Устройство контроля уровня ванны в конвертере во время продувки

Устройство контроля уровня ванны в конвертере во время продувки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Согоэ Советския

Социалистичеснигг

Республик г М :

1, «

=«г(6!) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 140131 (21) 3 23 4197/22-02 (51) М. КП

С 21 С 5/30 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1Ь11.32. Бюллетень М9 42 (53) УДК669.184. .244.66:658.

Дата опубликования описания 1Ы1.82

562 (088 8) 1

j

В.С.Вогушевский, Н.A.Ñîðîêèí, В.A.ßÔ íðêöé, Е:Й.Беняев г и С.K.Ñoáoëåâ f, „

/ г л

Киевский институт автоматкки им. ХХу свеада KHCC

«

""""/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5гг) устРОАстВО КонтРОля ypoBIM ванны

В КОНВЕРТЕРЕ ВО ВРЕМЯ ПРОДУВКИ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к контролю конвертерного процесса.

Известно устройство контроля уровня ванны в конвертере, в котором содержится излучатель и приемник электромагнитных волн и измеритель продолжительности времени прохождения волн от. сопла фурми к поверхности .ванны .и обратно f1.1.

Недостатком устройства является его сложность и малая надежность из-за тяжелых условий эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению, является устройство контроля уровня ванны в конвертере, которое содержит датчик положения фурггы относи.тельно неподвижных конструкций конвертера, вход которого подсоединен к приводу фурмы, а выход — к измерителю, соединенному через первый блок деления с первым сумматором, и зонд для ввода коррекции,(21.

Однако это устройство не позволяет производить замер уровня ванны в конвертере во время продувки.

Целью изобретения является увеличение точности контроля.

Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик погожения фурмы относительно неподвижных конструкций конвертера, вход которого сочленен с приводом фурмы, а вы-. ход электрически подсоединен к изме5 рителю, соединенному через первый блок деления с первым сумматором, и зонд для ввода коррекции, привод зонда, командоаппарат, дополнительно содержит датчик горизонтальных колеба10 ний фурмы, измеритель колебаний фурмы, преобразователь, три счетчика иг.пульсов, четыре блока памяти, второй, третий и четвертый блоки деления, блок продолжительности продувки, бгок начала продувки, измеритель расхода дутья, датчик расхода дутья, второй и третий сумматоры, блок ввода начальных условий, функциональный преобразователь, блок окончания цнк-. зп ла, измеритель положения зонда, три блока задержки, блок И, причем датчик горизонтальных колебаний фурмы соединен через измеритель и преобразователь с первым и вторым счетчиками импульсов, выходы которых соединены соответственно через первый и второй блоки памяти, второй и третий блоки деления с первым сумматором, к котороиу, кроме того, че,рез четвертый блок деления, блок продолжительности нродунки подсоеди973625 иен блок начала продувки, соединенный с датчиком положения фурми отно сительно неподвижных конструкций конвертора, и через измеритель расхода дутья - с датчиком расхода, к одному иэ входов первого сумматора непосред- $ ственно подсоединен второй сумматор, вход которого подключен к блоку ввода начальных условий и через функциональный преобразователь, третий счетчик импульсов и блок окончания цикла к приводу конвертора, причем выход первого сумматора соединен с третьим сумматором, который, кроме того, через третий блок памяти, измеритель положения зонда и командоаппарат связан с приводом зонда, а

15 выход третьего сумматора подсоединен через четвертый блок памяти к перво,му сумматору, причем вход четвертого блока памяти подсоединен непосредственно и через блок задержки к измерительному зонду, который, кроме того, подсоединен через блок И к третьему блоку памяти, причем блок И и третий блок памяти подсоединены к камандоаппарату, а блок продолжительности продувки соединен непосредственно и через второй блок задер>кки с первым и вторым счетчиками импульсов, последний, кроме того, соединен со вторым блоком деления, Схема содержит

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Схема содер>кит датчик 1 положения фурмн; фурму 2; конвертер 3„.

