Устройство для определения момента окончания слива металла из металлургической емкости

Устройство для определения момента окончания слива металла из металлургической емкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНА МОМЕНТА ОКОНЧАНИЯ СЛИВА МЕТА.ТША ИЗ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ, включающее сливной канал, содержащее измерительную катушку, витки которой расположены в плоскости, перпендикулярной к оси сливного канала, соединенную кабелем с блоком измерения реактивного сопротивления, отличающ«е е с я тем, что, с целью исключения температурной погрешности и повьшения надежности измерения, оно снабжено вторым кабелем, вторым блоком измерения реактивного сопрртивления , сумматором и компенсационной катушкой, соединенной вторым, кабелем с вторым блоком измерения реактивного сопротивления, к входам сумматора подсоединены выходы обоих а УВ блоков измерения реактивного сопротивления , причем компенсационная (Л катушка расположена соосно измерительной и намотана тороидально, а электрические параметры обеих катушек и обоих кабелей одинаковы. эо ;О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3553019/22-0? . (22) 06. 01. 83 (46) 30.04.84. Бюл. N- 16 (72) А.И.Майоров, А.Н.Победоносцев, В.A.Чучелин, В.В.Егоров, А.M.Поживанов, А.А.Угаров, Н.Д.Карпов и В.В.Рябов (71) Всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 669. 184. 152 . 161(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 590340, кл. С 21 С 5/46, 1978.

2. Патент Японии М 54-23335, кл. 11 В 091.1, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

М0МЕНТА ОКОНЧАНИЯ СЛИВА МЕТАЛПА ИЗ

° МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ, включающее сливной канал, содержащее измеритель3ур С 21 С 5/30, В 22 D 11/16 ную катушку, витки которой расположены в плоскости, перпендикулярной к оси сливного канала, соединенную кабелем с блоком измерения реактивного сопротивления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью исключения температурной погрешности и повышения надежности измерения, оно снабжено вторым кабелем, вторым блоком измерения реактивного сопротивления, сумматором и компенсацион" ной катушкой, соединенной вторым кабелем с вторым блоком измерения реактивного сопротивления, к входам сумматора подсоединены выходы обоих блоков измерения реактивного сопротивления, причем компенсационная катушка расположена соосно измерительной и намотана тороидально, а электрические параметры обеих катушек и обоих кабелей одинаковы.

1089140

Изобретение относится к области металлургии, а точнее к устройствам, предупреждающим попадание шлака в металл при сливе.

Известно устройство для определения момента окончания слива ме35 талла из металлургических емкостей, включающее огнеупорные стопора и механизмы их подачи (1) .

Недостатком данного устройства является наличие дополнительно крупногабаритного оборудования, трудоемкие работы по изготовлению огнеупорных стопоров, малая вероятность перекрывания стопором летки. l5

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения момента окончания слива стали, которое содержит последовательно соеди\ ненные измерительную катушку, витки 2О которой расположены в плоскости, перпендикулярной оси сливного канала, соединительный кабель и блок измерения реактивного сопротивления (2) .

Недостатком известного устройства 25 является то, что при изменении температуры в зоне измерения и зоне прокладки кабеля, электрические параметры катушки и кабеля изменяются, что приводит к появлению значительных погрешностей в определении момента появления шлака.

Цель изобретения — исключение температурной погрешности и повышение надежности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения момента окончания слива металла из металлургической емкости, включающее сливной канал, содержащее измеритель- 40 ную катушку, витки которой расположены в плоскости, перпендикулярной к оси сливного канала, соединенную кабелем с блоком измерения реактивного сопротивления, снабжено вторым кабелем, вторым блоком измерения сопротивления, сумматором и компенсационной катушкой, соединенной вторым кабелем с вторым блоком измерения реактивного сопротивления, к входам сумматора подключены выходы обоих блоков измерения, реактивного сопротивления, причем компенсационная катушка расположена соосно измерительной и намотана тороидально, а электрические параметры обеих катушек и обоих кабелей одинаковы.

Введение компенсационной катушки и соединительного кабеля позволяет увеличить стабильность работы устройства и увеличить точность контроля при измерении температуры, напряжения питания, старении элементов схемы.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из измерительной катушки 1, витки которой расположены перпендикулярно направлению слива металла 2, соединенной посредством соединительного кабеля 3 с блоком 4 измерения реактивного сопротивления. В качестве такого блока могут быть использованы мостовые или генераторные схемы измерения реактивного сопротивления. Совместно с измерительной катушкой 1 установлена, намотанная тороидально, компенсационная катушка-5. Активное и реактивное споротивление обеих катушек одинаковы. Посредством соединительного кабеля 6, имеющего одинаковые геометрические и электрические параметры с соединительным кабелем 3, компенсационная катушка 5 подключена к дополнительному блоку 7 измерения реактивного сопротивления.

