устройство формирования управлений конвертерного процесса

Формула изобретения

Устройство формирования управлений конвертерного процесса, содержащее первый блок запоминания, блок управления режимами работы блока запоминания, блок датчиков информационно-измерительной системы, блок формирования исходного состояния текущей плавки, первый блок сравнения, первое пороговое устройство, первый ключ, блок выдачи рекомендаций и блок определения времени продувки, при этом выход блока датчиков информационно-измерительной системы соединен с первым входом блока формирования исходного состояния текущей плавки, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом первого блока запоминания, а выход - с входом первого порогового устройства, блок определения времени продувки соединен с выходом блока управления режимами работы блока запоминания, соединенного с первым ключом, отличающееся тем, что оно снабжено вторым блоком запоминания, вторым пороговым устройством, вторым и третьим ключами, вторым блоком сравнения, первым сумматором, блоком распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки и блоком формирования текущих корректирующих управляющих воздействий по исходному состоянию текущей плавки, при этом второй блок запоминания соединен с блоком формирования исходного состояния текущей плавки, первый вход блока распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки соединен с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, второй вход - через второй ключ с третьим выходом первого блока запоминания, а выход - с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с четвертым выходом первого блока запоминания, а выход - через второе пороговое устройство с третьим ключом, выход блока формирования текущих корректирующих управляющих воздействий по исходному состоянию текущей плавки соединен со вторым входом первого сумматора, первый вход которого соединен через первый ключ со вторым выходом первого блока запоминания, пятый выход которого через третий ключ соединен с входом блока формирования текущих корректирующих управляющих воздействий по исходному состоянию текущей плавки, выход первого порогового устройства соединен с блоком управления режимами работы запоминающего устройства, а выход первого сумматора соединен со входом блока выдачи рекомендаций, выход которого является выходом устройства формирования управлений конвертерного процесса, блок формирования исходного состояния текущей плавки содержит блок расчета извести на плавку, третий, четвертый и пятый блоки сравнения, третье, четвертое и пятое пороговые устройства, четвертый, пятый и шестой ключи, первый, второй, третий и четвертый масштабные усилители, блок расчета ожидаемой температуры стали и второй сумматор, при этом вход блока расчета извести на плавку соединен с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, а выход соединен с первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом второго блока запоминания, а выход - через третье пороговое устройство с четвертым ключом, через который второй выход второго блока запоминания соединен с входом первого масштабного усилителя, первый вход блока расчета ожидаемой температуры стали соединен с выходом блока расчета извести на плавку, второй вход - с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, а выход - с первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединен с третьим выходом второго блока запоминания, а выход - через четвертое пороговое устройство с пятым ключом, через который четвертый выход второго блока запоминания соединен с входом второго масштабного усилителя, первый вход пятого блока сравнения соединен с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, второй вход - с пятым выходом второго блока запоминания, а выход - через пятое пороговое устройство с шестым ключом, через который вход третьего масштабного усилителя соединен с шестым выходом второго блока запоминания, седьмой выход которого соединен со входом четвертого масштабного усилителя, выходы масштабных усилителей соединены со входом второго сумматора, выход которого является выходом блока формирования исходного состояния текущей плавки, блок распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки содержит третий блок запоминания, первый, второй и третий блоки вычисления поправок по охладителю, углеродсодержащей добавке и суммарному количеству кислорода на плавку, шестой, седьмой и восьмой блоки сравнения, шестое, седьмое и восьмое пороговые устройства, седьмой, восьмой и девятый ключи, пятый, шестой и седьмой масштабные усилители и третий сумматор, при этом первые входы блоков вычисления поправок соединены с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, а вторые входы соединены с третьим выходом первого блока запоминания, каждый из блоков вычисления поправок имеет ряд частных сумматоров, последовательно соединенных с ними масштабных усилителей и общий сумматор, вход которого соединен с выходами масштабных усилителей, выходы общих сумматоров являются выходами блоков вычисления поправок, которые соединены с первыми входами шестого, седьмого и восьмого блоков сравнения, вторые входы которых соединены с первым, третьим и пятым выходами третьего блока запоминания, а выходы - через шестое, седьмое и восьмое пороговые устройства с седьмым, восьмым и девятым ключами, через которые второй, четвертый и шестой выходы третьего блока запоминания соединены со входами пятого, шестого и седьмого масштабных усилителей, седьмой выход третьего блока запоминания напрямую соединен со входом восьмого масштабного усилителя, выходы масштабных усилителей соединены со входом третьего сумматора, выход которого является выходом блока распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматизации металлургических процессов, в частности, к управлению кислородно-конвертерной плавкой и может быть использовано для аналогичной цели и при управлении другими сложными технологическими процессами.

