Оценка информации, полученной стационарным профилемером
Результаты эксплуатации отечественной радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты на колошнике ДП№9 показали, что эффективность использования представляемой системой информации зависит, прежде всего, от применяемых в ней алгоритмов расчета параметров профиля поверхности и...
Saved in:
| Published in: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22286 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Оценка информации, полученной стационарным профилемером / В.И. Большаков, И.Г. Муравьева, Ю.С. Семенов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 16. — С. 372-379. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859735180928876544 |
|---|---|
| author | Большаков, В.И. Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. |
| author_facet | Большаков, В.И. Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. |
| citation_txt | Оценка информации, полученной стационарным профилемером / В.И. Большаков, И.Г. Муравьева, Ю.С. Семенов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 16. — С. 372-379. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| description | Результаты эксплуатации отечественной радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты на колошнике ДП№9 показали, что эффективность использования представляемой системой информации зависит, прежде всего, от применяемых в ней алгоритмов расчета параметров профиля поверхности и визуализации полученных результатов.
|
| first_indexed | 2025-12-01T15:05:31Z |
| format | Article |
| fulltext |
372
УДК 669.162.2
В.И.Большаков, И.Г.Муравьева, Ю.С.Семенов
ОЦЕНКА ИНФОРМАЦИИ, ПОЛУЧЕННОЙ СТАЦИОНАРНЫМ
ПРОФИЛЕМЕРОМ
Институт черной металлургии НАН Украины
Результаты эксплуатации отечественной радиолокационной системы измере-
ния профиля поверхности засыпи шихты на колошнике ДП№9 показали, что эф-
фективность использования представляемой системой информации зависит, пре-
жде всего, от применяемых в ней алгоритмов расчета параметров профиля по-
верхности и визуализации полученных результатов.
В работе [1] выполнен анализ применения на доменных печах профи-
лемеров различных конструкций для контроля изменений профиля поверх-
ности засыпи, показана целесообразность применения многопозиционных
стационарных профилемеров. Установлено, что использование стационар-
ных профилемеров, обработка результатов их измерений позволяет полу-
чить большой объем информации об изменениях профиля засыпи и распре-
делении скоростей опускания шихты, а также устанавливать взаимосвязь
указанных параметров с режимами загрузки и характеристиками техноло-
гических процессов плавки.
В 2003 г. на доменной печи № 9 ОАО «Криворожсталь», оснащенной
двухтрактовым лотковым БЗУ фирмы «Paul Wurth», в соответствии с тех-
нологическим заданием ИЧМ, установлена отечественная система кон-
троля профиля поверхности засыпи шихты, в основу которой положен
радиолокационный принцип измерения [2]. Эта система состоит из ста-
ционарно установленных пяти измерителей на куполе и пятнадцати на
переходном конусе печи, расположенных по двум взаимно перпендику-
лярным диаметрам под указанными в технологическом задании углами
наклона к вертикали. Требования к установке измерителей были сформу-
лированы таким образом, чтобы обеспечить получение возможно полной
информации о рельефе поверхности засыпи шихты [2]. С этой целью из-
мерение уровней засыпи производится в четырех зонах сечения колошни-
ка:
- в периферийной зоне (ПФ) измерители располагаются вертикально
на расстоянии не менее 0,35 м от колошниковой защиты;
- в первой промежуточной зоне (Ш) измерители располагаются на
расстоянии 1,5-1,6 м от стенки печи и должны фиксировать расположение
геометрического «гребня»;
- во второй промежуточной зоне (2П), которая расположена между
первой промежуточной и осевой зонами, в которой должен быть опреде-
лен откос профиля к оси печи, измерители располагаются под заданными
углами наклона;
- в осевой зоне (Ц), которая занимает круг радиусом 1,0 м от оси
373
печи, для контроля осевой воронки и профиля засыпи после выгрузки
порций в осевую зону, измерители располагаются под различными углами
наклона.
Целью установки системы измерения профиля засыпи шихты являет-
ся непрерывный контроль профиля поверхности засыпи и распределения
скоростей опускания шихты на колошнике для совершенствования управ-
ления распределением шихты и газового потока по сечению печи, повы-
шения степени использования теплового и восстановительного потенциа-
ла газового потока, обеспечения ровности хода печи, уменьшения расхода
кокса, увеличения производительности доменной печи и стабилизации
состава чугуна [2–5].
