КОНТРОЛЬ ТИСКУ І ВИТРАТ

У доменному виробництві проводиться кількасот вимірювань тисків і витрат твердих, рідких та газоподібних речовин. Для виконання вимірювань потоків відносно чистих гомогенних технологічних газів і рідин у прямих трубопроводах і газопроводах діаметром до 1 м при температурі до 200°С освоєно серійний випуск перспективних вимірювальних перетворювачів типу САПФІР і КРИСТАЛ. Принцип дії перетворювачів заснований на використанні тензоефекту в напівпровідниковому матеріалі (рис. 81). При роботі перетворювача різниці тисків САПФІР з блоком добування кореня типу БИК-1 його можна застосовувати для вимірювання витрат. Чутливим елементом тензопреобразователя є пластина з монокристалічного сапфіру із кремнієвими плівковими тензорезисторами, з'єднаними з металевою мембраною тензоперетворювача. Перетворювачі САПФІР різних модифікацій мають похибку від ± 0,25 до 1,0 %.

Потужні доменні печі оснащують пристроями контролю перепадів тисків до десяти горизонтів по висоті печі. За виміряним в спеціальних амбразурах перепадів тисків контролюють хід печі і переміщення в її обсязі пластичної зони. На рис. 82 показаний контроль на одній з печей змін напору газів за висотою стовпа шихти при вимірі тиску датчиками на дев'яти горизонтах печі. Вид кривих і коливання статичних тисків характеризують змін ходу печі.

Рис. 81. Вимірювальний перетворювач САПФІР:

а – вимірювальний блок різниці тисків з важільно-мембранним тензомодулем;

б – вимірювальний блок з мембранним тензомодулем; 1 – гофрована мембрана;

2 – підстава, 3 – центральний шток, 4 – тензомодуль; 5 – тензорезистори; 6 – мембрана тензомодуля; 7 – герметичний висновок, 8 – електронний пристрій,

9 – попімегілсілоксановая рідина.

Рис. 82. Контроль ходу доменної печі, заснований на вимірюванні тиску р по її висоті Н:

а – рівний хід; б – розлади ходу печі

У СНД і за кордоном створені і проходять випробування кілька конструкцій витратомірів (концентратомірів) вугільного пилу.

ОПКБ НВО «Черметавтоматіка» розробило витратомір типу РУП-7607.

Основні технічні характеристики витратоміру типу РУП-7607:

Діапазон швидкості аеросуміші, м/с ..............................................5-12

Концентрації вимірюваної пиловугільній суміші, кг/м³ ................ 6-30

Зміна температури, °С............................................ .......................0-100

Інститутом кібернетики АН України спільно з ДонНІІчерметом та Донецьким металургійним заводом розроблена і впроваджена на доменних печах заводу система для вимірювання витрати пиловугільного палива типу СІРІУС-1. Система забезпечує автоматичне визначення витрат пиловугільного палива по кожному вимірювальному каналу з похибкою < ±5% до 1000 кг/ч. Застосування системи забезпечило більш рівномірний розподіл пиловугільного палива по фурмам, дозволило організувати безпосередній зв'язок з керуючим мікропроцесором. Ефективність застосування технології доменної плавки з вдуванням вугільного пилу при оснащенні засобами контролю її витрат зросла на 10 – 20%. Економія коксу склала ~ 11 кг/т чавуну. Ведуться роботи з підвищення точності інформаційно-вимірювальної системи визначення витрати вугільного пилу (до ± 1-3%).

На доменних печах Західної Європи застосовують в основному ємнісні вимірювачі з коррелятором типу ГРАнукОР фірми «Endress+Hauser» (Німеччина) з похибкою контролю витрат пиловугільного палива ± 2%. На ряді японських доменних печей знайшли застосування дифманометри для вимірювання витрат з похибкою до ± 3%.

Створені і проходять випробування нові засоби і методи контролю гарячого доменного дуття і виходу колошникового газу. Є досвід контролю витрат загального гарячого дуття із застосуванням футерованих спеціальними вогнетривами труб Вентурі. Технічні характеристики розробленої науково-дослідним і дослідно-конструкторським інститутом автоматизації чорної металургії (НДІАчермет) спільно з металургійним комбінатом «Криворіжсталь» дослідної системи автоматичного контролю витрат гарячого доменного дуття з корекцією по його тиску і температурі наведено нижче:

Діапазон вимірювання витрати гарячого дуття, м³/хв................0-4000

Корекція по:

тиску гарячого дуття, МПа .......................................................0,1-0,5

температурі, °С.........................................................................0-1600

Похибка,% ...............................................................................± 4

Зважаючи на відсутність в даний час надійних і простих засобів прямого контролю витрати загального гарячого дуття по кожній фурмі отримали розвиток методи непрямого контролю із застосуванням ЕОМ і математичних моделей.

На зарубіжних доменних печах проходять випробування витратоміри для контролю виходу колошникового газу з похибкою вимірювання не більше ± 2% в газовідводі діаметром 4000 мм при виконанні корекції по коливаннях тиску і температури доменного газу. На доменній печі № 4 комбінату «Азовсталь» впроваджена система автоматичного контролю виведення колошникового газу (рис. 83), основні характеристики якої наведені нижче:

Діапазон вимірювання виходу колошникового газу, м³/хв...............0-7000

Діаметр, мм:

трубопроводу ...............................................................................2000

діафрагми......................................................................................1614

Максимальний перепад тиску на діафрагмі, кПа ...............................1,6

Відношення виміряного витрати до розрахункового .........................0,913

Рис. 83. Схема вимірювання витрати колошникового газу на виході з печі:

1 – водовіддільник; 2 – вимірювальна діафрагма,

3 – дифманометр-витратомір; 4 –реєструючий прилад