книги из ГПНТБ / Металлургия Кировского завода сборник статей к 100-летию мартеновского производства на заводе (1874-1974)

через который подавался воздух в печь, за столь короткое время не ус­ певает достаточно охладиться воздухом, вследствие чего температура ее также быстро достигает предельной величины, и снова осуществля­ ется перекидка. Такая частота перекидок приводит к ухудшению усло-

Рис. 10. Принципиальная электрическая схема регулиро­ вания температуры подогрева мазута.

вий нагрева металла из-за вспенивания шлака, а следовательно, к пе­ рерасходу топлива и снижению коэффициента полезного действия печи.

Схема регулирования и корректировки расхода мазута собрана на базе двух электронных реле времени типа ЭРВ-99, максимальная вы­

120

держка времени которых увеличена до 6—7 мин. путем повышения ем­ кости сеточного конденсатора до 4 мкФ и сеточных сопротивлений до- 20—25 Мом.

Рис. 11. Принципиальная электрическая схема коррек­ ции расхода мазута.

Изменение расхода мазута достигается изменением величины пе­ ременного сопротивления Rx, включенного последовательно с дистан­ ционным задатчиком расхода мазута ДЗ-67 с помощью двигателя Д-1

121

■(типа Д-32), который через редуктор приводит в движение ползунок переменного сопротивления.

Принцип работы схемы корректировки заключается в том, что ин­ тервалы между последующими перекидками непрерывно сравниваются ■с минимально допустимым (3—5 мин.), установленным на электрон­ ном реле времени 1ЭРВ. В случае, если действительное время между перекидками меньше минимально допустимого, то реле 2ЭРВ замкнет свои контакты (2ЭРВ-5 и 2ЭРВ-1) и при следующей перекидке (когда замкнется контакт 1Р2) произойдет уменьшение расхода мазута при условии, что температура верха насадок регенераторов при этом до­ стигнет предельной величины (замкнут контакт потенциометра КП-1 или КП-2) . Остановка двигателя Д-1, перемещающего ползунок пере­ менного сопротивления Rx, произойдет тогда, когда закончится пере­ кидка (разомкнется контакт 1Р2) или разомкнется конечный выклю­ чатель.

За время перекидки значение сопротивления Rx увеличится на не­ которую величину, что равносильно изменению положения задатчика. Регулятор расхода мазута, получив сигнал, изменит величину его рас­ хода. За одну перекидку она сокращается на 3—6% от максимального значения. Если это оказывается недостаточным, то при последующих перекидках произойдет дальнейшее сокращение расхода топлива, но не 'более чем на 30% от максимального значения. Заданная сталеваром величина расхода топлива восстановится лишь в том случае, если время между перекидками превысит контрольную минимальную величину (включится реле 1ЭРВ), и тем быстрее, чем больше это пре­ вышение.

Постепенное изменение расхода топлива не вызывает температур­ ного «перекоса» насадок регенераторов, так как одним из условий ак­ тивной работы схемы является перекидка по температуре верха наса­ док. Работой схемы управляет контакт PC, замыкающийся во время перекидки на 20—25 сек.

При длительном перегреве одной из насадок регенераторов вслед­ ствие работы печи на полуавтоматическом управлении или по другим причинам, а также при устойчивом повышении температуры дымовых газов в общем борове до 700° С тоже происходит сокращение расхода мазута, так как при этом замкнется контакт ЗЭРВ-1, включающийся при длительном (свыше 3 мин.) замыкании одного из контактов, встро­ енных в электронные потенциометры.

Регулирование соотношения «мазут — воздух». Эффективная работа печи непосредственно зависит от условий организации процесса горе­ ния, что в свою очередь определяется характером мазутного факела и количеством подаваемого вторичного (регенераторного) воздуха. Ха­ рактеристики горящего мазутного факела в значительной степени опре­ деляются расходом и параметрами распылителя.

При использовании в качестве распылителя мазута сжатого воз­ духа регулирование соотношения «мазут — воздух» разделяется на две

122

отдельные схемы: регулирование соотношения «мазут — регенератор­ ный воздух» и соотношения «мазут—сжатый воздух-распылитель» (в дальнейшем для краткости будем соответственно называть «мазут—

В схеме регулирования «мазут — воздух» оптимальное соотношение воздуха и мазута (коэффициент избытка воздуха) задается сталеваром с помощью дистанционного задатчика ДЗ-67 согласно режимной карте и условиям сгорания топлива в печи. Заданный относительный избы­ ток воздуха поддерживается постоянным с помощью электронного ре­ гулятора соотношения ЭРС-67 независимо от расхода мазута, измеря­ емого датчиком постоянного перепада ППЭ.

