Устройство для контроля уровня шлака в ванне конвертора

Устройство для контроля уровня шлака в ванне конвертора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ШЛАКА В ВАННЕ КОНВЕРТОРА , содержащее посзпедоватепьно соедашенные между сяэбой датчик колебаний , предварительный усияитепоь, ча уготно-избиратепьный усжпитеяь, детектор со сглаживающим фильтром, регулятор уровня сигнала, первый оафаничвггель . минимума сжгнала, блок питания и сврмопищуидай прибор, причем вьпсод блока питания соединен с нходамн обоих усш1№ телей, отличающееся тем, что, с цепью повыщения надежности к точности контроля, оно дополнитешэно содержит последовательно соединенные менаду собой блок нормировшшя сигнала , второй частотно-избирательный усилитель , второй дет.ектор со сглаживакм щим фильтром, )ой регулятор уровня сигнала, второй ограничитель минимума сигнала и дгмматоруК одному входу которого подключен выхоп. вторсяО огр&ничителя минимума сигнала а к другому входу сумматора подключен выход первого ограничителя миник ума сигнала причем вы,ход сумматора через преобразователь напряжения в ток подключен (Л к входу самопишущего прибора,вход блока нормирования сигнала соединен с с вь1хрдом предварительного усилителя, а выход блока питания подключен к другим вхсаам блока нормирования CBI .нала, второго частотноизбвфатёльнох о I усилителя, сумматора, преобразователя . :вШ1ряжения в ток и обоих ограничителей оо минимума сигнала. 4 СО

.,SU„„1013491

СОЮЗ СОВЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(Sg С 21 С 5/30

1 ! а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н аВтО1 СИОМ СВИД ЯЛЬСтВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3320194/22-02 (22) 23.07.81 (46) 23.04.83, Бюл, № 15 (72) А. Я. Гуммель, В. В. Xnamea, Д. Муканов, А. К. Шоканов, П. К. Изаак, Б. Н. Окороков, С. В. Коминов и М. А. Акбиев (71) ОПКБ НПО «Черметавтоматика«. . МИСиС (53) 669.184.244.62: 658.562 (088.8) (56) 1. Патент Франции 14 2185687, кл. С 21 С 5/30, 1973.

2. Туркенич П.И.; и Здановский В. В.

Акустика в технологии конверторной плав ки. М., «Металлургия", 1978; с. 40-47. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ШЛАКА В ВАННЕ КОН

ВЕРТОРА, содержащее носпедовательно соединенные между собой датчик колебаний, предварительный усилитель, частот но-избирательный усилитель, детектор со сглаживающим фильтром, регулятор уровня сигнала; первый ограничитель минимума сигнала, блок питания и самопишущий прибор, причем выход блока . питания соединен с входами обсжх усиди. телей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля, оно дополнительно содержит последовательно соединенные между собой блок нормирования снгна ла, второй частотно-избирательный усн литель, второй детектор. со сглаживающим фильтром втОрОй регулятор урОвня

-сигнала, второй ограни ятель минимума сигнала и сумматор, к одному входу

- которого подкпючен выход, второго ограничителя минимума сигнала,а к другому входу сумматора подключен выход первого ограничителя ьппямума сигнала, причем выход сумматора через преобразователь напряжения s ток подключен к входу самопишущего прибора, вход блока нормирования сигнала соединен с выходом предварительного усилителя, С а выход блока питания подключен к другим входам блока нормирования сщ Е . нала, второго частотночюзбирательноцо . усилителя, сумматора, преобразователя

:напряжения в ток и обоих ограничителей

;минимума сигнала., j ьВ

1 1013

Изобретение относится к черной метаплургии, конкретнее, к контролю и ре гулированию кислородно-конверторной плавки.

Известно устройство для контроля шлакообразования в ванне конвертора, основанное на измерении амплитуды низкочастотной составляющей шума конвертора (вибрации),. содержащее даъ» чик вибрации, выход которого через уси" 10 литель и полосовой фильтр подключен к детектору, Выход детектора подключен к самопишущему прибору, причем меж ду детектором и самопишущим прибором установлен регулятор уровня выходного 15 сигнала. Устройство снабжено блоком питания, подключенным к усилителю и полосовому фильтру (1 1.

Недостатком устройства является точность контропя процесса шлакообразо 20 вания при нормальном и повышенных уровнях шлака в конверторе, поскольку амплитуда регистрируемого устройством полезного сигнала соизмерима с амплитудой шумового фона цеха. 25

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее датчик звуковых колебаний (микрофон),, предварительный усилитепь, частотно-избирательный усилитель, регулятор уровня сигнала, усилитель мощности, детектор со сглаживающим фильтром, блок питания и самопишущий прибор. При атом выход микрофона подключен к входу предварительного усилителя, выход ко торого подключен к входу частотно-из35 бирательного усилителя. Выход блока питания подключен к входам всех трех усилителей, выход детектора подключен к входу регистрирующего самопишущего прибора, а выход частотно-избирательного усилителя подключен к входу регулятора уровня сигнала, выход которого через усилитель мощности подключен к входу детектора со. сглаживающим фильтром 2 ).

