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 на основании аналитического анализа предложена схема съема сигнала виброускорения с установки, а именно с манипулятора защитной трубы сталеразливочного ковша. Для монтажа акселерометра на манипуляторе разработан образец изделия. В нем предусмотрена защита от влияния на датчик промышленных возмущений. Для анализа сигнала виброускорения выработаны 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 выработанных критериев являлся перевод на заключительном этапе разливки подсистемы поддержания уровня стали в промежуточном ковше 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 сталеразливочного ковша порядка 18 – 19 т 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 стали со шлаком в сталеразливочном ковше не превышал 3,8 т относительно момента отсечки шлака оператором.

1. Пат. 2179191 РФ. Устройство для отсечки шлака в конвертере / Д.В. Захаров, В.И. Савченко, С.Ю. Бубнов и др.; заявл. 22.02.2000; опубл. 10.02.2002.

2. Еронько С.П., Бедарев С.А., Мечик С.В., Пожидаев С.С. Исследование и разработка эффективной системы отсечки конвертерного шлака // Донецкий национальный технический университет. Научные работы. Металлургия. 2007. Вып. 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; заявл. 20.04.2004; Опубл. 15.12.2004.

4. Pat. 4222506 A US, US 05/851,773. Tsutomu Sakashita, Isao Yamazaki Molten steel outflow automatically controlling device; рubl. 16.09.1980.

5. Pat. 6929773 USA. Kemeny F. L., Walker D I. System and method for minimizing slag carryover during the production of steel. 2005.

6. Pat. 20060219052 A1 US, US 10/560,089. Mats Jalk, Willy Ohlsson, Håkan Kelvesjö. Method and a device for detecting slag US 10/560,089; рubl. 5.10.2006.

7. Pat. 2006/0219052 A1 US . Mats Jalk, Willy Ohlsson, Hakan Kelvesjo. Device for cutting off the slag; рubl. 5.10.2006.

8. Pat. 6737014 B2 US, US 09/803,607. Slag detector for molten steel transfer operations / Alex Davidkhanian, Frank L. Kemeny, Ali Langari, David I. Walker; рubl. 18.05.2004.

9. Uhlenbusch J., Stajduhar M.C., Krajcik W.J. etс. Trial of the R.A.D.A.R. [trademark] vibra-acoustic ladle slag detection system at a European steel plant // Iron Steelmak. 2003. Vol. 30 (7). P. 1 9 – 2 1 .

10. Da-peng Tan, Pei-yu Li, Xiao-hong Pan. Application of Improved HMM algorithm in slag detection system // Journal of Iron and Steel Research International. 2009. No. 1. P. 1 – 6.

11. Da-peng Tan, Zhe Jiang Univ, Hang Zhou etc. Steel water continuous casting slag detection system based on VQ // Systems, Man and Cybernetics. 2006. No. 10. P. 1315 – 1319.

12. ZhiJian-jun, Qiu Si-ming, Hou An-gui. Application of the ladle slag-carry-over detection technology in Baosteel // Bao Steel Technology. 2004. No. 5. P. 5 – 7.

13. Da-Peng Tan, Pei-Yu Li, Yi-Xuan Ji etc. SA-ANN-Based slag carry-over detection method and the embedded WME platform // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2013. Vol. 60. No. 10. P. 4702 – 4713.

14. Tan DaPeng, Ji ShiMing, Li PeiYu, Pan XiaoHong. Development of vibration style ladle slag detection methods and the key technologies // Science China.Technological Sciences. 2010. Vol. 53. No. 9. P. 2378 – 2387.

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

16. 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. P. 3019 – 3022.

17. Коврижных Ю.А., Полещенко Д.А. Разработка системы контроля шлака при сливе стали из стальковша в промковш // Тезисы докл. Междунар. науч.-технич. конф. «Металл-2017». Беларусь, Жлобин. С.12 – 14.

18. Eremenko Y.I., Poleshchenko D.A., Glushchenko A.I. etc. ART-2 neural network usage to determine moment of slag discharge during steel teeming process // Proceedings of 2017 XX IEEE Int. Conf. On Soft Computing and Measurements (Scm). – St. Petersburg: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2017. P. 547 – 550.

19. Eremenko Yu.I., Poleshchenko D.A., Tsygankov Yu.A., Kovriznich Yu.A. Determination of slag outflow moment during steel teeming using competitive neural network // 2017 Int. Siberian Conf. on Control and Communications, SIBCON 2017 – proceedings. – Astana: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc, Р. 767 – 771.

20. Еременко Ю.И., Полещенко Д.А. Разработка алгоритма принятия решения об отсечке шлака при разливке стали // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2018. № 6. С. 36 – 41.