Известен способ управления конвертерным процессом (см. а.с. СССР №1470774, кл. С 21 С 5/30, заявл. 11.08.87), реализованный с использованием устройств для измерения расхода и химического состава отходящих газов, измерения расхода кислорода, устройств для определения перед началом продувки рациональной кривой изменения количества кислорода, накопленного в шлаке, и скорости окисления углерода, последовательно соединенных с ними устройств для определения дисперсии скорости окисления углерода в период его интенсивного окисления, количества кислорода, накопленного в шлаке, и устройства для определения после окончания продувки рациональной кривой изменения количества кислорода в шлаке для данной плавки, соответствующей найденному значению дисперсии скорости окисления углерода, также устройств для определения отклонения контролируемого количества кислорода в шлаке от его рационального значения, определения необходимых управляющих воздействий (изменения высоты фурмы, расхода кислорода или подачи шлакообразующих) и устройства для определения поправки для рациональной кривой на следующую плавку.

Недостатком данного способа является невысокая точность определения необходимых управляющих воздействий (изменение высоты фурмы, расхода кислорода, подачи шлакообразующих) ввиду неучитывания в явном виде исходного состояния текущей плавки при значительных колебаниях начальных условий проведения процесса, таких как количество и свойства шихтовых материалов, технологические режимы подготовки и ведения плавки и ряд других факторов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для управления кислородно-конвертерным процессом выплавки стали (см. а.с. СССР №1497229, кл. С 21 С 5/30, заявл. 20.07.87), состоящее из магнитографа с блоком управления режимами работы магнитографа, имеющего шесть выходов: первый выход магнитографа соединен с входом третьего блока сравнения, второй вход которого связан с блоком формирования исходного состояния текущей плавки, вход которого связан с блоком датчиков информационно-измерительной системы, а выход третьего блока сравнения через третье пороговое устройство (пороговый элемент) связан с первым входом первого блока двойного совпадения, выход которого соединен с блоком управления режимами работы магнитографа, связанного с первым и вторым ключами, второй и третий выходы магнитографа связаны через четвертый и третий ключи, с блоком выдачи рекомендаций, выход которого является выходом устройства, четвертый выход магнитографа связан через второй ключ с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с блоком измерения интенсивности газообразования СО₂, вход которого связан с блоком датчиков, а выход первого блока сравнения через первое пороговое устройство соединен с первым входом второго блока двойного совпадения, выход которого связан с третьим и четвертым ключами, пятый выход магнитографа соединен через первый ключ с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого связан с выходом блока измерения интенсивности газообразования СО, вход которого связан с блоком датчиков, а выход второго блока сравнения через второе пороговое устройство соединен с вторым входом второго блока двойного совпадения, шестой выход магнитографа связан с вторым входом первого блока двойного совпадения, блок определения времени продувки соединен с выходом блока управления режимами работы магнитографа и с входами блоков измерения интенсивности газообразования СО₂ и СО, а входом устройства является блок датчиков.

Недостатком прототипа можно назвать низкую точность выдачи рекомендаций ввиду неполной и нечеткой классификации исходных состояний и использования типопредставительных плавок, не всегда правильно, отвечающих условиям проведения текущей плавки, отсутствия дополнительных возможностей повышения точности расчета путем введения подклассов исходного состояния процесса, связанных с возможными заметными отличиями большого количества входных воздействий текущей плавки и типопредставительной плавки того или иного класса технологических состояний.

