по содержанию углерода корректировка по содержанию углерода после выпуска запрещается. Также допускается науглероживание металла в печи при помощи установки FUCHS. Разрешается науглероживание марок стали с суженными пределами по содержанию углерода при помощи установки FUCHS с отбором дополнительных проб на разливке.

6. Выпуск и доводка

Температура металла в печи перед выпуском должна быть в пределах, указанных для данной марки стали. В начале выпуска в ковш производится присадка шлаковой смеси и алюминия, которые укладываются в совок в следующем порядке:

- известь	1300-1500 кг
- плавиковый шпат	300-400 кг
- порошок (дробь) алюминия	до 80 кг
- алюминий кусковой для стали с содержанием углерода 0.25%	до 100кг
- алюминий кусковой для стали с содержанием углерода 0.25%	до 50 кг

Для улучшения десульфурации в состав шлаковой смеси возможно введение до 400 кг глинозема или глиноземсодержащих шлаков.

Присадка шлаковой смеси и ферросплавов заканчивается до наполнения 1/3 высоты ковша. При присадке материалы вводятся в сталь в следующей последовательности: ферросилиций и силикомарганец (до 2000 кг); феррохром (до 300 кг) или ферросиликохром (до 500 кг); никель (до 200 кг); медь (до 200 кг). Материалы, вносящие бор, ванадий, титан, кальций, цирконий, вводятся после присадки ферросилиция и силикомарганца. Суммарное количество ферросплавов, вводимых во время выпуска, не превышает 3 тонн. Продолжительность выпуска составляет не более 10 минут.

7. Внепечная обработка стали

После выпуска плавки осуществляется обязательная предварительная

2-3^-х минутная продувка стали на установках продувки стали азотом (УПСА) через верхнюю погружаемую футерованную фурму либо через донную пористую фурму, после чего отбираются две ковшевые пробы стали и проба шлака.

Обработка металла азотом производится с расходом газа 45-60 м³/ч и давлением 6-8 атм., обеспечивающим интенсивное перемешивание металла по всему объему ковша. Длительность продувки составляет не менее 5 минут.

После получения результатов ковшевой пробы производится обработка металла инертным газом не менее 5 минут. При наличии корректирующих добавок ферросплавов в зависимости от их количества длительность продувки составляет: до 400 кг – не менее 5 мин.; 400-600 кг – не менее 7 мин. после окончания ввода присадок. При этом суммарный вес добавок ферросплавов не должен превышать 600 кг (присадка осуществляется порциями до 200 кг с последующей продувкой не менее 2 мин).

Для корректировки температуры металла возможна подача в ковш т.н. "выштамповки" порциями до 200 кг каждая с последующей продувкой не менее 5 мин. (каждые 500 кг "выштамповки" снижают температуру на 10С).

Введение углеродсодержащих материалов возможно не более чем на 0.05% в виде порошка кокса, аморфного графита, а также пыли производства электродов. При выплавке стали с суженными пределами содержания углерода корректировка содержания углерода в металле после выпуска запрещается.

При введении нескольких корректирующих добавок их вводят в следующем порядке:

• углеродсодержащие, никель;

• медь, выштамповка;

• ферросилиций, силикомарганец;

• алюминий.

Обработка металла на УПСА заканчивается за 5-10 минут до подачи ковша на подъемно-поворотный стенд (ППС) МНЛЗ.

При разливке металла в изложницы выдержка металла в ковше от окончания выпуска до начала разливки не превышает 40 минут.

Время от последнего замера на УПСА до начала разливки на состав не более 15 минут.

В случае возврата плавки с МНЛЗ для разливки стали в изложницы перегрев металла по ходу плавки и на выпуске не считается нарушением технологической инструкции.

8. Разливка металла в изложницы

При разливке стали в изложницы не позднее, чем за 5 мин до начала выпуска плавки, на сталевоз устанавливается сталеразливочный ковш. При чем ковши с новой футеровкой, очищенной от остатков глины, кирпича и мусора, не устанавливаются под ответственные марки стали. Разрешается подавать ковши с остатками шлака от предыдущей плавки.