Расход регенераторного воздуха измеряется с помощью диа­ фрагмы, установленной на воздухопроводе между вентилятором прину­ дительного дутья, подающим воздух к печи, и перекидным устройст­ вом. Датчиком расхода воздуха является мембранный датчик типа ДМ-218. Для контроля и регистрации расхода воздуха используются вторичные приборы ЭВП и ЭВСС. Изменение расхода воздуха осу­ ществляется дроссельной заслонкой, установленной на воздухопроводе, положением которой управляет регулятор соотношения ЭРС-67 в со­ ответствии с заданным коэффициентом избытка воздуха и расходом мазута с помощью исполнительного механизма МЭК-10.

В период перекидки клапанов расход воздуха стабилизируется с помощью электронного реле времени ЭРВ-99, которое разрывает электрическую цепь регулятора ЭРС-67, подающего команду на за­ крытие воздуха. Регулятор включается в работу после окончания пере­ кидки и восстановления заданного расхода топлива.

В схеме предусмотрена возможность кнопочного управления дрос­ сельной заслонкой. В качестве распылителя мазута используется сжа­ тый воздух давлением 6—6,5 ат.

Применяемые в цехе форсунки с центральной подачей мазута хо­

на 1 кг мазута. В период доводки, когда по условиям технологии уже не требуется максимальной подачи топлива в печь, расход его сокра­ щают. Это приводит к увеличению относительного количества распы­ лителя до 1,5—1,7 м 3 на 1 кг мазута, резкому сокращению длины фа­ кела и, как следствие, к ухудшению условий нагрева металла.

Регулирование расхода распылителя вручную с помощью задви­ жек является утомительной операцией и зачастую не дает положитель­ ных результатов. Стремясь получить длинный настильный факел, ста­ левар увеличивает подачу мазута, что приводит либо к перегреву стали,, либо к преждевременному нагреву регенеративных насадок до макси­ мальных температур, а в некоторых случаях и к перегреву их.

123

Внедрение автоматического регулирования расхода распылителя по расходу мазута позволило добиться удовлетворительной организа­ ции факела во все периоды плавки.

Изменение расхода распылителя достигается изменением положе­ ния дроссельной заслонки типа ЗС-1, смонтированной на трубопроводе сжатого воздуха, с помощью исполнительного механизма ИМ-2/120. Задание величины соотношения «мазут—распылитель» производится дистанционным задатчиком ДЗ-67.

Опыт эксплуатации схемы регулирования соотношения «мазут — распылитель» показал, что оптимальный относительный расход распы­ лителя не должен оставаться постоянным в разные периоды плавки; его необходимо уменьшать от 1,1—1,2 м3 на 1 кг мазута в период за­ валки и первую половину плавления до 1—0,85 м3 — в период до­ водки.

Регулирование давления в рабочем пространстве печи. Выбор оп­ тимального давления газов в рабочем пространстве печи во все пери- ■оды плавки имеет важное значение для экономичной работы марте­ новских печей. Как чрезмерно высокое давление газов, создающее из­ вестные неудобства в обслуживании печи из-за сильного выбивания лламени из завалочных окон, так и слишком низкое их давление, при­ водящее к подсосам холодного воздуха в рабочее пространство печи, нежелательно.

Предусмотренная проектом автоматизации схема регулирования давления газов в рабочем пространстве печи работала ненадежно и в дальнейшем была модернизирована.

Импульс давления газов в рабочем пространстве печи отбирается

•со стороны главного свода на расстоянии 10—12 кирпичей от передней стенки против среднего завалочного окна. Для устранения влияния температурной разницы на концах импульсной линии параллельно ей была проложена компенсационная трубка.

По модернизированной схеме дифференциальный манометр коло­ кольного типа РДМ-35 использовался как датчик и прибор, регистри­ рующий давление в рабочем пространстве печи с записью показаний на ленточную диаграмму. В манометр РДМ-35 была встроена индук­ ционная катушка, плунжер которой соединили с кареткой указателя давления посредством гибкого тросика. Индукционную катушку элек­ трически связали с задатчиком давления ДЗ-67 и электронным регуля­ тором ЭРК-77. В качестве регулирующего органа использовали дымо­ вой шибер, с помощью которого изменяли гидравлическое сопротивле­ ние дымового тракта путем дросселирования сечения дымового бо- ■рова, и таким образом регулировали давление в рабочем пространстве печи.

