых компонент амплитудного спектра виброускорения корпуса кислородного конвертера..............................................................61

2.5 Расчет диагностических признаков возможности выброса расплава........67

2.5.1 Статистический анализ величин и темпа изменения значимых компонент амплитудного спектра виброускорения корпуса кислородного конвертера.............................................................................67

2.5.2 Расчет диапазонов изменения значений параметров виброускорения корпуса кислородного конвертера при возможности выброса расплава...........................................................................................69

2.5.3 Проверка совместного распределения параметров виброускорения корпуса кислородного конвертера..............................................................76

2.6 Разработка методики диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера................................................................................83

ВЫВОДЫ...............................................................................................................85

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫБРОСА РАСПЛАВА.......................................................................................87

3.1 Разработка функциональной схемы системы технического диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера..............................................................................................................87

3.2 Разработка алгоритма диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера................................................................................89

3.3 Промышленные испытания системы диагностирования выбросов расплава из кислородного конвертера и оценка её технической эффективности.......................................................................................................93

ВЫВОДЫ...............................................................................................................98

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ КИСЛОРОДНОЙ ФУРМЫ КОНВЕРТЕРА.......................................................................................................99

4.1 Технологические требования к системе управления электроприводом кислородной фурмы..............................................................................................99

4.2 Разработка функциональной схемы системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертера.........................................106

4.3 Разработка нечеткой модели формирования величины корректирующего перемещения кислородной фурмы....................................................................108

4.4 Разработка алгоритма управления электроприводом кислородной фурмы конвертера............................................................................................................116

4.5 Экспериментальная оценка технической эффективности предложенных решений................................................................................................................119

ВЫВОДЫ.............................................................................................................122

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................................124

ЛИТЕРАТУРА.....................................................................................................127

ПРИЛОЖЕНИЕ А ПРИЛОЖЕНИЕ Б.

134

135

ВВЕДЕНИЕ

Кислородно-конвертерный передел жидкого чугуна - основной сталеплавильный процесс в мире. Доля стали, полученной кислородно-конвертерным способом в России, достигает 59% от общего количества [1]. В настоящее время в мире эксплуатируется около 280 кислородно-конвертерных цехов, имеющих в своем составе до 700 конвертеров, производящих 65% от суммарного мирового объема металла [2,3].

Технология кислородно-конвертерного передела жидкого чугуна постоянно совершенствуется в направлении повышения качества выплавляемой стали и производительности кислородного конвертера. Одним из способов решения этих задач является автоматизация процессов выплавки стали, в том числе автоматизация управления электроприводами основных механизмов кислородного конвертера [3-5].

Основным режимом работы кислородного конвертера является продувка расплава кислородом. Повышение производительности кислородного конвертера связано с сокращением времени его простоя на ликвидацию последствий инцидентов, возникающих при продувке расплава [5-7].

Выброс расплава через горловину кислородного конвертера является одним из самых распространенных инцидентов в ходе продувки кислородного конвертера. При выбросе расплава происходит разлив жидкого металла и шлака на поверхность корпуса кислородного конвертера и прочее технологическое оборудование, приводящий к длительной остановке сталеплавильного процесса для ликвидации последствий инцидента, что ведет к снижению выхода и качества выпускаемой стали и, в крайних случаях, к потере всей плавки. Основными причинами выбросов расплава является интенсивное вспенивание шлакометаллической эмульсии и возникновение интенсивных колебаний поверхности расплава [7-13]. В данной работе состояние процесса плавки, предшествующее выбросу расплава через горловину конвертера, названо возможностью выброса расплава.

С целью предотвращения выбросов расплава на современных конвертерах применяются системы технического диагностирования возможности выброса расплава. В мировой практике кислородно-конвертерного производства наибольшее распространение получили системы виброакустического контроля процесса продувки [14-19]. В большинстве случаев такие системы работают в режиме советчика технологического персонала. Фирмами Nippon Steel Corporation и SIEMENS-VAI разработаны системы технического диагностирования и предотвращения выбросов расплава при продувке кислородного конвертера посредством автоматического управления электроприводом кислородной фурмы и ввода шлакообразующих материалов [20-22]. Показатели эффективности подобных систем в литературе не приводятся, а структура и алгоритмы их работы являются коммерческой тайной.

Диагностирование возможности выброса расплава в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК» осуществляется системой «Мониторинг-К» разработки НПП «Техноап» (г. Москва) [23]. При получении диагноза о возможности выброса расплава или его визуальном обнаружении технологический персонал корректирует параметры продувки посредством управления в ручном режиме электроприводом кислородной фурмы, изменения расхода кислорода и присадки шлакообразующих материалов [24].

Эксплуатация системы «Мониторинг-К» и анализ существующих систем управления электроприводом кислородной фурмы конвертера выявили следующие проблемы: отсутствуют конкретные технологические требования к электроприводу кислородной фурмы конвертера с позиции автоматического предотвращения выбросов расплава; системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертера построены без возможности предотвращения выбросов расплава в автоматическом режиме [23]. Система «Мониторинг-К» не обеспечивает достаточную достоверность диагностирования возможности выброса расплава. Имеют место выбросы расплава по причине субъективных ошибок технологического персонала при ручном управлении электроприводом кислородной фурмы конвертера.

Создание системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы конвертера на основе новой, более достоверной системы диагностирования возможности выброса расплава позволит эффективно предотвращать выбросы расплава, сократить время простоя кислородного конвертера на выполнение ремонтных работ и, как следствие, повысить производительность выплавки стали.

