Устройство для прогнозирования выбросов из кислородного конвертора

Устройство для прогнозирования выбросов из кислородного конвертора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБ ЕтЕНИЯ "" 5З9

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 011177 (21) 2540505/22-02 с присоединением заявки Ио (23) Лриоритет (51)М. Кл.з

С 21 С 5/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.0880.Бюллетень ¹ 29 (53) УДК 669 ° 184 ° 65 ° .011.56(088.8) Дата опубликования описания 100880

А. М. Анохин, В. М. Афанасьев, Л. П. Варэин, P. Н. Галлямов, В. Г. Гришин и В. Ф. Стародубцев (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина институт проблем управления (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ

ИЗ КИСЛОРОДНОГО КОНВЕРТОРА

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к автоматизации кислородно-конверторного процесса, и предназначено для использования в конверторных цехах металлургических заводов. В настоящее время контроль выбросов в кислородно-конверторном процессе осуществляется с помощью известных устройств, предназначенных 10 для измерения уровня ванны в конверторе.

Известно устройство, содержащее датчик звукового давления, блок выделения огибающей звукового давления, функциональный преобразователь и индикатор. В этом устройстве для оценки уровня ванны используется известная зависимость между огибающей шума в некоторой полосе частот и уров нем ванны в конверторе fÖ .

Ближайшим к изобретению техническим решением является устройство для прогнозирования выбросов из кислородного конвертора, содержащее последо- 25 вательно соединенные датчик звукового давления, блок выделения огибающей, функциональный преобразователь и сумматор, выход которого подсоединен к индикатору 12„), 30

Однако, располагая, только текущей информацией об уровне ванны, оператор конвертора далеко не всегда может предупредить выбросы шлако-металлической массы, так как кислородно-конверторный процесс характеризуется большой инерционностью к управляющим воздействиям, порядка 2 — 3 минут, и случайным распределением выбросов во . времени,-часто слабо коррелированным с уровнем ванны. Для эффективного подавления выбросов необходимо иметь их своевременный и достоверный прогноз по крайней мере эа 2-3 минуты до их проявления. Но ни одно из вышеназванных устройств такого прогноза не обеспечивает, что в конечном счете, приводит к потерям готового продукта.

Цель изобретения — обеспечение повышения выхода готового продукта за счет прогнозирования выбросов в кислородно-конверторном процессе.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно содержит блок накопления производной, блок нормировки огибающей и блок выделения знака огибающей, подсоединенные своими первыми входами к. выходу функционального преобразовате753905 ля, а выходами к соответствующим входам сумматора, блок памяти, выход которого подсоединен к вторым входам функционального преобразователя, блока нормировки огибающей.и блока выделения знака огибающей, а первый вход к выходу функционального преобразователя и блок временной сегментации, подсоединенный первым входом к выхо- ду функционального преобразователя, вторым входом — к выходу блока памяти, а выходами соответственно — к втброму входу блока памяти, второму входу блока накопления производной и третьему входу блока выделения знака огйбающей ° ющей.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 — типовая зависимость сигнала. на выходе функционального преобразователя от времени.

Устройство содержит датчик 1 звукового давления (микрофон), блок 2 выделения огибающей, функциональный преобразователь 3, блок 4 памяти, блок 5 накопления производной, блок б нормировки огибающей, блок 7 выделения знака огибающей, блок 8 временной сегментации, сумматор 9, индикатор 10.

Выход датчика 1 звукового давления соединен с входом блока 2 выделения огибающей, выход которого соединен с первым входом функционального преобразователя 3, Выход функционального преобразователя соединен со входами блока 4 памяти, блока 5 накопления производной, блока б нормировки огибающей, блока 7 выделения знака огибающей и блока 8 временной сегментации.

Выходы блока 5 накопления производной и блока б нормировки огибающей и два выхода блока 7 выделения ,знака огибающей подсоединены к соответствующим входам сумматора 9, выход которого соединен с индикатором 10.

Выход блока 4 памяти подсоединен к вторым входам функционального преобразователя 3, блока б нормиров ки огибающей, блока 7 выделения.знака огибающей и блока 8 временной сегментации. Три выхода блока 8 временной сегментации подсоединены соответственно к вторым входам блока 4 памяти и блока 5 накопления производной, а также к третьему входу блока

7 выделения знака огибающей.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с микрофона поступает в блок выделения огибающей, где фильтруется узкополосным фильтром с центральной частотой 1 = 900 Гц, детек тируется и сглаживается. С выхода блока выделения огибающей сигнал поступает иа функциональный преобразователь, на выходе которого он прев= ращается в сигнал, функционально связанный с разностью между уровнем ванны и уровнем фурмы относительно постоянной отметки.