Состав с изложницами (готовится в цехе подготовки составов) подается к разливочной площадке не позднее, чем за 30 мин. до выпуска плавки. Перед подачей изложницы окрашиваются (лигносульфанатом) и очищаются от различного рода мусора; визуально проверяются: центровка изложниц на составах, состояние изложниц, качество покраски, отсутствие остатков шлака, положение прибыльных надставок и отсутствие зазоров между надставкой и изложницей, температура поверхности изложниц и прибыльных надставок (40С).

При первом открытии шиберного затвора стакан-коллектор очищается от коксика открытием над специальной (копровой) изложницей. При застывании металла в стакане, сужении или ином изменении формы струи в процессе разливки стакан прожигается кислородом. Открытие шиберных затворов производится плавно, а наполнение изложницы должно производиться полной струей, без перерывов и сокращения струи.

По окончании разливки металла проводится утепление зеркала металла керамзитом. В середине состава производится отбор проб для маркировочного анализа разлитой стали.

9. Разливка металла на МНЛЗ

Краткая характеристика МНЛЗ: четырехручьевая УНРС радиального типа, сечение отливаемых слитков 300*330 мм, радиус МНЛЗ – 12 м, емкость промежуточного ковша (промковш) – 25,5 т, максимальная скорость вытягивания – 1,5 м/мин, частота качания кристаллизатора – 20-150 колебаний/мин, мерные длины заготовок при порезке на МНЛЗ в потоке – 3,4-6 м.

Разливка металла на МНЛЗ может производится одиночными плавками или сериями из двух и более плавок.

Температура металла в новом промковше перед установкой его на ППС МНЛЗ должна быть на 10-15С выше верхнего предела для разливаемой марки стали.

Перед началом разливки производится проверка фактической готовности МНЛЗ к работе, наличия аварийных емкостей и шлаковен, наличие инструментов и материалов. За 15 мин до начала разливки проверяется наличие обслуживающего персонала на рабочих местах и дается команда на сборку гидро- и электросхемы, проверку давления воды, природного газа, кислорода и азота (аргона), работы ножниц, охлаждения оборудования, установку механизмов в исходное положение. Операторами проверяется отсутствие в опасных зонах УНРС людей, производится открытие заслонок контейнеров изотопных излучателей системы автоматического поддержания уровня металла в кристаллизаторе.

По команде мастера МНЛЗ начинается разливка стали из стальковша. После наполнения промковша открываются стопора и производится наполнение кристаллизатора жидким металлом. При наполнении кристаллизатора металлом до уровня 120-150 мм от верхней кромки его стенок, включается механизм качания кристаллизатора и привод вытягивания слитка со скоростью 0.2 м/мин. Скорость разливки и частота качания кристаллизатора плавно доводятся до рабочих показателей: 0.6 м/мин. и 80 качаний в минуту соответственно. При отклонении температуры металла в промковше от норы скорость разливки уменьшают (увеличивают) на 0.1 м/мин. на каждые 10С превышения (понижения) верхнего (нижнего) предела температуры металла в промковше (максимально допустимая скорость разливки не должно превышать 0.75 м/мин). После запуска всех ручьев промковш опускается до погружения нижних торцов стаканов в металл на 100-120 мм. При этом уровень металла в кристаллизаторах в течение всей разливки поддерживается в пределах 11010 мм от верхнего среза кристаллизатора вручную или с помощью гамма-уровнемеров.

При разливке на МНЛЗ для защиты металла от взаимодействия с окружающей средой применяется специальная шлакообразующая смесь (С – 15-20%; CaO – 26.0-32.0%; SiO₂ – 30.0-36.0%; Al₂O₃ – 6.5-8.0%; R – 0.7-1.0; F – 4.0-4.5%; Na⁺ - 3.5-4.0%; K⁺ - 0.7-1.0%). Подача шлакообразующей смеси производится следующим образом:

• при стабильной разливке по мере расходования защитной смеси новые небольшие порции равномерно засыпают по поверхности ранее образованного слоя смеси. Толщина шлакового покрова в кристаллизаторе поддерживается в пределах 30 мм.