30 привод фурмы 4 ; измеритель поло>кения фуриы 5; блок деления 6; сумматор 7; датчик колебаний фурмы 8; измеритель колебаний фурмы 9; преобразователь 10, 65 счетчики импульсов 11 и 12; блоки 40 памяти 13 и 14; блоки деления 15-17, блок продолжительности продувки 18; блок начала продувки 19; измеритель расхода дутья 20, датчик расхода дутья 21; сУмматоР 22; блок ввода 45 начальных условий 23, функциональный преобразователь 24; счетчик импуль- . соВ 25; блок окончания цикла 26; привод конвертера 27; сумматор 28; блок памяти 29; измеритель положения зонда 30, командоаппарат 31; привод зонда 32, блок памяти 33; блок задержки 34, измерительный зонд 35; блок И 36; блоки задержки 37 и 38.

Датчик 1 положения фурмы 2 относительно неподвижных конструкций конвертера 3 подсоединен к приводу 4 фурмы. Выход датчика 1 соединен через нзмеритель 5, первый блок деления G c сумматором 7.Датчик 8 колебаний фурмы соединен через измеритель 9 60 и преобразователь 10 с первым 11 и вторым 12 счетчиками импульсов, выходы которых соединены соответственно через первый 13 и второй 14 блоки памяти, второй 15 и третий 16 где Р

А уровень ванны в конвертере во время продувки, м; коэффициенты;

- амплитуда колебаний фурмы относительно точки ее закрепЛения, мм;

- частота колебаний фурмы относительно точки ее закрепления, илш./мин, блоки деления с сумматором 7. Сумматор 7, кроме того, через четвертый блок 17 деления, блок 18 продолжительности продувки подсоединен к блоку 19 начала продувки, представляющего собой схему H. Блок 19 начала продувки соединен с датчиком 1 положения фуриы относительно неподвижных конструкций конвертЫра и через измеритель 20 расхода дутья с датчиком 21 расхода. Сумматор 7 также подсоединен ко второму сумматору 22, вход которого соединен с блоком 23 ввода начальных условий и через функциональный преобразователь 24„ третий счетчик импульсов 25, блок 26 окончания цикла с приводом 27 конвертера. Выход сумматора 7 соединен с третьим сумматором 28, который, кроме того, через третий блок 29 памяти, измеритель 30 положения зонда и командоаппарат 31 связан с приводом 32 зонда, а выход третьего сумматора 28 подсоединен через четвертый блок 33 памяти к первому сумматору 7, причем вход четвертого блока 33 памяти подсоединен непосредственно и через блок 34 задержки к измерительному зонду 35. Измерительный зонд 35 под-. соединен через блок 36 И к третьему блоку 29 памяти, причем блок 36 И и третий блок памяти 29 подсоединены к командоаппарату 31. Блок 18 продолжительности продувки соединен непосредственно и через второй блок 37 задержки с первым 13 и вторым 14 блоками памяти и через третий блок 38 задержки с первым 11 и вторым 12 счетчиками импульсов, последний кроме того, соединен со вторым 15 блоком деления.

В начале процесса, когда продувка проходит в режиме назаглубленной струи, колебания фурлы близки к свободным и происходят с большой амплитудой и малой частотой. По мере затопления фурмы шлако- газо-металлической эмульсией повышается частота колебаний и снижается их амплитуда. В конце продувки, когда процесс переходит снова в режим незаглубленной струи, повышается амплитуда и сии>кается частота колебаний фурмы. уровень ванны в конвертере во время продувки определяется по формуле

3 = Ы„+ Ы 4 Ы и+ АЭ н + f (Ф) + и ч>+ а (,, (1 ) 97 3625

Н положение фурмы относительно неподвижных конструкций конвертера, м, функциональная зависимость;

5 продолжительность продувки, мин; поправка, учитывающая изменение уровня спокойного металла от мас- 10 сы металлической садки и разгара футеровки. конвертера; м; поправка, определяемая по контрольным замерам уровня ванны в момент измерения температуры и содержания углерода зондовым методом без повалки конвертера, м.

61. -«N i f (G )+ f (N), (21 где Π— металлическая садка, равная сумме количества лома и чугуна на плавку, т;

Й вЂ” .номер плавки по ходу кампании футеровки конвертера; А,1 — коэффициент.

Велйчина коэффициентов Ы„- Йэи функциональной зависимости определяется емкостью конвертера,,конструкцией фурмы и др. Для условий 130-тон ного конвертера при продувке четырехсопловой фурмой с углом раскрытия Зз сопла в 15О и интенсивностью подачи кислорода 3-4 им /т.мин dg- =5,9 м, с = 0,440 м/им; оС2 = О, 0055 м.мин/имп„ а4 = — 0 235 f () = О 512 s! n0 31Г м.

o Lo 299- a oeooa @ — — i- i oao

Устройство работает следуюцим образом.

