CONTRIBUTION TO METALLURGICAL TECHNOLOGY CONTROL PROBLEMS PŘÍSPĚVEK K PROBLEMATICE ŘÍZENÍ METALURGICKÝCH TECHNOLOGIÍ

Podobné dokumenty
Introduction to MS Dynamics NAV

The Over-Head Cam (OHC) Valve Train Computer Model

WORKSHEET 1: LINEAR EQUATION 1

Melting the ash from biomass

Transportation Problem

Využití hybridní metody vícekriteriálního rozhodování za nejistoty. Michal Koláček, Markéta Matulová

Gymnázium, Brno, Slovanské nám. 7 WORKBOOK. Mathematics. Teacher: Student:

Gymnázium, Brno, Slovanské nám. 7, SCHEME OF WORK Mathematics SCHEME OF WORK. cz

Compression of a Dictionary

Air Quality Improvement Plans 2019 update Analytical part. Ondřej Vlček, Jana Ďoubalová, Zdeňka Chromcová, Hana Škáchová

CHAPTER 5 MODIFIED MINKOWSKI FRACTAL ANTENNA

Possibilities of removing H 2. S from gas from gasification of biomass

VYSOKÁ ŠKOLA HOTELOVÁ V PRAZE 8, SPOL. S R. O.

Dynamic Development of Vocabulary Richness of Text. Miroslav Kubát & Radek Čech University of Ostrava Czech Republic

CHAIN TRANSMISSIONS AND WHEELS

POSTUPY TERMICKÉHO ZPRACOVÁNÍ ODPADŮ S VYUŽITÍM PLAZMOVÉHO ROZKLADU ZA PŘÍTOMNOSTI TAVENINY ŽELEZA Zdeněk Bajger a Zdeněk Bůžek b Jaroslav Kalousek b

Litosil - application

Klepnutím lze upravit styl Click to edit Master title style předlohy nadpisů.

DC circuits with a single source

Návrh a implementace algoritmů pro adaptivní řízení průmyslových robotů

THE PREDICTION PHYSICAL AND MECHANICAL BEHAVIOR OF FLOWING LIQUID IN THE TECHNICAL ELEMENT

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

LOGOMANUÁL / LOGOMANUAL

Automatika na dávkování chemie automatic dosing

KULOVÝ STEREOTEPLOMĚR NOVÝ přístroj pro měření a hodnocení NEROVNOMĚRNÉ TEPELNÉ ZÁTĚŽE

Next line show use of paragraf symbol. It should be kept with the following number. Jak může státní zástupce věc odložit zmiňuje 159a.

Czech Republic. EDUCAnet. Střední odborná škola Pardubice, s.r.o.

GUIDELINES FOR CONNECTION TO FTP SERVER TO TRANSFER PRINTING DATA

STANOVENÍ PRŮBĚHU ENTALPIE VYZDÍVKY PRO MODELOVÁNÍ OBĚHU LICÍCH PÁNVÍ V PODMÍNKÁCH OCELÁRNY MITTAL STEEL OSTRAVA

Výuka odborného předmětu z elektrotechniky na SPŠ Strojní a Elektrotechnické

Aktivita CLIL Chemie I.

EXACT DS OFFICE. The best lens for office work

Ja n T. Št e f a n. Klíčová slova: Řada knih, srovnání cen v čase, cena vazby a ocelorytové viněty, lineární regresní analýza.

Aplikace matematiky. Dana Lauerová A note to the theory of periodic solutions of a parabolic equation

USING VIDEO IN PRE-SET AND IN-SET TEACHER TRAINING

PAINTING SCHEMES CATALOGUE 2012

Database systems. Normal forms

2. Entity, Architecture, Process

Úvod do datového a procesního modelování pomocí CASE Erwin a BPwin

Vánoční sety Christmas sets

Moderní technologie dokončování velmi přesných děr vystržováním a její vliv na užitné vlastnosti výrobků

Vliv metody vyšetřování tvaru brusného kotouče na výslednou přesnost obrobku

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL USED FOR EVALUATION OF FAILURES FROM SCRATCH INDENTATION

Základy teorie front III

Karta předmětu prezenční studium

HODNOCENÍ ZDRAVOTNÍCH RIZIK Z POŽITÍ A DERMÁLNÍHO KONTAKTU NAFTALENU V ŘECE OSTRAVICI

Friction drives have constant or variable drives (it means variators). Friction drives are used for the transfer of smaller outputs.