Команду на изменение положения шибера дает регулятор ЭРК-77, который через систему промежуточных реле включает элект­ родвигатель лебедки дымового шибера. Конечные положения шибера контролируются с помощью сигнальных лампочек.

124

В схеме предусмотрена также возможность кнопочного управле­ ния лебедкой дымового шибера.

Поддержание оптимального давления в рабочем пространстве печи во все периоды плавки позволяет снижать расход топлива и повышать стойкость огнеупорной кладки.

Регулирование угла наклона форсунок. В течение цикла мартенов­ ской плавки уровень металлической шихты в печи непрерывно изменя­ ется. При загрузке материалов в печь он постепенно повышается, до­ стигая максимальной величины к концу завалки, а затем по мере рас­ плавления шихты снова понижается и стабилизируется в течение пе­ риода доводки.

Чтобы обеспечить оптимальные условия теплопередачи от факела к металлической ванне, во все периоды плавки факел должен быть максимально приближен к расплавляемому металлу и в то же время не должен «зарываться» в шихте во время загрузки печи и в процессе плавления.

Изменение положения факела в печи достигается изменением утла наклона форсунок. В большинстве случаев перемещение форсунок про­ изводится вручную, в лучшем случае с помощью исполнительных ме­ ханизмов. Однако ручная регулировка форсунок малоэффективна, так как требует постоянного контроля за уровнем металла в печи и во мно­ гом определяется субъективными качествами сталевара.

Существующие схемы автоматического изменения угла наклона форсунок имеют тот недостаток, что в большинстве случаев они удов­ летворительно работают лишь при нормальном течении процесса, осо­ бенно завалки печи, и не учитывают встречающихся отклонений (на­ пример, простоев в завалке). В условиях нашего цеха простои в за­ валке были постоянным явлением из-за неудовлетворительной системы подачи шихты и недостаточной мощности копрово-шихтового цеха. Это делало невозможным применение схем автоматического изменения угла наклона форсунок.

Работник мартеновского цеха С. И. Соловей предложил свою схе­ му автоматического изменения угла наклона форсунок, которая и была смонтирована на двух мартеновских печах (рис. 12).

Схема работает по двухпериодному графику. Форсунки перемеща­ ются одновременно и синхронно от отдельных исполнительных меха­ низмов. Первый период — завалка печи. К началу этого периода печь пустая, форсунки — в нижнем положении, а факел настилает откосы и под печи. По мере загрузки печи форсунки постепенно перемещаются

щение форсунок подаются при каждом подъеме одной из заслонок за­ валочного окна. Продолжительность включения исполнительных меха­ низмов при этом задается электронным реле времени ЭРВ-99 и со­ ставляет 1—2 сек. Длительность импульса выбирается из условия

125

полного подъема форсунок за время загрузки всех материалов в печь.

Таким образом, перемещение форсунок в период завалки произво­ дится только при открывании завалочных окон, что свидетельствует о загрузке шихты. При простоях печи из-за несвоевременной подачи шихты или по другим причинам подъем форсунок прекращается, и, на­ оборот, при интенсивной ее загрузке перемещение форсунок ускоряет­ ся в соответствии с частотой открывания загрузочных окон.

Рис. 12. Кинематическая ( а ) и принципиальная электрическая ( б ) схемы

регулирования наклона форсунок:

кочечные выключатели исполнительных механизмов; К Л — контакт командоаппарата механизма подъема заслонок; Т Р —контакт температурного реле ТР-200.

Когда завалка печи заканчивается и факел достигает наивысшего положения, исполнительный механизм подъема одной из форсунок сво­ им конечным выключателем через промежуточное реле отключает электрические цепи первого периода и переводит схему на работу вто­ рого периода.

В течение этого периода времени по мере плавления шихты фор­ сунки постепенно опускаются и достигают нижнего положения к мо­ менту полного расплавления стали. В этот период импульсы на вклю­ чение исполнительных механизмов подаются через 5-—6 мин. от мотор­ ного реле времени МРВ-26, а продолжительность импульса задается

126

электронным реле времени ЭРВ-99 (позднее ЭРВ-99 были заменены пневматическими реле времени РВП-1).