Задачей изобретения является повышение точности управления процессом плавки стали в конвертере.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство, содержащее первый блок запоминания, в котором магнитограф заменен на ЭВМ, блок управления режимами работы блока запоминания, блок датчиков информационно-измерительной системы, блок формирования исходного состояния текущей плавки, первый блок сравнения, первое пороговое устройство, первый ключ, блок выдачи рекомендаций и блок определения времени продувки, при этом выход блока датчиков информационно-измерительной системы соединен с первым входом блока формирования исходного состояния текущей плавки, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом первого блока запоминания, а выход - с входом первого порогового устройства, блок определения времени продувки соединен с выходом блока управления режимами работы блока запоминания, соединенного с первым ключом, согласно изобретению введены второй блок запоминания, второе пороговое устройство, второй и третий ключи, второй блок сравнения, первый сумматор, блок распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки и блок формирования текущих корректирующих управляющих воздействий по исходному состоянию текущей плавки, при этом второй блок запоминания соединен с блоком формирования исходного состояния текущей плавки, первый вход блока распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки соединен с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, второй вход - через второй ключ с третьим выходом первого блока запоминания, а выход - с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с четвертым выходом первого блока запоминания, а выход - через второе пороговое устройство с третьим ключом, выход блока формирования текущих корректирующих управляющих воздействий по исходному состоянию текущей плавки соединен со вторым входом первого сумматора, первый вход которого соединен через первый ключ со вторым выходом первого блока запоминания, пятый выход которого через третий ключ соединен с входом блока формирования текущих корректирующих управляющих воздействий по исходному состоянию текущей плавки, выход первого порогового устройства соединен с блоком управления режимами работы запоминающего устройства, а выход первого сумматора соединен со входом блока выдачи рекомендаций, выход которого является выходом устройства формирования управлений конвертерного процесса, блок формирования исходного состояния текущей плавки содержит блок расчета извести на плавку, третий, четвертый и пятый блоки сравнения, третье, четвертое и пятое пороговые устройства, четвертый, пятый и шестой ключи, первый, второй, третий и четвертый масштабные усилители, блок расчета ожидаемой температуры стали и второй сумматор, при этом вход блока расчета извести на плавку соединен с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, а выход соединен с первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом второго блока запоминания, а выход - через третье пороговое устройство с четвертым ключом, через который второй выход второго блока запоминания соединен с входом первого масштабного усилителя, первый вход блока расчета ожидаемой температуры стали соединен с выходом блока расчета извести на плавку, второй вход - с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, а выход - с первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединен с третьим выходом второго блока запоминания, а выход - через четвертое пороговое устройство с пятым ключом, через который четвертый выход второго блока запоминания соединен с входом второго масштабного усилителя, первый вход пятого блока сравнения соединен с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, второй вход - с пятым выходом второго блока запоминания, а выход - через пятое пороговое устройство с шестым ключом, через который вход третьего масштабного усилителя соединен с шестым выходом второго блока запоминания, седьмой выход которого соединен со входом четвертого масштабного усилителя, выходы масштабных усилителей соединены со входом второго сумматора, выход которого является выходом блока формирования исходного состояния текущей плавки, блок распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки содержит третий блок запоминания, первый, второй и третий блоки вычисления поправок по охладителю, углеродсодержащей добавке и суммарному количеству кислорода на плавку, шестой, седьмой и восьмой блоки сравнения, шестое, седьмое и восьмое пороговые устройства, седьмой, восьмой и девятый ключи, пятый, шестой и седьмой масштабные усилители и третий сумматор, при этом первые входы блоков вычисления поправок соединены с выходом блока датчиков информационно-измерительной системы, а вторые входы соединены с третьим выходом первого блока запоминания, каждый из блоков вычисления поправок имеет ряд частных сумматоров, последовательно соединенных с ними масштабных усилителей и общий сумматор, вход которого соединен с выходами масштабных усилителей, выходы общих сумматоров являются выходами блоков вычисления поправок, которые соединены с первыми входами шестого, седьмого и восьмого блоков сравнения, вторые входы которых соединены с первым, третьим и пятым выходами третьего блока запоминания, а выходы - через шестое, седьмое и восьмое пороговые устройства с седьмым, восьмым и девятым ключами, через которые второй, четвертый и шестой выходы третьего блока запоминания соединены со входами пятого, шестого и седьмого масштабных усилителей, седьмой выход третьего блока запоминания напрямую соединен со входом восьмого масштабного усилителя, выходы масштабных усилителей соединены со входом третьего сумматора, выход которого является выходом блока распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - блок-схема блока формирования исходного состояния текущей плавки, на фиг.3 - блок-схема блока распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки, на фиг.4 - диаграммы изменений сигналов по отдельным выходам второго блока запоминания, используемые в блоке формирования исходного состояния текущей плавки.