По второму входу функционального преобразователя обеспечивается нормировка сигнала по выбранному масштабу шкалы индикатора и по максимальному значению огибающей, снимаемому с выхода блока памяти.

На протяжении периодов 1 и Ц (периода разогрева и периода вспенивания шлака) (см. фиг. 2) в кислородно-конверторном процессе формируются предпосылки появления выбросных ситуаций, которые определяют "предрасположенность" данного процесса к выбросам, и сказываются на протяжении всего периода продувки с постепенным ослаблением к концу плавки.

2О Количественно информация этого явления содержащаяся в сигнале на выходе функционального преобразователя, реализуется указанными выше блоками следующим образом. 5 . В течение периода процесса блок

4 памяти запоминает максимальное значение сигнала на выходе,функционального преобразователя, и в дальнейшем напряжение на выходе этого блока ис0 пользуется в качестве нормирующей величины в блоках нормировки огибающей и функционального преобразователя, а также в качестве опорного уровня в блоках 7 и 8. выделения знака огибающей и временной сегментации.

На выходе блока 5 накопления производной формируется и запоминается — сИ с экспоненциальным весом б = а сигнал, пропорциональный среднему значению производной на втором периоде

40 процесса и длительности первых двух периодов. Этот сигнал подается в течение третьего периода на первый вход сумматора 9.

Блок б нормировки огибающей форми41 рует на выходе сигнал, пропорциональный текущему значению уровня ванны, отнормированный к напряжению на выходе блока 4 памяти. С выхода блока б сигнал в течение Р периода (период

50 установившегося режима) поступ; ет на второй вход сумматора.

На двух выходах блока 7 выделения знака огибающей формируются сигналы, пропорциональные соответственно времени нахождения огибающей выше постоянного уровня, задаваемого с выхода блока 4 памяти, и ниже того же уровня. Значение постоянного уровня устанавливается в процессе тарировки устройства при установке его на конЩ кретном конверторе.

Сигналы с выходов блока 7 выделения знака огибающей подаются на соответствующие входы сумматора с зкспоненциальными весами = 9 « и

-а1

65 б = В «1" в течение третьего периода.

753905

1. Здановский В. В. и др. Управление процессом шлакообразования в кислородном конвертере по акустичес ким характеристикам продувки. — Бюллетень ЦНИИ ЧМ, Р 5, (625), 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2440306/22-02, кл. С 21 С 5/30, 1977 (прототип).

Таким образом, к началу ф периода процесса на выходе сумматора 9 формируется сигнал, состоящий из постоянной составляющей, определяемой на и It периодах блоком 5 накопления производной и блоком 8 временной сег- 5 ментации, и переменной составляющей, формируемой блоком 6 нормировки огибающей и. блоком 7 выделения знака огибающей.

Причем постоянная составляющая отражает вероятность возможных выбросов в будущем, т. е. "предрасположенность" процесса к выбросам, на основе информации, заключенной в Т и 5 периодах процесса, а переменная составляющая складывается иэ сигнала, пропорционального текущему значению уровня ванны (сигнал на выходе блока нормировки огибающей) и сигнала, про" порционального скорости изменения вероятности возможных выбросов (сигналы на выходах блока выделения знака огибающей) .

Сигнал с выхода сумматора 9 поступает на линейный индикатор 10, показания которого оператор использует в процессе плавки для предупреждения возможных выбросов. Влок -8 временной сегментации осуществляет последовательность функционирования всех узлов схемы и обеспечивает сброс напряжений ЗО с интегрирующих цепей после окончания процесса продувки.

Внедрение устройства в кислородноконверторных цехах позволит существенно сократить потеРи годного ме- 35 талла эа счет своевременного предупреждения выбросов.

Формула изобретения

Устройство для прогнозирования выбросов иэ кислородного конвертора, 4О содержащее последовательно соединенные датчик звукового давления, блок выделения огибающей, функциональный преобразователь и сумматор, выход которого подсоединен к индикатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения выхода готового продукта эа счет прогнозирования выбросов, он дополнительно содержит блок накопления производной, блок нормировки огибающей и блок выделения знака огибающей, подсоединенные своими первыми входами к выходу функционального преобразователя, а выходами к соответствующим входам сумматора, блок памяти, выход которого подсоединен к вторым входам функционального преобразователя, блока нормировки огибающей и блока выделения знака огибающей, а первый вход к выходу функционального преобразователя, и блок временной сегментации, подсоединенный первым входом к выходу функционального преобразователя, вторым входом — к выходу блока памяти, а выходами соответственно — к второму входу блока накопления производной и третьему входу блока выделения знака огибающей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

V 8) нин2

1Ю 20 22 2О 0 l2

Фиг. 2

Составитель Ю. Романов

Редактор С. Титова Техред-я,Бабурка Корректор Е. Папп

Заказ 4849/22 Тираж 608 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений;и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4