Для расчета и отображения в режиме реального времени параметров,
характеризующих состояние поверхности засыпи шихтовых материалов
на колошнике ДП№9, ИЧМ разработана и установлена информационная
система отображения состояния поверхности засыпи и движения шихто-
вых материалов. Рассмотрим представление информации профилемера
для технологического персонала на примере характерной программы за-
грузки многокомпонентных порций шихты, состав и показатели которой
представлены в табл.1. Информационная система позволяет определять и
представлять на видеокадрах следующие параметры поверхности засыпи
шихты на колошнике [4]:
1. Профили поверхности засыпи шихты по диаметрам колошника до и
после выгрузки порции. На рис.1 приведены измеренные профили по-
верхности засыпи, при загрузке в печь порций № 2, 3 и 5. Эти данные по-
зволяют определять толщину слоев материалов, углы откоса, глубину и
смещение осевой воронки. Особенностью построения профиля поверхно-
сти засыпи является определение расчетным путем положения централь-
ной точки воронки профиля, которое осуществляется с помощью разрабо-
танной авторами методики [6].
2. Форму и сечение слоев выгруженных порций шихты измеряемых
по двум диаметрам колошника. На рис.2,а представлена совокупность
слоев шихтовых материалов, образованных в столбе шихты за цикл за-
грузки печи. Толщина слоев определяется на основе данных о профиле
поверхности засыпи с учетом выгруженного в каждой порции объема ма-
териала.
3. Распределение скоростей опускания шихтовых материалов по диа-
метру колошника за цикл загрузки (рис.2,б).
4. Представляется также диаграмма изменения уровней поверхности
засыпи шихты по окружности печи
Информация о параметрах поверхности засыпи позволяет технологи-
ческому персоналу цеха принимать соответствующие решения по управ-
лению ходом доменного процесса и может быть использована для уста-
новления взаимосвязи параметров профиля и технологических показате-
лей процесса.
37
4
Та
бл
иц
а
1
–
С
ос
та
в
и
по
ка
за
те
ли
х
ар
ак
те
рн
ой
п
ро
гр
ам
мы
за
гр
уз
ки
д
ом
ен
но
й
пе
чи
о
бъ
ем
ом
5
00
0
м3
375
Рис.1. Профили поверхности засыпи перед и после выгрузки порций № 2, 3 и 5
программы загрузки (табл.1). Сплошными линиями показаны траектории центров
тяжести потоков шихтовых материалов, использованные при загрузке данной
порции.
На основании опыта эксплуатации радиолокационной системы измере-
ния профиля засыпи шихты установлены ее технологические возможности.
Важным параметром, по которому оценивается ход печи, является профиль
поверхности засыпи. В зависимости от формы профиля можно оценивать
распределение интенсивности движения газового потока в печи. Образую-
щийся после выгрузки шихты выположенный или практически горизонталь-
ный профиль поверхности засыпи является свидетельством периферийного
хода печи и уменьшения степени использования восстановительных газов. В
этом случае необходимо разгружать осевую зону. Такие параметры профиля,
как глубина и смещение осевой воронки относительно оси печи характери-
зуют особенности ее хода. Например, при развитом осевом газовом потоке
печи осевая воронка характеризуется большими, чем на остальной части ра-
диусов, значениями углов откоса материала. Смещение воронки относитель-
но оси печи характеризует нарушение хода печи, и как следствие, уменьше-
ние ее производительности. Форма профиля засыпи шихты влияет на вели-
чину и распределение тепловых нагрузок на ограждение печи, стойкость фу-
теровки и расход топлива. По показаниям измерителей, входящих в систему,
можно обнаруживать обрывы шихты в различных сечениях печи.
376
а)
б)
Рис.2. Представление усредненных за 13 циклов загрузки (8 часов) результатов
измерений профилемером формы слоев шихты за цикл загрузки (а) и распределе-
ния по диаметру печи скоростей опускания шихты (б).
Важной для контроля, управления загрузкой шихты и исследований
является информация об образованных за цикл загрузки слоях шихтовых
материалов [7]. Форма и толщина этих слоев являются исходной инфор-
мацией для прогнозирования формирования в шахте печи структуры
столба шихты. Параметры сформированных за цикл загрузки слоев явля-
377
ются основой для корректировки либо изменения программы загрузки,
что особенно важно в случае применения многокомпонентной шихты,
используемой на ДП№9. Для выбора или корректировки программ за-
грузки необходимо знать распределение рудных нагрузок по радиусу пе-
чи. Полученная с помощью профилемера информация об образованных за
цикл загрузки слоях необходима для оценки распределения рудных нагру-
зок в различных сечениях колошника.