Устройство формирования управлений конвертерного процесса содержит первый 1 и второй 2 блоки запоминания, блок 3 управления режимами работы блока запоминания, блок 4 датчиков информационно-измерительной системы, блок 5 формирования исходного состояния текущей плавки, первый блок 6 сравнения, первое пороговое устройство 7, первый ключ 8, блок 9 распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки, второй ключ 10, второй блок 11 сравнения, второе пороговое устройство 12, третий ключ 13, блок 14 формирования текущих корректирующих управляющих воздействий по исходному состоянию текущей плавки, первый сумматор 15, блок 16 определения времени продувки, блок 17 выдачи рекомендаций.

Предлагаемый блок 5 формирования исходного состояния текущей плавки, представленный на фиг.2, содержит блок 18 расчета извести на плавку (см., например, Туркенич Д.И. Управление плавкой стали в конвертере, М.: Металлургия, 1971, с.86), третий блок 19 сравнения, третье пороговое устройство 20, четвертый ключ 21, первый масштабный усилитель 22, блок 23 расчета ожидаемой температуры стали (см., например, Туркенич. Д.И. Управление плавкой стали в конвертере, М.: Металлургия, 1971, с.86), четвертый блок 24 сравнения, четвертое пороговое устройство 25, пятый ключ 26, второй масштабный усилитель 27, пятый блок 28 сравнения, пятое пороговое устройство 29, шестой ключ 30, третий масштабный усилитель 31, четвертый масштабный усилитель 32, второй сумматор 33.

Приведенная на фиг.3 структура блока распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки включает собственный третий блок 34 запоминания, первый 35, второй 36 и третий 37 блоки вычисления поправок по охладителю, углеродсодержащей добавке и суммарному количеству кислорода на плавку, каждый из которых имеет ряд частных сумматоров, последовательно соединенных с ними масштабных усилителей и общий сумматор, вход которого соединен с выходами масштабных усилителей, выходы общих сумматоров являются выходами блоков вычисления поправок, по охладителю, углесодержащей добавке и суммарному количеству кислорода на плавку, шестой 38, седьмой 39 и восьмой 40 блоки сравнения, шестое 41, седьмое 42 и восьмое 43 пороговые устройства, седьмой 44, восьмой 45 и девятый 46 ключи, пятый 47, шестой 48, седьмой 49 и восьмой 50 масштабные усилители, третий сумматор 51, выход которого является выходом блока 9 распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки.

Устройство работает следующим образом:

До момента включения устройства в работу плавки систематизированы по исходному состоянию. Формируется обучающая последовательность из М плавок положительного опыта, каждая из которых задана исходным состоянием, значениями входных воздействий, конечным результатом, траекториями управляющих воздействий, наборами корректирующих фрагментов программных траекторий управлений по изменяющимся исходным условиям. По этой обучающей последовательности производится выделение плавок, почти одинаковых по исходному состоянию, конечному результату и условиям проведения. Каждой выделенной группе плавок ставятся в соответствие траектории, которые в случае практического совпадения значений входных воздействий текущей и типопредставительной плавки, а также совпадения ожидаемых значений выходных величин и их заданных значений, рекомендуются как программа управления для любой вновь организованной плавки, близкой по исходному состоянию. В случае заметных (внутри выделенной группы плавок) отклонений отдельных значений входных воздействий проводимой плавки и типопредставительной плавки, либо конечных результатов по ним, осуществляется необходимая корректировка программных траекторий, т.е. в нужный момент времени плавки или продувки добавляется соответствующий корректирующий фрагмент. В качестве управляющих воздействий рассматриваются, возможно, дополнительные технологические операции, такие как подогрев лома с соответствующим набором управлений по ней или конкретные значения положения дутьевой фурмы, интенсивности подачи кислорода и режима подачи сыпучих материалов на продувке металла в конвертере.