В связи с изложенным, целью настоящей работы является разработка системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы конвертера, обеспечивающей увеличение производительности кислородного конвертера за счет предотвращения простоев конвертера и потерь металла по причине выбросов расплава при продувке кислородного конвертера.

Достижение поставленной цели потребовало решения в диссертационной работе следующих основных задач:

- анализа известных технологических требований к электроприводу кислородной фурмы конвертера с позиции предотвращения выбросов расплава через горловину кислородного конвертера;

- анализа существующих способов диагностирования возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера и оценки достоверности диагностической информации системы «Мониторинг-К»;

- статистического анализа временных диаграмм изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера в нормальном режиме продувки и при возникновении выбросов расплава через горловину кислородного конвертера;

- определения диагностических признаков возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера в характеристиках изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера, а также их значений для условий кислородных конвертеров ОАО «ММК»;

- разработки новой методики и алгоритма диагностирования возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера по характе-

ристикам изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера и технологических параметров продувки;

- разработки конкретных технологических требований к системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертера с позиций предотвращения выбросов расплава через горловину кислородного конвертера;

- разработки функциональной схемы и алгоритма работы системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертера, обеспечивающих предотвращение выбросов расплава через горловину кислородного конвертера;

- анализа возможностей реализации разработанных технических решений существующими схемами электропривода;

- экспериментальной оценки эффективности предлагаемых методик и технических решений на действующих кислородных конвертерах.

К защите представляются следующие основные положения:

1. Результаты анализа технологических требований к электроприводу кислородной фурмы с позиций предотвращения выбросов расплава и возможностей их реализации существующей схемой электропривода.

2. Результаты статистического анализа временных диаграмм изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера в нормальном режиме продувки и при выбросе расплава через горловину кислородного конвертера. Диагностические признаки возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера, основанные на спектральном анализе временных диаграмм изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера.

3. Методика и алгоритм диагностирования возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера по характеру изменения виброускорения корпуса кислородного конвертера, отличающиеся высокой достоверностью диагнозов.

4. Конкретные технологические требования к электроприводу кислородной фурмы с позиций автоматического предотвращения выбросов расплава через горловину кислородного конвертера.

5. Функциональная схема и алгоритм системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертера на основе системы диагностирования возможности выброса расплава через горловину кислородного конвертера, учитывающие технологические особенности кислородно-конвертерной выплавки стали.

6. Результаты опытно-промышленной эксплуатации предлагаемых методик и технических решений на действующих конвертерах №1,2 ОАО «ММК» и оценки их эффективности.

Научная новизна работы заключается в разработке и реализации технологических требований к системе управления электроприводом кислородной фурмы конвертера с позиций предотвращения инцидентов по причине выбросов расплава через горловину кислородного конвертера.

В первой главе диссертации выполнен анализ технологических особенностей кислородных конвертеров и конвертеров с верхним способом продувки технически чистым кислородом через опускаемую в конвертер фурму. Показано, что одним из резервов повышения производительности кислородного конвертера является предупреждение выбросов расплава через горловину конвертера.

Анализ технологических требований к электроприводу кислородной фурмы и функциональных возможностей существующих систем автоматизированных электроприводов кислородных фурм конвертеров №1-3 ОАО «ММК» показал:

1. Применяемые системы управления электроприводом кислородной фурмы конвертеров обеспечивают выполнение лишь обязательных технологических требований. Коррекция положения кислородной фурмы при обнаружении возможности выброса расплава через горловину конвертера осуществляется в ручном режиме.

2. В системах управления электроприводами кислородных фурм конвертеров не предусмотрена техническая возможность автоматического управле-

ния положением кислородной фурмы с целью предотвращения выбросов расплава через горловину конвертера.

3. Отсутствует научно-обоснованная методика расчета допустимых значений временных интервалов работы электропривода кислородной фурмы с позиций предотвращения выбросов расплава через горловину конвертера.

4. Технологические требования к электроприводу кислородной фурмы с точки зрения предотвращения в автоматическом режиме выбросов расплава при продувке кислородного конвертера и алгоритмы реализации данных требований не определены.

5. Низкая достоверность диагностической информации системы «Мони-торинг-К» не позволяет ее использование в качестве информационного звена в системе автоматического управления электроприводом кислородной фурмы конвертера.

Поставлена задача разработки системы автоматического управления электроприводом кислородной фурмы конвертера, обеспечивающей увеличение производительности кислородного конвертера за счет предотвращения выбросов расплава из конвертера.

Вторая глава диссертации посвящена разработке методики диагностирования возможности выброса расплава из кислородного конвертера по характеристикам виброускорения корпуса кислородного конвертера вдоль его трех ортогональных осей X, У, Ъ.

Анализ временных диаграмм виброускорения корпуса кислородного конвертера показал наличие фоновых импульсных помех высокой амплитуды. С целью повышения достоверности диагностирования возможности выброса расплава предложена методика фильтрации импульсных помех.

Выполнен расчет значений компонент амплитудного спектра изменения мгновенных значений виброускорения корпуса кислородного конвертера по методу спектрального преобразования. Определены значимые компоненты амплитудного спектра виброускорения корпуса кислородного конвертера вдоль трех его осей.

В результате статистического анализа временных диаграмм изменения значимых компонент ам