• При остановках машин или продолжительной разливке со скоростью менее или равной 0.3 м/мин. толщину слоя защитной засыпки кратковременно увеличивают. После этого проверяется отсутствие под защитным покровом плавающей металлической корочки, которую удаляют при её наличии.

• Запрещается перемешивать слой защитной смеси с поверхностным слоем жидкого металла, также не допускается бурление металла в кристаллизаторе и его оголение.

При окончании разливки плавки закрывается шиберное устройство сталеразливочного ковша. Поворотом подъемно-поворотного стенда ковш переедается в раздаточный пролет для кантовки шлака и дальнейшей обработки. Скорость разливки плавно снижается до 0.3-0.4 м/мин. и заканчивается разливка из промковша.

Раскрой непрерывного слитка производится в соответствии с заказами в зависимости от того, на каком стане будет проходить дальнейшая обработка заготовки. Длины заготовок установлены следующие: 1820 мм; 1900мм; 1950 мм. Для увеличения ресурса работы ножниц, длина порезки слитка может быть увеличена вдвое с последующей порезкой таких слитков кислородом.

Порезанные на МНЛЗ заготовки маркируются и передаются в термообрубное отделение. В термообрубном отделении заготовки охлаждаются до температуры окружающей среды; производится отбраковка заготовок. В случае поступления заготовок нестандартной длины производится их резка на заготовки требуемой длины.

4. Метрологическое обеспечение

   1. Описание структуры управления

Система управления предназначена для управления механизмами печи и контроля технологических параметров при производстве стали. Система представляет собой двухуровневую систему (рис. 2).

Нижний уровень – состоит из трех контроллеров SLC5/04 и регулятора тока электродов фирмы VOEST-ALPINE Австрия. Связь между контроллером SLC и регулятором осуществляется с использованием дискретных входов / и СОМ порта RS232. Связь между контроллерами и рабочими станциями осуществляется по сети DН +. Система делится условно на три участка:

1. Система управления КРУ 35кВ (комплектное распределительное устройство) и НАС (насосно-аккумуляторная станция).

2. Система управления механизмами и контроль теплового состояния печи.

3. Система дозирования сыпучих материалов.

4. Второй уровень состоит из двух рабочих станций оператора.

Основные функции контроллера КРУ и НАС:

• управление насосами и клапанами силовой гидравлики;

• контроль насосов управления;

• контроль и управление высоковольтными выключателями;

• контроль электрических параметров трансформатора по первичной стороне;

• контроль параметров системы регулирования VAMELT++;

• диагностика работы механизмов.

Контроллер управления механизмами печи решает следующие задачи :

• управление механизмами печи (свода, наклон печи, поворот свода, закрытие дверцы);

• контроль температуры днища, свода, кожуха печи;

• замер температуры жидкой стали;

• контроль давлений и расходов газа и кислорода на продувку;

• контроль протоков и давлений воды на охлаждение;

• управление клапанами газа и кислорода.

Контроллер дозирования сыпучих материалов выполняет:

• дозирование и подачу сыпучих материалов по заранее определенной программе;

• управление механизмами тракта подачи материалов (, дозаторами , питателями );

• диагностику приводов механизмов.

Верхний уровень выполнен на базе программного обеспечения RSView32 на двух промышленных и одной офисной РС и предназначен для отображения технологических параметров, задание режимов работы и управления механизмами печи. Рабочая станция №3 предназначена для диагностики системы управления и ведения отчета плавки.

2. Описание локальной структуры управления АСУ ТП "Механизмы печи"

Назначение системы и ее структура

Система предназначена для управления механизмами и контроля технологических параметров печи. Условно система разбита на два участка:

1. Управление механизмами

2. Система КИП.

Система КИП состоит из дискретных и аналоговых сигналов. Основная часть аналоговых сигналов КИП заводится на контроллер через удаленные входы по сети Remote I/O. В данном контроллере в качестве удаленных входов используются модули FLEX серии 1794, размещенные в отдельном шкафу КИП . Так же с контроллера вынесены на модули FLEX сигналы с пульта ПУМ1 и ПУМ 2. Обмен с удаленными модулями и приводом фурмы 1336 осуществляется по сети Remote I/O.