Информация по всем плавкам, разбитым на М групп по исходному состоянию, конечным результатам и условиям их проведения, заносится в блоки запоминания, реализованные с использованием ЭВМ. Для каждой из М групп в первый блок запоминания записаны вид технологии ведения плавки (подогрев лома, отдача углесодержащих добавок и т.п.), марка стали, признак принадлежности той или иной технологической группе и указан номер группы (первый выход первого блока запоминания), в объеме паспорта плавки данные о массе лома и чугуна, их химическом анализе (кремний, марганец, сера, фосфор) и температуре, массах сыпучих материалов по видам, ряд других технологических параметров (третий выход первого блока запоминания), в виде графиков - траектории изменения во времени управляющих воздействий (положение фурмы, интенсивность подачи кислорода, массы отдаваемых порций сыпучих материалов по видам) по ходу плавки (второй выход первого блока запоминания). Дополнительно записана информация о подклассах (подгруппах) исходного состояния плавки (четвертый выход первого блока запоминания) и в виде графиков - изменения во времени корректирующих фрагментов для управляющих воздействий по ним в зависимости от отклонений входных воздействий текущей плавки от типопредставительной плавки (пятый выход первого блока запоминания).

Информация, записанная во втором блоке запоминания, используется в блоке формирования исходного состояния текущей плавки. Во втором блок запоминания записаны значения базовых уровней извести на плавку, в сопоставлении с которыми косвенно оценивается исходное состояние плавки с точки зрения содержания в шихте таких вредных примесей, как кремний, фосфор и др. (первый выход второго блока запоминания), значения базовых уровней ожидаемой температуры стали на первой повалке конвертера (фиг.4), определяющие вид технологии (подогрев лома, отдача тепло- углесодержащих добавок или охладителей и т.п.) ведения плавки (третий выход второго блока запоминания), коды марок стали, принадлежащих определенной группе марок (пятый выход второго блока запоминания), уровни сигналов, отражающие вариации количества извести, вида технологии и группы марок стали, комбинация которых определяет номер сформированной технологической группы по исходному состоянию (второй, четвертый, шестой и седьмой выходы второго блока запоминания).

Для вновь проводимой плавки, задаваемой исходным состоянием, подаваемым на первый вход первого блока 6 сравнения с блока 5 формирования исходного состояния текущей плавки, осуществляется сравнение его с исходным состоянием, записанным в первом блоке запоминания и подаваемым с его первого выхода на второй вход первого блока 6 сравнения. При их совпадении, срабатывает первое пороговое устройство 7, с выхода которого подается сигнал в блок 3 управления режимами работы блока запоминания, который в свою очередь дает разрешение на чтение информации из первого блока 1 запоминания, подавая сигналы на первый 8, второй 10 ключи, в противном случае осуществляется просмотр информации по следующей технологической группе.

Блок 4 датчиков информационно-измерительной системы конвертера включает в себя все датчики информационно-измерительной системы, собирающие и хранящие информацию о состоянии технологического процесса плавки стали в каждый момент времени: а именно, датчики массы чугуна, лома, сыпучих, расхода кислорода и интенсивности его подачи, положения дутьевой фурмы, задатчики марки стали, вида требуемой технологии и т.д.

Приведенная на фиг.2 блок-схема формирования исходного состояния текущей плавки работает следующим образом. Вначале с использованием соотношений материально-теплового баланса в блоке 18 вычисляется количество необходимой извести на плавку, которое в третьем блоке 19 сравнения сопоставляется со значением, подаваемым с первого выхода второго блока 2 запоминания. В случае их совпадения, с выхода блока 19 через третье пороговое устройство 20 подается сигнал на четвертый ключ 21, через который сигнал со второго выхода второго блока 2 запоминания подается на вход первого масштабного усилителя 22. В блоке 23 осуществляется расчет ожидаемой температуры стали, выход блока 23 соединен с первым входом четвертого блока 24 сравнения, второй вход которого соединен с третьим выходом второго блока 2 запоминания. Выход четвертого блока сравнения 24, через четвертое пороговое устройство 25 подается на пятый ключ 26, через который четвертый выход второго блока 2 запоминания подается на вход второго масштабного усилителя 27. Аналогичным образом работают блоки 28, 29 и 30. Седьмой выход второго блока 2 запоминания непосредственно подается на вход четвертого масштабного усилителя 32. Выходы четырех масштабных усилителей подаются на вход второго сумматора 33, выход которого является выходом блока формирования исходного состояния текущей плавки.