В течение периода доводки положение форсунок не изменяется. Переключение схемы на работу первого периода происходит во время выпуска плавки. В это время под действием тепла, излучаемого расплавленным металлом, нагревается установленное над сталевыпуск­ ным желобом температурное реле ТР-200, которое управляет отключе­

нием электрических цепей второго периода.

Опыт эксплуатации рассмотренной схемы автоматического изме­ нения угла наклона форсунок показал ее надежность и экономическую эффективность.

Регулирование давления мазута в цеховой магистрали. Мазут для мартеновских печей подавался в цех по трубопроводам от распо­ ложенной рядом насосной станции, где были установлены поршневые насосы, приводимые в действие сжатым воздухом и паром. Регулиро­ вание давления мазута в цеховой магистрали осуществлялось путем из­ менения количества воздуха, подаваемого в насосы. Эта операция вы­ полнялась вручную и требовала непрерывного контроля за давлением мазута, так как чрезмерное его повышение могло привести к разрыву

с геликоидальной пружиной, электрически связанный со вторичным прибором типа ЭПИД. В последний была встроена индукционная ка­ тушка, плунжер которой посредством гибкого тросика перемещался подвижной частью прибора. Индукционная катушка в свою очередь была электрически связана с регулятором ЭРК-77.

Регулирование давления мазута осуществлялось путем изменения производительности насосов посредством регулирования подачи к ним сжатого воздуха. Регулирующий кран приводился в движение испол­ нительным механизмом ИМ-2/120.

В дальнейшем для обеспечения быстрого снижения избыточного давления мазута в магистрали при резком сокращении расхода топ­ лива (например, при одновременной перекидке клапанов на двух-трех печах) на линии сетевых мазутных фильтров был смонтирован пружин­ ный регулятор прямого действия, игравший роль предохранительного клапана. Этот регулятор был установлен таким образом, что при по­

Автоматическое включение насоса для откачки грунтовых вод. Мартеновские печи № 2 и 3, не подвергавшиеся коренной реконструк­ ции, не имели водонепроницаемых кессонов для предотвращения попа­ дания грунтовой воды в поднасадочные пространства и борова.

127

Поэтому при подъеме уровня грунтовых вод в районе мартеновского цеха там появлялась вода, что приводило к резкому ухудшению тяги-, снижению производительности печей, а иногда и к их остановке.

Для понижения уровня грунтовых вод в районе печей № 2 и 3 был вырыт дренажный колодец, из которого вода откачивалась пароэжек­ торным насосом. Недостатком этого насоса является то, что при сни­ жении уровня воды в колодце пар попадает во всасывающий патрубок и сливную трубу и в дальнейшем засасывания воды и, следовательно,

Рис. 13. Блок-схема (а) и принципиальная электрическая схема (б) устройства

для автоматического включения пароэжекторного насоса:

1 — пароэжекторный насос; 2 — труба для отвода пароводяной смеси; 3 — исполнительный меха­ низм; В К О — конечный выключатель для отключения моторного реле времени.

откачки не происходит. Для возобновления откачки требовалось сначала прекратить подачу пара в насос, а затем через некоторое время снова начать подавать его. Эта операция выполнялась вручную много раз в течение каждой смены.

Силами работников цеха операции включения и выключения по­ дачи пара в насос были автоматизированы. На паровой линии был установлен кран типа КРМ с приводом от исполнительного механизма МЭК-Ю/120. На выхлопной трубе, по которой откачивалась пароводя­ ная смесь, смонтировали температурное реле ТР-200 с диапазоном тем­ ператур от 25 до 200° С. При снижении уровня воды в колодце до ре­ гулируемого через насос начинает поступать пар, что приводит к по­

128

вышению температуры в сливной трубе и размыканию контакта тем­ пературного реле ТР-200 (рис. 13). В результате этого через промежу­ точное реле включается исполнительный механизм, закрывающий кран на паровой линии.

Одновременно с полным закрытием парового крана включается мо­ торное реле времени МРВ-26, которое по истечении установленной вы­ держки времени (от 1 мин. до 1 часа) дает команду исполнительному механизму на открывание парового крана. При полном открытии кра­ на исполнительный механизм отключает моторное реле времени. Если же при включении пара не произойдет захвата воды насосом, то весь цикл автоматически повторится.

Внедрение автоматического устройства для включения пароэжек­ торного насоса позволило отказаться от постоянного ‘наблюдения за уровнем грунтовых вод и работой насосов.

5 Зак. № 813