Обмен данными с контроллерами и рабочими станциями осуществляется по сети DH+.

Функции системы

Контроллер данной локальной АСУ ТП выполняет следующие функции управления и контроля:

• управление наклоном печи выдачей аналогового сигнала задания скорости;

• управление подъемом / опусканием свода;

• управление поворотом свода;

• сигнализация положения механизмов и электродов;

• управление клапанами расхода газа и кислорода;

• контроль температуры днища, кожуха, свода, охлаждающей воды. Для контроля температуры используются модули термосопротивлений 1794-IR8, термопарные модули 1746-NT4;

• контроль давлений, расходов газа и кислорода (1794-IE8);

• формирование аварийной и предупредительной сигнализации при выходе аналоговых сигналов за установленные пороги;

• измерение температуры жидкой стали (характеристики замера и хранение 100 графиков последних замеров с атрибутами времени , даты и вычисленного значения температуры).

3. Описание локальной структуры управления АСУ ТП "Сыпучие"

Назначение системы и ее структура

Система предназначена для управления механизмами сыпучих и набора

необходимых материалов. Условно система разбита на два участка:

• Управление механизмами сыпучих

• Система измерения веса.

Система измерения веса состоит из аналоговых сигналов. Аналоговые сигналы измерения веса заводится на контроллер через преобразователи с тензодатчиков. Обмен приводами конвейеров SMC Dialog+ осуществляется по сети Remote I/O.

Обмен данными с контроллерами и рабочими станциями осуществляется по сети DH+.

Функции системы

Контроллер данной локальной АСУ ТП выполняет следующие функции

управления и контроля:

• управление питателями для набора материала в весовые бункеры;

• управление затворами для отдачи материалов в печь;

• управление конвейерами;

• формирование аварийной и предупредительной сигнализации;

• измерение веса набранного материала.

Комплекс технических средств системы достаточен для реализации всех функций системы и соответствует действующим стандартам.

В подсистемы нижнего уровня входят: первичные измерительные преобразователи (массы, уровня, токовой нагрузки двигателей и т.п.), датчики состояния оборудования (ручные и автоматические – тумблеры, кнопки, путевые и конечные выключатели) и исполнительные механизмы (привода дозаторов, электродвигателей и т.д.). Здесь реализуются функции сбора информации о ходе технологического процесса и реализации управляющих воздействий.

Функции сбора, первичной обработки и передачи информации в подсистему верхнего уровня реализуются на базе программируемого микропроцессорного контроллера PLC-5 фирмы Allen-Bradley (собственно контроллер PLC-5, модули ввода/вывода, адаптеры связи). На этом уровне реализуются функции первичной обработки сигналов измерительной информации (аналого-цифровое преобразование, аппаратная противоподменная и противопомеховая фильтрация, нормализация нестандартных сигналов) и обеспечивается функционирование программ управления технологическим процессом.

Функции подсистемы верхнего уровня (учет и отображение информации) реализованы на базе промышленных ЭВМ.

Метрологические показатели АСУ ТП должны соответствовать требуемой точности контроля технологического процесса и расчета учетных показателей. Это обеспечивается благодаря применению соответствующих алгоритмов, аппаратных средств и эффективных методов управления.

Организация и порядок проведения проверки, ревизии и экспертизы измерительных средств, средств передачи и обработки данных осуществляется в соответствии с действующими нормативными правилами.

Измерение технологических параметров производится средствами измерений, указанными в таблице 1.