Работа устройства основана на том, что шум, возникающий при продувке ванны конвертора кислородом, преобразовывается микрофоном в электрический сигнал который усиливается пре варитепьным усилителем. Частотно-иэ биратепьный усилитепь выделяет и уси ливает наиболее представительную часто ту, по которой оценивается состояйие и объем шлака в конверторе. 55

Выделенный сигнал подается на вход регулятора уровня, представляющего собой делитель напряжения, который слу491 2 жит дпя согласования шкалы cBMolggHjj щего прибора с выходным сигналом усл. ройства. Выходной сигнал регулятора усиливается усилителем мощности и подается на вход детектора со сглаживающим фильтром, где он выпрямляется и сглаживается. Выходной сигнал детектора записывается самопишущим прибором. По .показаниям прибора судят об уровне и состоянии шлака в ванне конвертора.

Недостатком устройства является низ- кая надежность и точность контроля уровня шлака в период интенсивного шлакообразовайия вспедствие низкой ,чувствитепьности устройства в этот период.

Цель изобретения повышение надеж ности и точности контроля уровня шлака.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля уровня шлака в ванне конвертора, содержащее пос-.

- ледоватепьно соединенные между собой датчик колебаний, предварительный уси» литепь, частотно-избирательный yczmтель, детектор со сглаживающим фильтром, регулятор уровня сигнала, первый огранип(тель минимума сигнала, блок питания и самопишущий прибор, причем выход блока цитания соединен с входами обоихусилителей,дополнительно содержйт . последовательно соединенные между собой блок нормирования сигнала, второй частотно избирательный усилительь, второй детектор со сглаживающим фильтром, второй регулятор уровня сигнала, второй ограничитель минимума сигнала и сумматор, к одному входу которого подклю чен выход второго ограничителя минимума сигнала, а к другому входу сумматора подключен выход первого ограничите-, ля минимума сигнала, причем выход сумматора через преобраэоватепь напряжения в ток подключен к входу самопи шущего прибора, вход блока нормиро- " вания сигнала соединей с выходом йредваритепьного усилителя, и выход блока питания подключен к другим входам блока нормирования сигнала, второго частотно-избирательного усилителя, суь »» матора, преобразователя напряжения в ток и обоих ограничителей минимума

CgFBGJIGэ

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2: график харак теристики трактов высокой частоты и низкой частоты: на фиг. Э - зависимость

40 . д вых @

45

3 101 выходного сигнала устройства - от уровня шлака в ванне конвертора; на фиг. 4 диаграмма плавки, записанная устройся вом для контроля уровня шлака в ваннеконвертора.

Устройство содержит датчик 1 колебаний и предварительный усилитель 2.

Усиленный сигнал в устройстве анализируется по двум трактам, а именно трактом высокой частоты (ВЧ) и трак том низкой частоты (НЧ).

Тракт ВЧ включает последовательно соединенные между собой частотно»иэ» бирательный усилитель 3 с рабочей чао» тотой в. диапазоне от 150 до 2000 Гц, детектор 4 со сглаживающим фильтром, регулятор 5 уровня и ограничитель 6 малых напряжений (ограничитель мини- мума сигнала) с настраиваемым уров нем ограничения блок.7 питания.

Тракт НЧ состоит из последовательно соединенных между собой блока 8 нормирования сигнала, частотно-изби. рательного усилителя 9 с рабочей час» тотой до 100 Гц, детектора 10 со сглаживающим фильтром, регулятора 11 уров- ня сигнала и ограничителя 12 минимума жгнала с настраиваемым уровнем огра.ничения.

Выходы трактов НЧ и ВЧ подключены к соответствующим входам сумматора 13, выход которого соединен со входом преобразователя 14 напряжения в ток. В устройстве предусмотрены два выход& один иэ которых является BbI» ходом самопишущего прибора 15, вход которого подключен к преобразователю 14 напряжения в ток, а другой вы« ход может быть подключен к ЭВМ. Выход блока 7 питания подключен к другим входам предварительного усилителя 2, блока 8 нормирования сигнала, обоих частотно- избирательных усилителей 3 и 9, ограничителей 6 и 12 .ситнапа минимума, сумматора 13 и преобразователя 14 напряжения в ток.

Устройство работает спедующим об»разом.

Во время продувки сигнал, поступаю щий с датчика 1, усиливается предварительным усилителем 2 и подается на входы трактов ВЧ и НЧ.

В тракте ВЧ из общего сигнала частотно-избирательным усилителем 3 выделяется сигнал рабочей частоты данно го тракта, который выпрямляется и сгла живается детектором 4 и через регулятор 5 уровня подается на вход ограни чителя 6 минимума.

3491 . 4

В тракте НЧ общий сигнал, проходя через блок 8 нормирования сигнала, ста билизируется по амплитуде и подается на вход частотно-избирательного усилителя 9, где иэ него выделяется сигнал рабочей частоты этого тракта.