Одним из параметров, характеризующих ход печи, является скорость
опускания шихтовых материалов [8]. В отличие от известных профилеме-
ров, стационарная система позволяет одновременно измерять скорость
опускания шихты в различных сечениях колошника и по характеру ее из-
менения судить о ходе печи. Скорость опускания шихты является индика-
тором распределения газового потока по сечению печи. Выполненные на
ДП№9 исследования позволили рассчитать скорость опускания шихтовых
материалов в четырех сечениях колошника, значения которой для рассмат-
риваемого периода работы печи (табл.1) составили: ПФ – 0,078-0,088
м/мин.; 1П – 0,051-0,067 м/мин.; 2П – 0,044-0,066 м/мин.; Ц – 0,089-0,106
м/мин., а в среднем по сечению колошника – 0,031-0,071 м/мин. Аналогич-
ное распределение скоростей опускания шихты по радиусу печи, при кото-
ром скорости опускания наибольшие в оси и на периферии и имеют мень-
шее значение в промежуточных зонах, получено для ряда других периодов
работы печи. Такое распределение скоростей объясняется особенностями
программы загрузки печи с выгрузкой в цикле нескольких порций осевого
кокса [8].
Оценка окружного распределения и перекосов поверхности засыпи
осуществляется по изменению в периферийной зоне уровня засыпи в че-
тырех сечениях колошника. На ДП№9 с помощью радиолокационной сис-
темы исследовано формирование рельефа поверхности засыпи с учетом
скоростей опускания шихты в различных сечениях колошника по его ок-
ружности при различных режимах работы печи. Так, например, для одно-
го из периодов работы печи установлено понижение уровня засыпи на
периферии (ПФ) на 0,5-0,7 м со стороны сектора печи, в котором скорость
опускания поверхности засыпи на периферии была выше средней ее вели-
чины. Измерение окружной неравномерности уровней поверхности ших-
ты позволяет оценить равномерность выгрузки шихты и влияние хода
печи и эффективность мер по её выравниванию [9]. Контроль с помощью
профилемера результатов применения различных приемов выравнивания
уровня засыпи по окружности печи позволяет правильно выбирать наибо-
лее эффективные приемы управления и необходимое время воздействия.
Профилемер позволяет изучать динамику изменения рельефа поверх-
ности засыпи шихты между выгрузками каждой очередной и последую-
щей порций шихтовых материалов, построить топограммы поверхности.
С их помощью можно отслеживать изменение положения осевой воронки
[10]. Для исследований важно оценивать процесс выгрузки шихтовых ма-
378
териалов из смежных положений лоткового распределителя. Такая ин-
формация позволит корректировать программу загрузки порций с учетом
реальной формы поверхности засыпи, предотвращать излишнее переме-
щение шихты по крутым участкам откоса. Изучение поэтапной загрузки
отдельных частей порции предназначено для оценки о собенностей за-
грузки и коррекции выгрузки отдельных порций программы.
Видеокадры информационной системы, помимо основной, содержат
дополнительную информацию, характеризующую привязку измерений к
временным факторам (дата, время), номер выгружаемой порции, состав
порции, массу материала, направление вращения распределительного
лотка, номер выгружаемого бункера, программу загрузки, текущие значе-
ния параметров дутьевого режима: расхода и давления дутья, температу-
ры и давления колошникового газа, доли кислорода в дутье, расхода при-
родного газа, значений верхнего и нижнего перепадов давления, индика-
цию времени выпуска чугуна и номера летки.
В течение четырех лет эксплуатации радиолокационного профилеме-
ра на ДП№9 сотрудниками ИЧМ выполнен большой объем исследований,
направленных на изучение его функциональных и технологических воз-
можностей. Результаты этих исследований показали, что информатив-
ность системы измерения профиля поверхности засыпи шихты на колош-
нике может быть обеспечена установкой меньшего числа радиолокацион-
ных измерителей. Результаты исследований на ДП№9 позволят оптими-
зировать структурный состав, количество и расположение датчиков ра-
диолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи для
каждой конкретной доменной печи.
Заключение.
Результаты эксплуатации отечественной радиолокационной системы
измерения профиля поверхности засыпи шихты на колошнике ДП№9 по-
казали, что получаемая с ее помощью информация необходима как техно-
логическому персоналу цеха для обоснованного принятия решений по
выбору управляющих воздействий на ход доменной плавки, так и специа-
листам-исследователям для оценки, корректировки и выбора программ
загрузки шихтовых материалов. Эффективность и удобство использова-
ния представляемой системой информации зависит, прежде всего, от
применяемых в ней алгоритмов расчета параметров профиля поверхности
и визуализации полученных результатов.