Таблица 1

№ п.п.	Технологический параметр	Средства измерения	Диапазон измерений
1	Масса шихтовых материалов (в завалочной бадье)	Платформенные тензометрические весы 4123 П125	от 6.3 до 125 т
2	Масса шлакообразующих и ферросплавов	Дозаторы весового комплекса 4277 К	от 0.1 до 1.9 т
3	Масса ферросплавов (присадка материалов)	Дозаторы весового комплекса 4278	от 0.1 до 4.0 т
4	Масса ферросплавов (взвешивание в мульдах)	Весы вагонеточные РС 10Ш13	от 0 до 10 т
5	Масса корректирующих добавок при внепечной обработке	Весовой дозатор 4312Д0.5	0-500 кг
6	Расход аргона (азота) на продувку стали в печах	Расходомер	0-160 м3/ч
7	Температура металла в печи	Термоэлектрический преобразователь ПР(В) Потенциометр КСП-4	1300-1800С
8	Расход кислорода на фурму	Расходомер	0-3200 м3/ч 0-5000 м3/ч
9	Давление кислорода на фурму	Преобразователь измерит.	0-16 кгс/см2
10	Расход кислорода на газокислородную горелку	Расходомер	0-1600 м3/ч 0-3200 м3/ч
11	Давление кислорода на газокислородную горелку	Преобразователь измерительный А-542	0-16 кгс/см2
12	Температура металла в ковше	Термоэлектрический преобразователь ПР(В) Потенциометр КСП-4	1300-1800С
13	Расход природного газа на газокислородную горелку	Расходомер	0-800 м3/ч 0-1000 м3/ч
14	Давление природного газа на газокислородную горелку	Преобразователь измерительный А-542	0-2.5 кгс/см2 0-16 кгс/см2
15	Расход аргона (азота) на пневмотранспорт и чистую продувку УПСА-1	Расходомер	0-65 м3/ч
16	Геометрические размеры материалов	Линейка металлическая Штангенциркуль	0-500 мм 0-250 мм
17	Скорость	Датчик-преобразователь Измерительный прибор аналоговый, показывающий и регистрирующий амперметр узкопрофильный показывающий	0100%
18	Общая и мерная длина слитка	Датчик-подсистема "Слиток" КТС Лиуис-2	0-500м
19	Температура стали в промковше	Преобразователь текмоэлектрический гр. ПР(В) Прибор, показывающий автоматический потенциометр	1300-1800С
20	Расход воды на охлаждение кристаллизатора	Расходомер	0-250 м3/ч
21	Давление воды на охлаждение кристаллизатора	Преобразователь измерительный избыточного давления Амперметр узкопрофильный	0-1.0 МПа
22	Температура воды на охлаждение	Термопреобразователь сопротивления медный гр. 100м, преобразователь измерительный, амперметр узкопрофильный	0-20С 0-20С
23	Температура воды после кристаллизатора	То же	То же
24	Перепад температуры охлаждающей воды	Термопреобразователь сопротивления гр. 100м, преобразователь измерит., вторичный прибор	0-20С
25	Линейные размеры кристаллизатора	Линейка	0-500 мм
26	Расход воды на зону вторичного охлаждения	Расходомер ДК25-50	0-4 м3/ч
27	Сигнализация давления воды на зону вторичного охлаждения	Преобразователь измерительный избыточного давления, амперметр узкопрофильный, контактный трехпозиционный блок сигнализации и регулирования	0-1.0 Мпа
28	Конусность рабочей полости кристаллизатора	Нутромер	0-25 мм
29	Уровень металла в промежуточном ковше	Визуально
30	Уровень металла в кристаллизаторе	Система измерения уровня металла: радиационная установка-блок преобразования Ремиконт, прибор аналоговый, показывающий и регистрирующий	0-100%
31	Коробление кристаллизатора	Специальный шаблон, щуп
32	Выставка кристаллизатора	Специальный шаблон, шуп
33	Установка затравки в кристаллизаторе	Медный стержень с меткой	650 мм
34	Контроль продолжительности операций	Секундомер	0-60 мин.
35	Температура кожуха промежуточного ковша перед началом разливки	Термощуп	50-150С

Все средства измерений, участвующие в технологическим процессе и служащие для контроля качества готовой продукции своевременно проверяются в метрологической службе комбината (или в органах Государственной метрологической службы) с оформлением результатов поверки в паспорте или клеймом поверки.