Выделенный сигнал выпрямляется и сглаживается детектором 10 со сглаживающим фильтром, регулируется по

te уровню регулятором 11 уровня и подается на вход ограничителя 12 мини,мума. Ограничители 6 и 12 минимума

;. регулируют подачу рабочих сигнапов тракта ВЧ и тракта НЧ на вход сумма -тора 13, пропуская лишь тот сигнал, амплитуда которого больше величины напряжения ограничения Ощ (фиг. 2).

В сумматоре- 13 сигнал какогопибо из трактов суммируется с величиной постоянного положительного напряжения смещения, подаваемого от блока 7 питания, а сигнап тракта ВЧ,кроме того еще и инвертируется. После сумматора сигнал подается на вход преобразова тепя 14 напряжения в ток, выходной сигнап которого поступает на вход самопишущего прибора 15 и .другой выход устройст ва.

Питание предварительного усилителя 2, блока 8 нормирования сигнала, частотно-избирательных усилителей 3 и 9, ограничителей 6 и 12 минимума, сумматора 13 и преобразователя 14 напряжения в ток осуществляется от бло ка 7 питания.

В тракте ВЧ реализуется зависимость.

К

Ро

Зависимость выходного сигнала U с регулятора 5 (фиг. 1) от уровня шлака Ни,Атракта ВЧ представляет собой убываюшую экспоненту, иэображе ную на фиг. 2 (кривая 1).

Как видно из фиг. 2, чувствительность тракта ВЧ в начале процесса шлакообразования наибольшая и резко убывает по мере вспенивания шлака, что позво5 1013 ляет с ВысОкОЙ точностью контролирО» вать начало шлакообразования.

В тракте НЧ предлагаемого устрой ства бпагодаря наличию блока 8 нормиро вания сигнала, реализуется зависимость s

Рр

ubbl HN=Ê хр ,! де вых нч - сигнал тракта НЧ на вы ходе регулятора ll уровня;

К - коэффициент пропорциональьности

t звуковая мощность шума

Р на Рабочей частоте в месте регистрапии, Вт, - общая звуковая мощность шума в месте регистра» ции, Вт.

Благодаря тОму чтО при Всценивании шлака в ванне конвертора ослабление уров о ня шума на высоких частотах происхо» дит интенсивнее, чем на низких, знаме натель выражения (2) XP убывает быст. р Р, Ов„„„ч при этом растет.

Характеристика тракта НЧ приведена на фиг; 2 (кривая 2). Величина

0> 1>йЧ s aa asxN oмет He pasaa нулю, так как в выражении (2) Рр soevда больше нуля.

В начале плавки при пониженных уровнях шлака чувствительность трак та НЧ минимальна и возрастает, дости гая максимума, при нормальном и ловы шенных уровнях шлака. Это позволяет 35 с большой надежностью и точностью контролировать нормальный и повышен ные уровни шпака.

На фиг. 2 видно,,что существует момент, когда характеристики трактов НЧ и ВЧ пересекаются, 491... 6

Величина Ц arp ф при кОторой проио» ходит срабатывание ограничителей ми

1 нимума сигнала определяется тОчкОЙ В пересечения кривых 1 и 2 (фиг. 2) и составляет 0 2-0,35 0ВЬ;Х.

Характеристика предлагаемого усъ» ройства (фиг. 3) объединяет участок АВ характеристики 1 тракта ВЧ и участок ВС характеристики 2 тракта НЧ (фиг. 2}, .. имеюцяе максимальную чувствительность.

На фиг. 2 и 3 видно, что участок кривой АВ инвертирован и смещен на

50% шкалы в положительную область.

Инверсия производится с целью получения однозначности показаний устройства и достигается подачей сигнала на инверсный вход сумматора 13.

Смещение достигается путем введения на вход сумматора 13 постоянного по величине положительного напряжения от бпока 7 питания.

На фиг. 4 представлена диаграмма

1 плавки, воспроизведенная с помощью устройства для контроля уровня шлака в ванне конвертора, которая соответст вует результирующей кривой, изображен ,:ной на фиг. 3.

Технико-экономическая эффективность . от использования устройства состоит в том, что оно позволяет рациональнее использовать сыпучие материалы в кой верторном процессе за счет достоверности показаний уровня ванны как в кача ле щлакообразования, так и при нормаль ном и повышенных уровнях шлака в кон» верторе. В свою очередь, рациональное использование шлакообразующнх компонентов уменьшает угар, выносы и выбросы металла.

Ожидаемый экономический эффект для одного устройства составляет 55600 руб, в год.

1О. f3491

%rial

Юи ю.

Ниах мал с.

L013491

Фйа, 1Ю

HutФ.

- )ЬМмакс

1013491. у ашхийи ионам

Составитель Ю. Романов

Техред А.Ач

Корректор А. Дэятко

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 2945/35 Тираж 566

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, ?К35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 емт т -.аюта яяОВ6 орира0аи а огончгтч йфюф aaog -дон оно тщ фо и „уофохтгтэау "ювао