1. Большаков В.И., Муравьева И.Г. Средства контроля профиля поверхности
засыпи шихты в доменной печи. // Металлургическая и горнорудная промыш-
ленность. – 2002. – № 2. – С.91–94.
2. Технологические требования к установке радиолокационного профилемера на
колошнике доменной печи. / И.Г.Муравьева, В.И.Большаков, С.Т.Шулико и
др. // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2002. – № 4. –
С.109–112.
379
3. Доменное производство «Криворожстали». Монография под ред. чл. корр.
НАНУ В.И.Большакова. – Дн–ск, ИЧМ, «Криворожсталь». 2001. – 378 с.
4. Использование информации профилемера для выбора управляющих воздей-
ствий на ход доменной плавки / В.И.Большаков, И.Г.Муравьева, С.Т.Шулико,
В.С.Листопадов и др. // Бюл. НТЭИ. Черная металлургия. – 2006. – Вып.5. –
С.29–34.
5. Большаков В.И., Муравьева И.Г. Перспективы управления ходом доменной
печи с использованием результатов измерения профиля засыпи. // Металлур-
гическая и горнорудная промышленность. – 2004. – № 4. – С.81–84.
6. Патент UА 9308U на полезную модель 7С21В7/00. Способ определения
профиля поверхности засыпи шихты на колошнике доменной печи
/В.А.Шеремет, В.С.Листопадов, В.И.Большаков, С.Т.Шулико, И.Г.Муравьева,
Ю.С.Семенов. // Бюл., № 9, 2005. Заявл. 17.03.05. Опубл. 15.09.05.
7. Оценка формирования слоев шихты на колошнике доменной печи с помощью
радиолокационного профилемера / В.И.Большаков, И.Г.Муравьева,
Ю.С.Семенов, С.Т.Шулико. // Металлургическая и горнорудная промышлен-
ность. – 2006. – № 3. – С.5–10.
8. Анализ результатов исследований скоростей опускания шихты в доменных
печах / В.И.Большаков, И.Г.Муравьева, Ю.С.Семенов, С.Т.Шулико. // Фунда-
ментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Тр. ИЧМ. – 2006. –
Вып.12. – С.109–117.
9. Большаков В.И. Особенности управления окружным распределением шихты
и газов в доменных печах // Металлургическая и горнорудная промышлен-
ность. – 2001. – № 5. – С.80–84.
10. Оценка положения центра воронки поверхности засыпи шихты относительно
оси печи / В.И.Большаков, И.Г.Муравьева, Ю.С.Семенов, С.Т.Шулико. //Ме-
таллургическая и горнорудная промышленность. – 2006. – № 2. – С.106–111.
Сведения об авторах:
Большаков Вадим Иванович, член-корреспондент НАН Украины, директор Ин-
ститута черной металлургии НАН Украины
Муравьева Ирина Геннадиевна, канд.техн.наук, ст.научн.сотр. Института чер-
ной металлургии НАН Украины
Семенов Юрий Станиславович, аспирант, мл.научн.сотр. Института черной
металлургии НАН Украины
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-22286 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0070 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T15:05:31Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Большаков, В.И. Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. 2011-06-21T17:24:48Z 2011-06-21T17:24:48Z 2008 Оценка информации, полученной стационарным профилемером / В.И. Большаков, И.Г. Муравьева, Ю.С. Семенов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 16. — С. 372-379. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22286 669.162.2 Результаты эксплуатации отечественной радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты на колошнике ДП№9 показали, что эффективность использования представляемой системой информации зависит, прежде всего, от применяемых в ней алгоритмов расчета параметров профиля поверхности и визуализации полученных результатов. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Приветствия Оценка информации, полученной стационарным профилемером Article published earlier |
| spellingShingle | Оценка информации, полученной стационарным профилемером Большаков, В.И. Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. Приветствия |
| title | Оценка информации, полученной стационарным профилемером |
| title_full | Оценка информации, полученной стационарным профилемером |
| title_fullStr | Оценка информации, полученной стационарным профилемером |
| title_full_unstemmed | Оценка информации, полученной стационарным профилемером |
| title_short | Оценка информации, полученной стационарным профилемером |
| title_sort | оценка информации, полученной стационарным профилемером |
| topic | Приветствия |
| topic_facet | Приветствия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22286 |
| work_keys_str_mv | AT bolʹšakovvi ocenkainformaciipolučennoistacionarnymprofilemerom AT muravʹevaig ocenkainformaciipolučennoistacionarnymprofilemerom AT semenovûs ocenkainformaciipolučennoistacionarnymprofilemerom |