SLEDOVÁNÍ AKTIVITY KYSLÍKU PŘI VÝROBĚ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM

Ing. Pavel Staša, doc. Dr. Ing. Vladimír Kebo, Vladimír Strakoš V 2

Inovace řízení a plánování činností s ohledem na požadavky ISO 9001

First School Year PIPING AND FITTINGS

PC/104, PC/104-Plus. 196 ept GmbH I Tel. +49 (0) / I Fax +49 (0) / I I

USER'S MANUAL FAN MOTOR DRIVER FMD-02

Mechanika Teplice, výrobní družstvo, závod Děčín TACHOGRAFY. Číslo Servisní Informace Mechanika:

SEMI-PRODUCTS. 2. The basic classification of semi-products is: standardized semi-products non-standardized semi-products

Aktivita CLIL Chemie III.

The Czech education system, school

TELEGYNEKOLOGIE TELEGYNECOLOGY

INSPECTION OF PRODUCTION EQUIPMENT FROM THE POINT OF VIEW OF MATERIAL AND CORROSION ENGINEERING. Otakar Brenner - ATG Ltd., Prague, Czech Republic

Oxide, oxide, co po tobě zbyde

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ DISERTAČNÍ PRÁCE

MOŽNOSTI PREDIKCE DOSAŽENÍ POŽADOVANÉ LICÍ TEPLOTY OCELI PRO ZAŘÍZENÍ PLYNULÉHO ODLÉVÁNÍ

Characterization of soil organic carbon and its fraction labile carbon in ecosystems Ľ. Pospíšilová, V. Petrášová, J. Foukalová, E.

STUDY EDITS FOR BETTER TRANSPORT IN THE CENTRE OF NÁCHOD

Foster Bohemia s.r.o. Laboratoř měření imisí Immission Measurement Laboratory. Mezi Rolemi 54/10, Praha 5, Jinonice, Česká republika

Postup objednávky Microsoft Action Pack Subscription

DYNAMICS - Power, input power, efficiency

Klepnutím lze upravit styl předlohy. nadpisů. nadpisů.

AIC ČESKÁ REPUBLIKA CZECH REPUBLIC

SEZNAM PŘÍLOH. Příloha 1 Dotazník Tartu, Estonsko (anglická verze) Příloha 2 Dotazník Praha, ČR (česká verze)... 91

MC Tlumiče (řízení pohybu) MC Damper

Invitation to ON-ARRIVAL TRAINING COURSE for EVS volunteers

PROBLEMATIKA MĚŘENÍ EMISÍ AMONIAKU A DALŠÍCH ZÁTĚŽOVÝCH PLYNŮ Z PODESTÝLKY HOSPODÁŘSKÝCH ZVÍŘAT VE FERMENTORECH

How to get to Hotel Step (venue of WWP AW 2018)

UPM3 Hybrid Návod na ovládání Čerpadlo UPM3 Hybrid 2-5 Instruction Manual UPM3 Hybrid Circulation Pump 6-9

STLAČITELNOST. σ σ. během zatížení

Výsledky oboru obráběcích a tvářecích strojů za Českou republiku v 1. pololetí roku 2013

Zpráva ze zahraniční služební cesty

TKGA3. Pera a klíny. Projekt "Podpora výuky v cizích jazycích na SPŠT"

Právní formy podnikání v ČR

HASHING GENERAL Hashovací (=rozptylovací) funkce

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

SLEDOVÁNÍ VÝSTUPU PLYNU V UZAVŘENÉM PODZEMÍ V LOKALITĚ ORLOVÁ NA VRTU OV 24A

Research infrastructure in the rhythm of BLUES. More time and money for entrepreneurs

INFLUENCE OF CONSTRUCTION OF TRANSMISSION ON ECONOMIC PARAMETERS OF TRACTOR SET TRANSPORT

TESTOVÁNÍ VLIVU INDIKAČNÍCH KAPALIN NA KŘEHKOLOMOVÉ VLASTNOSTI SKLOVITÝCH SMALTOVÝCH POVLAKŮ

Zelené potraviny v nových obalech Green foods in a new packaging

CASTING HAND PRODUCTION USING MOULDS

Just write down your most recent and important education. Remember that sometimes less is more some people may be considered overqualified.