Выходы блоков 4 и 7 подключены к сумматору 8. В качестве сумматора 8 может быть использован дифференциальный усилитель (при использовании мостовых схем измерения реактивного сопротивления) или смеситель (при использовании генераторных схем измерения реактивного сопротивления) . Измерительная и компенсационная катушки 1 и 5 располагаются на сливном канале 9 металлургической емкости.

В качестве блоков 4 и 7 возможно использование мостовых или reнераторных схем.

При использовании мостовой схемы катушки 1 или 5 с кабелем 3 или 6 включаются в одно из плеч моста переменного тока. При питании моста напряжением переменного тока его выходной сигнал пропорционален изменению индуктивности и активному сопротивлению соответствующей катушки и индуктивности, емкости и активному сопротивлению соответствующего кабеля. Поскольку катушки 1 и 5 намотаны таким образом, что при наличии жидкого металла в сливном канале изменяется индуктивность только измерительной катушки сравнением выходных сигналов с обоих мостов

1089140 И ШИ Заказ 2874/24 Тираж 540 Подписное ФЮ 6й ав

Патент", Г.Ужгород, ул.Проектная, 4 (блоки 4 и 7) при помощи, например дифференциального усилителя (сумматор 8), определяют момент окончания слива металла и появления в сливном канале шлака, которому соответствует резкое уменьшение сигнала на выходе дифференциального усилителя.

При использовании генераторных схем измерения индуктивности катушки 1 и 5 с соответствующими соеди- 10 нительными кабелями являются колебательными контурами генераторов (блоки 4 и 7). Частота такого генератора зависит от индуктивности соответствующей катушки и индуктив- 15 ности и емкости соединительного кабеля. Сравнение частот генераторов, производимое при помощи смесителя (сумматора 8), позволяет определять момент окончания слива ме- 20 талла, которому соответствует резкое уменьшение сигнала разностной частоты на выходе смесителя.

Температурные изменения электрических параметров катушек и соеди- 25 нительных кабелей вызывают изменения выходных напряжений мостов и частот генераторов в одну сторону. Для полной компенсации температурных изменений необходимо, чтобы абсолютные значения этих изменений были одинаковыми, что будет происходить при равенстве электрических параметров катушек 1 и 5 кабелей 3 и 6.

Это достигается следующим образом.

Измерительная и компенсационная . катушки 1 и 5 наматываются соответствующим образом (витки катушки 1 находятся в плоскости, перпендикулярной направлению слива металла, а 4О витки катушки 5 намотаны тороидально) с таким расчетом, чтобы их индуктивности и активное сопротивление при отсутствии жидкого металла в сливном канале были равны.

Соединительные кабели 3 и 6 должны иметь одинаковую длину при одинаковых значениях погонных индуктивностей и емкостей.

Устройство работает следуюшим образом.

При отсутствии металла внутри сливного канала 9, на котором расположены измерительная и компенсационная катушки 1 и 5, блоки 4 и 7 измерения реактивного сопротивления настроены таким образом, что их входные сигналы равны. При этом сигнал на входе сумматора 8 отсутствует.

При появлении металла в спивном канале 9 происходит его взаймодействие с магнитным полем измерительной катушки 1, реактивное сопротивление которой при этом изменяется.

Поскольку компенсационная катушка 5 намотана тороидально, ее магнитное поле сосредоточено внутри тора и не взаимодействует со сливаемым металлом.

Изменение реактивной составляющей сопротивления измерительной катушки 1 вызывает изменение сигнала на выходе блока 4, а следовательно, появление сигнала на выходе сумматора 8. Когда в сливном канале 9 появляется шлак, имеющий резко отличающуюся от металла электропроводность, сигнал на выходе блока 4 изменяется до значения, равного выходному сигналу блока 7. При этом выходное напряжение сумматора 8 уменьшается до нуля, что свидетельствует об окончании слива металла.

Изменение температуры в зоне установки катушек 1 и 5, а также в зоне прокладки соединительных кабелей 3 и 6 вызывает изменение выходных сигналов с блоков 4 и 7 (вследствие равенства электрических параметров катушек и соединительных кабелей) на одинаковую величину и,в одном направлении. При этом выходной сигнал сумматора 8 не изменится.

Таким образом, повышается стабильность работы уствойства и увеличивается точность опрепеления момента окончания слива металла.

Применение поеплагаемого устрой ства на конвертерах,сталеразливочных и промежуточных емкостях машин непрерывного литья заготовок позволяет получить годовой экономический эффект 1652 тыс.руб.