Международная научная конференция
"Современные проблемы теории и практики производства качественной стали".
8-10 сентября 2004 г., Мариуполь, ПГТУ

Оценка температурной неоднородности ванны в сверхмощной ДСП из сравнения рассчитанной текущей средней температуры металла и замеренной

В.Г.  Скрябин, Д.В.  Скрябин, С.А. Храпко

Донецкий национальный технический университет, ООО «НПП ОРАКУЛ»

Отклонения значений измеренной температуры от неизвестной истинной средней температуры металла в ванне неизбежны по причине большой разности температур между электрической дугой и подиной печи, нестационарности перемешивания металла, места ввода в печь материалов, местоположения спая термопары при замере и др. Для оценки отклонений (неоднородность ванны) замеренные температуры сравнивали с рассчитываемой текущей средней температурой металла, как наиболее близкой к неизвестной истинной. Температура рассчитывалась с начала плавки с шагом 5 секунд в математической модели (МРТ) с учетом вводимых в печь электроэнергии, всех материалов и тепловых потерь.

Проанализирована последовательность из 65 плавок (13054-13137 2000 г.) в 120-тонной ДСП-1 БМЗ с замерами температуры на плавке от 2 до 9 и из 117 плавок (205583-205733 2000 г.) в 120-тонной ДСП-2 ММЗ с замерами – от 2 до 5. МРТ функционировала в режиме реального времени без алгоритмов самонастройки. Отбросили плавки с одним замером температуры. Исключили замеры очевидно недостоверные по скорости нагрева от введенной в печь энергии (например, 1825 °С). На графике замеренных температур (t_з) от удельной по массе металлолома энергии, в отличие от рассчитанных температур (t_р), возрастающей зависимости не наблюдается. Из графиков зависимостей t_з и t_р от введенной энергии определили, что для части плавок t_з и t_р удовлетворительно согласуются в пределах 10 °С, для другой части t_з были смещены относительно t_р на различную величину – положительную и отрицательную. Установлено, что причина смещения - несоответствие фактической массы металлозавалки и информационной, поступившей в МРТ. Ошибка на 1 т металлолома изменяет t_р примерно на 10 °С.

Для компенсирования неточности массы металлозавалки для каждой плавки по одному алгоритму устранили смещения, т.е. центрировали рассчитанные температуры (t_рс) относительно замеренных температур. Разница (t_з-t_рс) в зависимости от удельной (по массе металлолома) полной (электрическая, химическая) энергии (WS/M), рассчитанной в МРТ, представлена на рисунке. Из рисунка следует, что для ДСП-1 БМЗ максимальная (t_з-t_рс) составляет 63 °С, минимальная -43 °С, для ДСП-2 ММЗ максимальная 60 °С, минимальная -60 °С.

Следовательно, температурная неоднородность между местом замера и средней температурой металла в ванне печи составляет для ДСП-1 БМЗ 63 °С, для ДСП-2 ММЗ 60 °С.

Рисунок. - Зависимость разности температур от рассчитанной полной удельной энергии для ДСП-1 БМЗ (а) и ДСП-2 ММЗ (б).

©  В.Г.  Скрябин, Д.В.  Скрябин, С.А. Храпко 2004