SenseLab. z / from CeMaS. Otevřené sledování senzorů, ovládání zařízení, nahrávání a přehrávání ve Vaší laboratoři

Laboratoř na čipu. Lab-on-a-chip. Pavel Matějka

DATA SHEET. BC516 PNP Darlington transistor. technický list DISCRETE SEMICONDUCTORS Apr 23. Product specification Supersedes data of 1997 Apr 16

TECHSTA 2000 ČVUT PRAHA FAKULTA STAVEBNÍ KATEDRA TECHNOLOGIE STAVEB

Projekt: ŠKOLA RADOSTI, ŠKOLA KVALITY Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ EU PENÍZE ŠKOLÁM

DYNAMICS - Force effect in time and in space - Work and energy

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

Bc. Tomáš Zelený 1 VÝPOČET ÚČINNOSTI KOTLE K3

ČSN EN ed. 3 OPRAVA 1

T E S T R E P O R T No. 18/440/P124

Dynamic Signals. Ananda V. Mysore SJSU

Transkript:

CONTRIBUTION TO METALLURGICAL TECHNOLOGY CONTROL PROBLEMS Bajger Z. 1, Michalec J. 1, Kret J. 2, Bajgerová D. 2 1 VÍTKOVICE a.s., R&D division 2 VŠB - Technical University Ostrava PŘÍSPĚVEK K PROBLEMATICE ŘÍZENÍ METALURGICKÝCH TECHNOLOGIÍ Bajger Z. 1, Michalec J. 1, Kret J. 2, Bajgerová D. 2 1 VÍTKOVICE a.s., divize Výzkum a vývoj 2 VŠB - Technická univerzita Ostrava Abstrakt Měření emisí se v současnosti využívá pro mapování množství škodlivých látek vypouštěných do ovzduší za účelem jejich minimalizace. V předloženém článku je popsán princip využití měření množství emisí a rychlosti změn těchto hodnot k řízení metalurgických technologií, hlavně výroby ocele. Je popsán princip identifikace změn koncentrace prvků v oceli pomocí měření změn koncentrací složek emitujících plynů. Jsou odvozeny základní vztahy a souvislosti v oblasti chemické kinetiky. Z uvedených vztahů vyplývá nutnost měření celé řady technologických parametrů. Popsaná teorie je použitelná i pro jiné metalurgické technologie. Abstract At present the emission measuring is used for mapping the injurants in order to minimize that. This article describes principle of utilization the emission measuring and speed of changes monitoring for metallurgical technologies control, steel production mainly. The principle of identification the components concentrations changes in steel bath is described. It is based on measuring the component concentrations changes in outlet gas. Elementary relationships in the field of chemical kinetic are deduced. It shows necessity to measure much more other technological parameters, not only emissions. The theory described in this contribution is also applicable for other metallurgical technologies. Key words: proceedings of metallurgical technologies, emissions, analysis of gases, kinetic equations Introduction

On the basis former emission measurement, it was found, that the results could help to control metallurgical technologies. The theoretical basis is the equations developed by VD process mathematical description. [1, 2]. Analysis and solution of problem The starting concentration X 0i and the concentration at the end of process X i are generally known, where X i means the concentration of compound or element i. [3]. Because of technical problems combined with continuous process control only limited concentration are disposal. The aim of metallurgical technologies is decreasing of X 0i concentration to required level. Such a decreasing is by mass transport through the phases interface. Required direction and course of chemical reaction is further in suitable way realized - gaseous compound or slag removal or let us say by bounding into stable compounds. Such a process can be described by formally as consecutive chemical reaction: (1) Where A, B a C are generally reacting compounds or elements and [A], [B] a [C] their concentration. The following differential equation scheme can be accepted: (2) (3) (4) The solution of equation (2) is: (5) Equation (3) is non homogeneous (with right side), which can be solved using constant variation by respecting initial conditions in time t=0, [B]=[B 0 ]: (6)