Исходное состояние плавки с точки зрения содержания в шихте таких вредных примесей, как кремний, фосфор и др., косвенно оцененное расчетным количеством извести на плавку, предполагает, как минимум, три вида типопредставительных плавок, с различным количеством извести на плавку: норма, выше нормы, ниже нормы. Проверка, является ли текущая плавка нормальной с точки зрения ожидаемой температуры стали (расхождения по заданной и расчетной для текущей плавки температуре стали на повалке конвертера значительны или нет, какого знака?), определяет выбор соответствующей технологии плавки.

При недостаточной температуре стали на повалке и, при том существенно, выбирается технология с подогревом лома, B_т=1. При незначительных отклонениях в меньшую сторону температуры стали от заданной, выбирается технология с углесодержащими добавками, вид которой В_т=2. Если тепловой баланс нормальный, то выбирается обычная технология, вид которой обозначается В_т=3. Если ожидается перегрев плавки, то проверяется насколько. Если незначительный, т.е. разница температур не больше заданной величины, то технология с небольшими охлаждающими добавками, вид технологии которой В_т=4. Если перегрев значительный - большие добавки и В_т=5. На фиг.4 показана диаграмма изменения сигнала с третьего выхода второго блока 2 запоминания условно отображающая возможные состояния по ожидаемой температуре стали и переменной S_т, выдаваемой с четвертого выхода второго блока 2 запоминания, условно отображающей подномер ситуации в исходном состоянии текущей плавки по ожидаемой температуре стали. Далее, по коду заданной марки стали определяется принадлежность ее той или иной группе марок Г_м. Рассматриваются соответственно низкоуглеродистые (Г_м=1), среднеуглеродистые (Г _м=2) и высокоуглеродистые (Г_м=3) марки стали.

Исходное состояние, т.е. отнесение текущей плавки к той или иной технологической группе, определяется, в конечном счете, комбинацией выплавляемой марки стали, точнее, группы, к которой она принадлежит, видом используемой технологии (“разбегом” ожидаемой температуры стали на повалке) и вариациями необходимого количества извести на плавку. Номер технологической группы рассчитывается по следующей формуле:

N=Г_м+K₁Вт+К ₂S_и+К₃S_т+K₄ .

После выбора наиболее подходящей группы плавок по исходному состоянию замыкается второй ключ 10 и информация о входных параметрах типопредставительной плавки стали поступает на второй вход блока 9 распознавания подкласса исходного состояния плавки, на первый вход которого поступает информация о входных параметрах текущей плавки из блока 4 датчиков информационно-измерительной системы.

Изображенная на фиг.3 блок-схема блока 9 распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки предполагает следующее назначение и взаимосвязи отдельных блоков: собственный - третий блок 34 запоминания, первый 35, второй 36 и третий 37 блоки вычисления поправок по охладителю, углеродсодержащей добавке и суммарному количеству кислорода на плавку, каждый из которых имеет ряд частных сумматоров, последовательно соединенных с ними масштабных усилителей и общий сумматор, вход которого соединен с выходами масштабных усилителей, выходы общих сумматоров являются выходами, блоков вычисления поправок, по охладителю, углесодержащей добавке и суммарному количеству кислорода на плавку, шестой 38, седьмой 39 и восьмой 40 блоки сравнения, первые входы которых связаны с выходами блоков 35-37 вычисления поправок, вторые входы которых соединены, соответственно, с первым, третьим и пятым выходами третьего блока 34 запоминания, а выходы через шестое 41, седьмое 42 и восьмое 43 пороговые устройства соединены с седьмым 44, восьмым 45 и девятым 46 ключами, через которые, соответственно, второй, четвертый и шестой выходы третьего блока 34 запоминания соединены со входами пятого 47, шестого 48 и седьмого 49 масштабных усилителей, седьмой выход третьего блока 34 запоминания, непосредственно, подается на вход восьмого масштабного усилителя 50, выходы всех масштабных усилителей подаются на вход третьего сумматора 51, выход которого является выходом блока 9 распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки.