5. Охрана труда

Все технологические операции по выплавке стали в дуговых печах и обработке на УПСА проводятся в соответствии с ГОСТ 12.2.002-84, "Правилами безопасности в сталеплавильном производстве", утвержденные МЧМ России и Госгортехнадзором России, а также согласно "Инструкции по охране труда для сталеваров и подручных сталевара при работе на установке продувки стали инертными газами (УПСА) в ЭСПЦ-2" ИОТ 68-26-96 и "Инструкции для разливщиков стали ЭСПЦ-2" БТИ 68-2-91.

При работе на МНЛЗ должны соблюдаться следующие меры безопасности:

• проверка перед запуском машины наличие воды в стенках кристаллизатора и отсутствие её течи во внутреннюю полость;

• порезка заготовок кислородом в аварийных ситуациях производится через смотровые окна в бункере вторичного охлаждения;

• применение просушенных пробниц и инструмента при отборе проб жидкого металла;

• при перевозке промковшей, кристаллизаторов, секций вторичного охлаждения и аварийных ёмкостей применяются только специальные чалочные приспособления.

6. Индивидуальное задание

   1. Системы сбора и отображения информации

Структуру системы сбора и отображения информации можно представить в виде следующей схемы:

где: ДИ – датчик информации;

МН – модуль нормализации;

У – усилитель;

БК – блок коммутации;

МПФ – модуль противоподменной фильтрации;

АЦП – аналогово-цифровой преобразователь;

П – процессор (контроллер);

УВИ – устройства ввода информации;

СОИ – средства отображения информации.

Контролируемый параметр в виде сигнала измерительной информации поступает с выхда ДИ на вход блока коммутации через модуль нормализации и усилитель, при этом сигнал приводится к стандартному (в случае необходимости производится преобразование токового сигнала в сигнал напряжения или наоборот, усиление уровня сигнала до требуемого уровня).

Модуль противоподменной фильтрации является обязательным элементом при наличии в цепи аналогово-цифрового преобразователя, так как использование АЦП всегда сопровождается эффектом подмены частот (три этом наиболее опасными являются частоты, равные, или кратные, половине частоты дискретизации).

Устройства ввода информации служат для ввода диапазона измерения контролируемых параметров, величин аварийной и предупредительной сигнализации и тд.

Система отображения информации реализована на двух компьютерах промышленного исполнения фирмы Allen-Bradley. Созданная на базе программного обеспечения RSView32 программа управления печью имеет дружественный графический интерфейс и позволяет осуществлять контроль и регулирование большинства параметров.

Измерение температуры стали

Э
кран « Расход термопакетов»

Экран «Статус контроллера PLC 5»

Основное меню

Экран “Раскислители”. Экран “Шлакообразующие”.

При вызове экрана “раскислители” или “шлакообразующие” оборудование, входящее в группы (1.1 или 1.2) и соответствующие дозаторы Д1…Д4 или Д6,Д7 переводится в автоматический режим работы.

Экран “Хим. состав отобранных проб”.

П
ри приходе ковшевой пробы значения печных проб обнуляются.

Суммарные расходы сыпучих за текущий и предыдущий месяцы.

Предотвращение возможности одновременного управления одним объектом с двух и более рабочих станций.

Если работой дозатора управляют с одной рабочей станции, то при попытке вызова панели управления этим дозатором с другой рабочей станции, на первой активизируется дисплей о том, что дозатор управляется с другой.

Попытка вызова на экран из меню, кнопки F8 – “Шлакообразующие” или F9 – “Раскислители”,

соответствующих панелей управления, если они уже вызваны на экран другой рабочей станции ведут к появлению на экране используемой рабочей станции соответствующих дисплеев:

В случае принудительного вызова с другой рабочей станции панелей управления “Шлакообразующие” или “Раскислители”, на экране ранее управляющей рабочей станции появляются приведенные дисплеи, а панели управления исчезают с экрана.

Принудительный вызов (вызов с отменой управления, производимого с другой рабочей станции) выполнять в соответствии с рекомендациями, написанными на дисплеях.

Экран ввода уставок технологической и аварийной сигнализации

Вызов производится нажатием клавиш «Уставки» в экранах «Энергетические параметры».