Using substitution eq. (6) into (4) by respecting the initial concentration, we can find the time dependency of compound C concentration: (8) Remark: introduced mathematical description can be generalized for random amount of subsequent reaction. In case of special constants k 1 and k 2 ratio, the situation can take place, where the intermediate product B can not be detected at all. It means that this intermediate product is faster reacted then created. Such a system study is in this case much more easy. The next figure shows time dependency of intermediate product concentration using various k 1 and k 2 ratios (in the Table 1). The values are for the initial concentration of compounds A: A 0 =100mol.l -1 calculated. Fig.1 Intermediate product concentration Table 1 Reaction velocity constants k 1, k 2 and their ratio From metallurgical refining process view the meaning of the constant k 1, which determines the removing velocity the compound X i from steel, is evident. The second one k 2 responds to the velocity of product removal out of the second phase e.g. from vacuum. The physical dimension of particular derivatives l (equation 2-4) can be understood as the amount per time unit of released compound X i e.g. [mol.s -1 ]. This value has the velocity dimension. Regarding the fact that the gases are removed from the reaction area, it is possible to describe the whole process as product flow. In this case it can be accepted: It means the i-th product flow is equal to product of total volume flow and the X i concentration in out gas ([m 3.s -1 ]*[mol.m -3 ] = [mol.s -1 ]), the index out is used for out gas concentration. The immediate X i content in the steel bath is equal the initial concentration decreased by reacted and emitted amount. So e.g. the carbon content in steel bath can be calculated according to the following equation: (9)

(10) Using of both carbon oxides kinetically equation we receive: (11) By substitution of carbon concentration in steel bath from equation (10) it can be the implicit relation of actual oxygen concentration in steel bath: (12) It is possible to generalize these relations: Basic mass balance of random compound X can be defined by equation (13) (13) Where is: m 0,l initial mass of compound X in steel m l immediate mass of compound X in steel m out emitted mass (reacted) The total emitted mass m out in time t is: (14) This formula enables to define the dependency of compound X decrease in steel bath: (15)

From graphical representation of X concentration development [X] g = f(t) and the integrated equation (14) the total process flow can be determined. The comparison of integrated value (14) to the compound "C" results from the next speculation: The integral is a picture of mass amount of compound [X] removed from steel. If we realize hypothetical condition, that the mass is cumulated in ambient area of volume V, then it is evident, that for random volume V, the ratio of mentioned integral and the volume represents the concentration of "product C". To explain this totally, it is necessary to define relationship between mass and concentration. It is evident that this system is considered as flow system and in this case the emitted amount is dependent on the total system mass. The relation for total amount of compound X e.g. in ppm units is determined by grams of X per steel tone. In the simplified form it is possible to formulate these relations on the first order kinetically equation basis (without evaluation of metallurgical influences, H means in this case hydrogen). The basic equations are valid in this case: (16) Solution of equation (16) is the dependency (17). (17) By respecting of equation (13) and (14) the relation (17) is possible to modify as: (18) (19) The relation (20) is possible to approximate using exponential function in form: (20)

It is not possible to solve these equations using least square method in linearized form we can use some of optimization method only. As the best suitable way the optimization of constant k 1 was found to reach maximal correlations coefficient of regression function: (21) where: Summary The above-mentioned relationships define basic task [4] necessary to make. From the equation (9) results the necessity of off gas volume determination. From theoretical point of view results, that the constant k 1 from (2) depends on number of parameters - Ar flow, end point vacuum, steel quality and probably the velocity of carbon oxide production. The next step is development of suitable software and pilot plant installation on chosen technology. ACKNOWLEDGEMENT That results of the project LN00B029 was supplied with subvention, resp. supported, by the Ministry of Education of Czech Republic. Literature [1] Krayzel M., Bajger Z., Kempný A., Macoszek M., Kořínek K., Grobař V.: "Příspěvek k možnostem řízení vakuového zpracování tekuté oceli kontinuálním monitorováním odsávaných plynů", sborník z "XIII. konference elektroocelářů a mimopecní zpracování oceli", duben 1997, Rožnov pod R., str. 167-174 [2] Bajger Z.: "Využití systému pro měření emisí při řízení ocelářských technologií", IRON AND STEELMAKING, Malá Lučivná, 23.9.-25.9. 1998, Slovensko [3] Bajger Z.: Disertační práce:"systém měření emisí znečišťujících látek a jeho využití pro řízení metalurgických technologií.", VŠB TU Ostrava, Fakulta MMI, listopad 2000 [4] Michalec J. a kol.: Studie projektu "Řízení metalurgických technologií na základě analýzy plynů", Materiálově technologické výzkumné centrum VŠB TU Ostrava a VITKOVICE a.s., divize Výzkum a vývoj, S9/2000, říjen 2000