О РАЗРАБОТКЕ И ПРОМЫШЛЕННОЙ АПРОБАЦИИ СИСТЕМЫ ОТСЕЧКИ ШЛАКА ПРИ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ

В работе произведен анализ существующих подходов решения задачи определения момента начала истечения шлака при сливе жидкого металла из сталеразливочного ковша в промежуточный. Решение данной задачи рассматривалось в двух аспектах: первый - это выбор наилучшего способа формирования диагностического сигнала с позиции соотношения цена/качество обработки и второй - разработка метода обработки данного сигнала с целью выделения полезной информации. Для этого в работе на основании аналитического анализа предложена схема съема сигнала виброускорения с установки, а именно с манипулятора защитной трубы стальковша. Для монтажа акселерометра на манипуляторе разработан образец изделия. В нем предусмотрена защита от влияния на датчик промышленных возмущений. Для анализа сигнала виброускорения разработаны критерии определения начала истечения шлака, основанные на расчете энергии энтропии. Данный подход и разработанная на базе него система апробированы в промышленных условиях на реальном объекте. Единственным условием для эффективной работы, разработанных критериев являлся перевод на заключительном этапе разливки подсистемы поддержания уровня стали в промковше в ручной режим для исключения создания возмущений от движения шиберного затвора, управляющего потоком жидкой стали.  По результатам экспериментов в реальных условиях выявлено, что отключение автоматики необходимо производить при остаточном весе содержимого стальковша порядка 18 - 19 тонн до окончания разливки. В данном режиме работы оператору всегда удавалось подобрать такую скорость слива металла, чтобы уровень стали в промежуточном ковше, находился в рамках технологического регламента. В результате удалось обеспечить срабатывание алгоритма для каждой разливки ранее, чем это сделал оператор. При этом остаток в стальковше стали со шлаком не превышал 3.8 тонн относительно момента отсечки шлака оператором.

металлургическая отрасль, сталеразливочный ковш, отсечка шлака, энергия энтропии, виброускорение.

1. Пат. 2179191 Российская Федерация. Устройство для отсечки шлака в конвертере [Текст] / Азиков Б.А.; заявитель и патентообладатель: Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат". - № 2000131736/09; заявл. 22.02.2000; опубл. 10.02.2002. – 4

2. Еронько, С.П., Бедарев, С.А., Мечик, С.В., Пожидаев, С.С. Исследование и разработка эффективной системы отсечки конвертерного шлака. / С.П. Еронько [и др.] // Донецкий национальный технический университет. Научные работы. // «Металлургия». - 2007. - Выпуск 9(122). – С. 121 - 129.

3. Пат. 71681 UA, C21 C/46. Устройство для отсечки шлака при выпуске стали из конвертера /С.П. Еронько, О.М. Смирнов, О.Ю. Цупрун (Украина). - №12 : Заявлено 20.04.2004; Опубл. 15.12.2004

4. Пат. US 4222506 A Китай. Molten steel outflow automatically controlling device [Текст] / Tsutomu Sakashita, Isao Yamazaki.; заявитель и патентообладатель: Sumitomo Metal Industries Limited". - US 05/851,773; заявл. 15.11.1977; опубл. 16.09.1980.

5. Kemeny F L, Walker D I. System and method for minimizing slag carryover during the production of steel. USA Patent, No. 6929773. 2005

6. Пат. US 20060219052 A1 Китай. Method and a device for detecting slag [Текст] / Mats Jalk, Willy Ohlsson, Håkan Kelvesjö.; заявитель и патентообладатель: Mats Jalk, Willy Ohlsson, Kelvesjoe Haakan. - US 10/560,089; заявл. 7.06.2004; опубл. 5.10.2006.

7. Пат. US 2006/0219052 A1, Устройство для отсечения шлака. Mats Jalk, Willy Ohlsson, Hakan Kelvesjo (США): Заявлено 5.10.2006.

8. Пат. US 6737014 B2 Китай. Slag detector for molten steel transfer operations [Текст] / Alex Davidkhanian, Frank L. Kemeny, Ali Langari, David I. Walker; заявитель и патентообладатель: Nupro Corporation. - US 09/803,607; заявл. 9.03.2001; опубл. 18.05.2004.

9. Uhlenbusch J, Stajduhar M C, Krajcik W J, et al. Trial of the R.A.D.A.R. [trademark] vibra-acoustic ladle slag detection system at a European steel plant. Iron Steelmak, 2003, 30(7): 19-21

10. Da-peng TAN, Pei-yu LI, Xiao-hong PAN. Application of Improved HMM Algorithm in Slag Detection System [Текст] / Da-peng TAN // Journal of Iron and Steel Research, International. – 2009. - № 1. С. 1-6.

11. Da-peng Tan, Zhe Jiang Univ, Hang Zhou, Pei-yu Li, Li Xu, Guo-chun Yao. Steel water continuous casting slag detection system based on VQ [Текст] / Da-peng TAN // Systems, Man and Cybernetics. – 2006. - № 10. С. 1315 - 1319.

12. ZHI Jian-jun QIU Si-ming HOU An-gui. Application of the Ladle Slag-carry-over Detection Technology in Baosteel [Текст] / ZHI Jian-jun // Bao Steel Technology. – 2004. - № 5.

13. Da-Peng Tan, Pei-Yu Li, Yi-Xuan Ji, Dong-Hui Wen, and Chen Li SA-ANN-Based Slag Carry-Over Detection Method

14. and the Embedded WME Platform // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 60, NO. 10, OCTOBER 2013. p. 4702-4713

15. TAN DaPeng, JI ShiMing, LI PeiYu & PAN XiaoHong Development of vibration style ladle slag detection methods and the key technologies // SCIENCE CHINA Technological Sciences. September 2010 Vol.53 No.9: 2378–2387. p. 2378-2387.

16. М.В. Семенов, С.С. Красильников, Д.В. Швидченко, Р.С. Пишнограев Вибродетектирование шлака при сливе стали из стальковша в промежуточный ковш // “Автоматизированные технологии и производства“ – №2, 2015. c. 40-42.

17. Dengfeng Chen, Haiyan Xiao, Qichun Ji Vibration Style Ladle Slag Detection Method based on Discrete Wavelet Decomposition // 26th Chinese Control and Decision Conference (CCDC). 2014. 978-1-4799-3708-0/14/$31.00 c 2014 IEEE. p. 3019-3022.

18. Коврижных Ю.А., Полещенко Д.А. Разработка системы контроля шлака при сливе стали из стальковша в промковш. Тезисы докладов Международной научной-технической конференции «Металл-2017». Беларусь, Жлобин. с.12-14.

19. Eremenko Y.I., Poleshchenko D.A., Glushchenko A.I., Tsygankov Y.A., Kovriznich Y.A. // ART-2 neural network usage to determine moment of slag discharge during steel teeming process // Proceedings Of 2017 XX IEEE International Conference On Soft Computing And Measurements (Scm) // Saint-Petersburg // Institute of Electrical and Electronics Engineers 2017. P 547-550.

20. Eremenko Y.I., Poleshchenko D.A., Tsygankov Y.A., Kovriznich Y.A. // Determination of slag outflow moment during steel teeming using competitive neural network // 2017 International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON 2017 - proceedings // Astana // Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. //

21. Еременко Ю.И., Полещенко Д.А. Разработка алгоритма принятия решения об отсечке шлака при разливке стали черная металлургия

22. бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. №6. с. 36-41.