Датчик для измерения уровня жидкого металла в металлургических агрегатах

Датчик для измерения уровня жидкого металла в металлургических агрегатах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение может быть использовано в черной и цветной металлургии для определения положения межфазной границы шлак - металл в печах, ковшах и других металлургических агрегатах . Сущность: устройство включает два электрода из тугоплавкого материала, концы которых выступают над торцовой частью погружаемого в жидкий металл сменного блока, и закрывающий их стальной колпачок , причем электроды имеют различные длины выступающих концов, разность которых рекомендована в пределах 1.5-4.5 наименьшей длины выступающего конца электрода. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 F 23/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I»9i i 8$

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837512/10 (22) 18.04.90 (46) 30.08.92, Бюл. М 32 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.

И,П.Бардина (72) А.А.Иванов. В.В.Покидышев, Е.X,Шахпазов, А.Л,Турубинер, В.Е.Еремин, В,А.Толмачев и И,В.Зинковский (56) Паунов Э. Измерительные зонды в сталеплавильных цехах — Обзор по системе "№»формсталь", вып, 30 (209) — M., 1984, с. 5-6. (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТАХ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам контроля уровня жидких металлургических сред, и может быть использовано в черной и цветной металлургии для определения положения межфаэной границы шлак — металл в печах, ковшах, кристаллиэаторах в других металлургических агрегатах, Известен датчик измерения уровня жидкого металла в металлургических агрегатах, содержащий сменный блок, в основании которого закреплены электроды из тугоплавкого материала внутри стального колпачка. После попадания сменного блока в жидкий металл происходит растворение металлического колпачка и электроды замыкаются жидким металлом. По мере подьема блока из металла он попадает в шлак, сопротивление которого много выше, чем сопротивление металла. Момент скачка сопротивления соответствует прохождению концами электродов границы раздела шлак. Ы 1758440 А1 (57) Использование: изобретение может быть использовано в черной и цветной металлургии для определения положения межфазной границы шлак — металл в печах, ковшах и других металлургических агрегатах. Сущность: устройство включает два электрода из тугоплавкого материала, концы которых выступают над торцовой частыю погружаемого в жидкий металл сменного блока, и закрывающий их стальной колпачок, причем электроды имеют различные длины выступающих концов, разность которых рекомендована в пределах 1,5 — 4,5 наименьшей длины выступающего конца электрода. 2 ил. — металл, Этот момент фиксируется счетчиком пройденного от базовой точки пути, а затем определяется положение указанной границы относительно этой базовой точки.

Недостатком данного устройства явля4 ется недостаточная точность определения 3 уровня жидкого металла, что связано с инер- (Я ционностью системы отсчета пройденного Я) сменным блоком пути, которая обусловлена ф достаточно высокой скоростью извлечения ф сменного блока из металла, вызванного ограниченностью времени пребывания (не более 5 с) его в жидком металле, >

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в известном датчике измерения уровня жидкого металла в металлургических агрегатах, содержащем сменный блок, в основании которого закреплены электроды из тугоплэвкого материала внутри стального колпачка, согласно изобретению электроды установ1758440 лены с различными по длине выступающими концами относительно основания, причем разность длин электродов относительно основания сменного блока составляет 1,5 — 4,5 наименьшей длины.

Различная длина выступающих концов электродов позволяет установить начало периода времени, в котором необходимо резко снизить скорость подъема сменного блока из металла, за счет чего снижается инерционность отсчета пройденного блоком пути и повышается точность определения положения границы шлак — металл. Это происходит по следующим причинам, Когда оба электрода находятся в металле, сопротивление между ними очень мало. По мере подьема сменного блока более короткий электрод попадает в слой шлака, в то время как длинный электрод еще находится в металле. При этом сопротивление цепи резко увеличивается. Момент начала возрастания сопротивления служит сигналом для снижения скорости подъема сменного блока. Как только более длинный электрод попадает в слой шлака, сопротивление цепи еще раз скачкообразно возрастает. Поскольку момент второго скачка сопротивления происходит при малой скорости подъема сменного блока, то положение границы шлак — металл фиксируется с высокой точностью.

Для реальных условий работы (диаметр сменного блока 30-50 мм, толщина слоя шлака 2-50 см) длины электродов должны быть L1 = 1,0 — 2,0 см и (Ь+ L2) = 3,0-4,5 см (т.е. разность длин Lp составляет 1,5-4,5 длины короткого электрода Lq).

На фиг. 1 показан предло>кенный датчик, общий вид; на фиг. 2 — изменение сопротивления в цепи в зависимости от положения концов электродов.

Датчик состоит из электродов 1 и 2 различной дли iU, смонтированных в торцовой части сменного блока 3 из картона, надеваемого на жезл 4 погружного механизм- 6, и датчика 5 перемещения. Для измерения и анализа сопротивления в цепи предусмотрен измерительно-аналитический блок 7, связанный с механизмом 6 и датчиком 5 перемещения. Электроды защищены металлическим колпачком 8.

Датчик работает следующим образом, С помощью силового механизма 6 жезл

4 со сменным блоком 3 на конце погру>кается в жидкий металл со скоростью 0,8 — 1,2 м/с. Попадание электродов 1-2 в жидкии металл фиксируется после расплавления колпачка 8 по практически нулевому сопротивлению цепи, которое измеряется блоком

7. Если сопротивление цепи высоко, то сменный блок еще больше погру>кается в расплав. На фиг. 2 сопротивление Ri соот5 ветствует положению обоих электродов в жидком металле.

Для ограничения перемещения сменного блока 3 в нижнее положение предусмотрены концевые выключатели (на фиг. 1 не

10 показаны), Затем блок 7 "зануляет" датчик 5 перемещения и дает команду силовому механизму 6 на подъем сменного блока 3 со скоростью 0,05 — 1,0 м/с, В момент t< "корот15 кий" электрод 1 пересекает границу шлак— металл и сопротивление цепи резко возрастает, причем чем выше поднимается конец электрода 2, тем больше это сопротивление.

Рост сопротивления фиксируется блоком 7, 20 который выдает сигнал силовому механизму

6 на снижение скорости подъема до 0,0050,01 м/с, По мере дальнейшего подъема в шлак попадает и конец "длинного" электрода 2 (момент t2 на фиг. 2). При этом наблю25 дается еще один скачок сопротивления до

Кз. В этот момент времени. блок 7 запрашивает датчик 5 перемещения и определяет поло>кение границы шлак — металл. Далее выдается команда механизму 6 на подьем

30 жезла 4 (со скоростью 1,2 м/с).

По сравнению с известным устройством предложенный датчик позволяет повысить точность определения межфазной границы шлак — металл на 20 — 40%, 35 В сравнении с базовым объектом, за который взято устройство-прототип, более точная информация о положении границы металл — шлак позволяет более точно оценить массу жидкого металла в ковше и, сле40 довательно, улучшить дозировку раскислителей и легирующих добавок.

Экономический эффект в сравнении с базовым обьектом может быть получен за счет экономии алюминия при раскислении

45 стали.

Формула изобретения

Датчик для измерения уровня жидкого металла в металлургических агрегатах, содер>кащий сменный блок, в основании кото50 рого закреплены электроды из тугоплавкого материала внутри стального колпачка, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, электроды установлены с различными по длине выступающими концами от55 носительно основания, причем разность длин электродов относительно основания сменного блока составляет 1,5 — 4,5 наименьшей длины, 1758440

1758440

1 2

Составитель А.Иванов

Техред М.Моргентал

Корректор С,Лисина

Редактор А.Маковская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 2990 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5