Перед продувкой сигнал, пропорци- 45 ональный металлической садке, поступает из блока 23 ввода начальных условий в сумматор 22, в который одновременно поступает сигнал, пропорциональный изменению уровня ванны С0 от износа футеровки с функционального преобразователя 24. С выхода сумматора 22 снимается напряжение, пропорциональное, величине а Р „по формуле (2 ), которое поступает в сумматор 7 . В начале продувки конвер-, тера при.опускание фурмы и подаче дутья сигналы, пропорциональные ве.личине этих параметров, поступают с привода 4 фурмы в датчик 1 положения фурмы и с датчика 21 расхода дутья в измеритель 20. В датчике 1 и измерителе 20 срабатывают позиционные контакты, установленные íà paboчих значениях параметров (например, для условий 130-тонных конвертеров 65 при значениях расстояния сопла фурмы до уровня спокойного металла 3 м н расхода кислорода, равного 75% номинального значения). При этом на выходе блока 19 начала продувки, представляющего собой схему И, появляется напряжение, соответствующее логической "1", которое поступает в блок 18 продолжительности продувки, состоящей, например, иэ электродвигателя, соединенного профилированным кулачком с выходным преобразователем, Профилированный кулачок реализует зависимость f(L,) выражения (1 ) ° Таким образом, на выходе блока 18 появляется напряжение, пропорциональное величине sin0,3li. Данное напряжение поступает на блок 17 деления, выходное напряжение которого, пропорциональное величине 0,512sIn 0,31Х, поступает в сумматор 7. Сигнал, пропорциональный значению положения фурми относительно неподвижных конструкций конвертера, поступает с датчика 1 на измеритель 5 и оттуда в блок 6 деления. С выхода блока 6 деления на сумматор 7 поступает напряжение, пропорциональное величине cl> H Напряжение с датчика 6 коле баний фурмы поступает на измеритель 9, выходной сигнал с которого поступает на преобразователь 10, представляющий собой, например, стробоцилиндр со щелевыми отверстиями, внутри которого помещены два источника излучения (лампы накаливания), а с другой стороны — приемники излучения (фотодиод). Стробоцилиндр помещают на оси двигателя, перемещающего стрелку измерителя тока. Источники излучения смещены относительно друг друга на расстояние, равное половине ширины щелевого отверстия, т.е. если один источник находится против шели, то второй — против выступа. Таким образом, на выходе фотодиодов появляются импульсы, количество которых пропорционально удвоенному количеству щелевых отверстий, прошедших мимо приемника н источника излучения. Счетчик импульсов 11 подсчитывает импульсы с первого фотодиода. Кроме того, преобразователь 10 содержит два счетчика импульсов на два, входы которых соединены соответственно с первым и вторым фотодиодом, а схемы сброса со вторым и первым фотодиодом, а выходы через схему ИЛИ со счетчиком импульсов 12.

Таким образом, на выходе схемы ИЛИ появляются импульсы, количество которых соответствует количеству изменений направления вращения двигателя, перемещающего стрелку измерителя тока..По истечении времени, разного циклу измерения (для условий

130-тонных конверторов, при продувке четырехсоплоной фурмой с углом

973625 раскрытия сопла в 15 и интенсивности подачи кислорода 3-4 нм /т.мин.

10 с), блок 18 продолжительности продувки выдает импульс в блоки 13 и 14 памяти на сброс предыдущих по. каэаний, через блок 37 задержки, этот же импульс разрешает запись в блоки 13 и 14 памяти показаний счет.. чиков импульсов 11 и 12, а затем производит через блок 38 задержки сброс показаний счетчиком 11 и 12. Далее цикл измерения повторяется. Показания блока 14 пропорциональны частоте колебаний фурмы, а показания блока 13 - сумме амплитуд колебаний фуроры эа цикл измерения. Выходное напряжение блока 14 памяти поступает в блок 16 деления, выходное напряжение которого, пропорциональное величине d g и, поступает в сумматор 7.

Выходное напряжение блока 13 памяти поступает в блок 15 деления, куда одновременно поступает напряжение с блока 1 4. Выходное напряжение блока 15 деления, пропорциональное величине cl А, поступает в сумматор 7.