Суть работы блока 9 состоит в следующем. Вначале, по отдельным m входным переменным, таким как масса лома и чугуна на плавку, их температура, содержание химических элементов и ряд других переменных, определяются разностью между их значениями по текущей и типопредставительной плавке, которые после умножения на соответствующие масштабирующие коэффициенты и суммирования отражают соответствующие поправки к интегральным значениям управляющих воздействий типопредставительной плавки, таким как масса охлаждающих, углеродсодержащих добавок, количество кислорода на продувку, направленные на компенсацию влияния отклонений входных параметров текущей плавки от плавки-прототипа. Далее вычисленные поправки по охладителю, углеродсодержащим добавкам и суммарному количеству кислорода на плавку сравниваются с некоторыми базовыми уровнями поправок и в сопоставлении с ними (расчетные поправки меньше базовых значений, расчетные поправки находятся в пределах порогов различимости с базовыми значениями, поправки больше), определяются номера ситуаций (1, 2 или 3) по каждой поправке и, в целом, по всем трем поправкам, как их линейная комбинация, которая и определяет номер подкласса исходного состояния текущей плавки.

Все действия, выполняемые блоком 9 распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки, направлены на определение так называемого номера корректирующего фрагмента L, соотнесенного с той или иной выявленной технологической ситуацией (подклассом) исходного состояния текущей плавки стали и предназначенного для “исправления” этой ситуации. В приведенном описании блока 9 распознавания подкласса исходного состояния текущей плавки количество такого рода фрагментов может достигать величины - 27, т.е. рассмотрен случай для трех управляющих воздействий и трех видов возможных вариаций по ним.

После распознавания в блоке 9 подкласса исходного состояния текущей плавки (вычисления номера корректирующего фрагмента), выход блока 9 подается на первый вход второго блока 11 сравнения, где он сравнивается с соответствующими номерами корректирующих фрагментов, подаваемых с четвертого выхода первого блока 1 запоминания на его второй вход. При их совпадении срабатывает второе пороговое устройство 12, подается соответствующий управляющий сигнал на третий ключ 13 и через него пятый выход первого блока 1 запоминания в виде необходимого корректирующего фрагмента подается на вход блока 14 формирования текущих корректирующих управляющих воздействий по исходному состоянию текущей плавки, посредством которого воспроизводится в реальном масштабе времени и подается на второй вход первого сумматора 15, где суммируется со вторым выходом первого блока 1 запоминания, подаваемым через первый ключ 8 на первый вход первого сумматора. Выход первого сумматора подается на вход блока 17 выдачи рекомендаций, являющийся выходом устройства. Блок выдачи рекомендаций - монитор, на который выдаются рекомендованные значения на текущую плавку по положению фурмы, расходу кислорода и сыпучим материалам в реальном масштабе времени через каждые 3 с.

Необходимо подчеркнуть, что корректирующие фрагменты рассматриваются не по отдельным управляющим воздействиям, а, в комплексе, по всем сразу, т.е., например, это могут быть и положение дутьевой фурмы, и интенсивность подачи кислорода, и режим отдачи сыпучих материалов.

Таким образом, в процессе реально проводимой плавки устройством обеспечивается режим изменения во времени положения фурмы, интенсивности подачи кислорода, сыпучих материалов, соответствующий режиму, имеющему место при аналогичной плавке в прошлом, при условии близкого совпадения исходного состояния текущей и типопредставительной плавки. Исходное состояние определяется группой марок стали, видом используемой технологии, в зависимости от температурного режима плавки и количеством отдаваемой извести в зависимости от содержания в шихте вредных примесей, таких как кремний, фосфор и другие. Подкласс исходного состояния текущей плавки соотносится с необходимыми поправками по охладителю, углеродсодержащим добавкам, суммарному количеству кислорода на плавку и предопределяет выбор необходимого корректирующего фрагмента к базовым траекториям ведения плавки, направленного на компенсацию всевозможных отклонений контролируемых переменных текущей плавки в сравнении с типопредставительной плавкой. Этим обеспечивается необходимое удаление углерода и нужный химсостав стали и, как следствие, уменьшение расхода материалов, увеличение степени удаления вредных примесей, повышение выхода годного и качества выходного продукта.