Таким образом, выходное напряжение сумматора 7 пропорционально уровню ванны в конвертере во время продувки.

В момент измерения уровня ванны э ондовым методом у гол пов оро та привода 32 передается через командоаппарат 31 на измеритель 30 положения зонда и оттуда в блок 29 памяти. Командоаппарат 31 разрешает запись в блок 29 памяти. При каса нии поверхности газо-шлако-металлической эмульсии зондом 35 срабатывает блок И, посылая в блок памяти 29 сигнал "Останов", тахим образом, показания блока 29 памяти соответствуют уровню ванны. Напряжение с выхода блока 29 поступает в сумматор 28 где суммируется в противофазе с выходным напряжением сумматора 7. Выходное напряжение сумматора 28, пропорциональное величине п4 поступает в блок 33 памяти и оттуда в сумматор 7 ° При новом измерении уровня ванны зондовым методом производится сброс блока 33 памяти при каса-. нии поверхности гаво-шлако-металлической эмульсии зондом 5 и разрешение на запись через блок задержки 34.

По окончании плавки и сливе шлака срабатывает блок 26 окончания цикла, передавая импульс в счетчик импуль- сов 25, в котором происходит изменение номера плавки по футеровке на единицу. Выходное напряжение счетчика импульсов 25 поступает в функциональный преобразователь 24, выходное напряжение которого пропорционально величине

9,47 (lo,e+ o 02е2Й

Эконо1лический эффект от использования изобретения по расчетным данным составляет 40 тыс. руб. в год.

Экономическая эффективность обеспечивается за счет повышения. выхода годного на О,ЗЪ, что снижает себестоимость стали на 0,07 руб/т, Формула изобретения

Устройство контроля уровня ванны в конвертере во время продувки, содержащее датчик положения фурмы относительно неподвижных кокс .рукций конвертера, вход которого"сочленен с приводом фурмы, а выход электричес15 ки подсоединен к измерителю, соединенному через первый блок деления с первым сумматоро л, и зонд для ввоъ0 да коррекции,. привод зонда, командо аппарат, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности контроля, оно дополнительно содержит датчик горизонтальных коъ5 лебаний фурмы, измЕритель колебаний фуриы, преобразователь, три счетчика импульсов, четыре блока памяти, второй, третий и четвертый блоки деления, блок продолжительности продувки, блок начала продувки, измеритель расхода дутья, датчик расхода дутья, второй и третий сумматоры, блок ввода начальных условий, функциональный преобразователь, блок окончания цикла, измеритель положе-.

З5 ния зонда, три блока задержки, блок И причем датчик горизонтальных колебаний фурмы соединен через измеритель и преобразователь с первым и вторым счетчиками импульсов, выходы которых

40 соединены соответственно через первый и второй блоки памяти, второй и третий блоки деления с первым сумматором, к которому, кроме того, через четвер1 тый блок деления, блок продолжитель45 ности продувки подсоединен блок начала продувки, соединенный с датчиком положения фурмы относите ьно неподвижных конструкций конвертера и через измеритель расхода дутья — с датчи- .

50 ком расхода, непосредственно к одному из входов первого сумматора подсоединен второй сумматор, вход которого подключен к блоку ввода начальных условий и через функциональный пре55 обраэователь, третий счетчик импульсов и блок окончания цикла к приводу конвертера, причем выход первого сумматора соединен с третьим сумматором, который, кроме того, через третий блок памяти, измеритель положения зонда и командоаппарат связан с природом зонда, а выход третьего сумматора подсоединен через четвертый блок памяти к первому сумматору, причем вход четвертого блока памяти

И подсоединен непосредственно и через

9 973625 10

ВНИИПИ Заказ 8619/30 Тираж 587 Подписное филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 первый блок задержки к измерительному зонду, который; кроме того, подсоединен через блди П к третьему блоку памяти, причем блок И и третий блок памяти подсоединены к. командоаппарату; а блок продолжительности э продувки соединен непосредственно и через второй блок задержки с первым и .вторим блоками памяти и через третий блок задержки с первым и вто10 рым счетчиками импульсов, последний, кроме того, соединен со вторым блоком деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3701518, кл. С 21 С 7/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 326222, кл. С 21 С 5/30, 1968.