Устройство для контроля уровня шлака в конвертере

(19) 8 4 С 21 С 5/30 ИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕНИ ьН АВТОРСНО ИДЕТЕЛЬСТВ У о техн Мет м УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯШПАКА В КОНВЕРТЕРЕ(57) Изобретение относится к областичерной металлургии, а именно к контролю и регулированию процессов кислородно-конвертерной плавки, и может быть использовано для контроляуровня шлака в кислородно-конвертер-но производстве. Цель изобретения -повышение точности и надежности контр ля уровня шлака в конвертере. Вустройство введены два блока 4, 11динамической компенсации помех, двасумматора 6, 13, блок 8 вибоодатчикавторой предварительный усилитель 9,второй частотно-избирательный усилитель 10, второй детектор 12, второйпреобразователь 14 напряжение - ток,расходомер 15 кислорода-дутья, блок16 определения режима продувки, блок17 контроля положения кислородной4 урмы и микропроцессорный блок 19 управления. Совокупность этих блоковдает возможность контролировать уровень шлака в конвертере с учетом влияния изменения положения фурмы, интенсивности продувки, а таюе широкоспектральных звуковых помех как поканалу измерения шума конвертера, таи по каналу измерения амплитуды вибрации корпуса конвертера. б ил.2 табл.Таблица 1 Н,(С)=4,2,м Ч (С)=850 нм/мин Н,(С), м 72 50 2,38 2,63 0,94 1,23 2,21 0,6155 0,75 1,84 Кратковременное дискретное изменение положения кислородной фурмы самой помехи, таким образом, полностью исключая ее влияние на выходнойсигнал по каналу от датчика звукового давления. Механическое оборудова 5ние цеха при работе является источником вибраций, которое может передаваться на корпус конвертера и приводит к увеличению и искажению выходного сигнала вибродатчика, и особенно при сильно вспененном шлаке снижается точность контроля уровня шлакав конвертере,В устройстве по каналу от блокавибродатчика величина сигнала помехи, 15создаваемой при работе механическогооборудования, изменяется пропорционально интенсивности самой помехи,т,е, полностью исключая ее влияниена выходной сигнал по каналу от вибродатчика.Наличие двух информационных каналовот блока микрофонного датчика и вибродатчика повышает надежность контроля уровня шлака в конвертере, Действительно, отказ одного иэ каналовне приводит к потере работоспособности устройства для контроля уровняшлака в конвертере,Экспериментальные исследования, 30проведенные в кислородно-конвертерном цехе, показали, что учет влиянияизменения положения фурмы и интенсивности продувки, а также учет влияния помех повышает точность контроля уровня шлака в конвертере.35В табл. 1 приведены результаты экспериментальных исследований на опытной плавке при проведении кратковременных.дискретных изменений положения кислородной фурмы при относительно постоянном уровне шлака в конвер"тере и постоянном расходе кислородадутья.при относительно постоянном уровне шлака в конвертере и постоянного расхода кислорода дутья приводит к изменению выходных сигналов как от блока микрофонного датчика, так и от бло ка вибродатчика. Следовательно, учет влияния изменения положения кислород" ной фурмы по ходу продувки повьппает точность контроля уровня шлака в кон" вертере.В табл. 2 приведены результаты экспериментальных исследований на опытной плавке при проведении кратковременных изменений расхода кислорода дутья при относительно постоянном уровне шлака в конвертере и постоянном положении кислородной фурмы.Кратковременное изменение расхода кислорода дутья при относительно постоянном уровне шлака в конвертере и постоянном положении кислородной фурмы приводит к изменению выходных сигналов как от блока микрофонного датчика, так и блока вибродатчика, Следовательно, учет влияния изменения расхода кислорода дутья по ходу продувки повышает точность контроля уровня шпака в конвертере,Та блица 2 Н(С)=3,8 м Н,(С)=2,4 м 1;С), нм /мин Т (С),мА Т (С). мА 0,79 650 1,04 1 э 14 800 1,26 1,46 960 Результаты экспериментальных исследований на опытных плавках подтвердили, что точностьконтроля уровня шлака в конвертере предложенным устройством вышее, чем известным, так как остаточное средне-квадратическое отклонение результатов измерений с помощью предложенного устройства на 0,58 м меньше по сравнению с известным устройством.Таким образом, с учетом указанных Факторов следует, что полученный на выходе предложенного устройства сигнал (фиг. 6, кривая 42) позволяет определить уровень шлака в конвертере наиболее близко к истинному его значению (фиг. 6, кривая 43). Полученные2114217 значения уровня шлака посредством известного устройства (фиг. 6, кривая 44) значительно отличаются от истинного.Техническая эффективность от использования предложенного устройства состоит в том, что оно позволяет оптимально управлять процессом шлакоабразования за счет повышения точнос ти и надежности контроля уровня шлака в конвертере. В свою очередь, оптимальное протекание процесса шлакоабразования -позволяет уменьшить поте" ри металла с выбросами и выносами, т.е. увеличить выход годного. Формула изобретенияУстройство для контроля уровня шлака в конвертере, включающее блок микрофонный с элементом обдува волйовода инертным газам, предварительный усилитель, частотно-избирательный усилитель, детектор, преобразова Тель напряжение - ток, регистрирующий прибор, причем выход блока микрофонного с устройством обдува волновода инертным газом соединен с входом предваритльного усилителяф выход "а ЗО торого соединен с входом частотно-избирательного усилителя, а выход последнего соединен с входомдетектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и надежности контроля уровня шлака в конвертере, в него введены два блока динамической компенсации помех, два сумматора, блок вибродатчика, второи предварительный усилитель, второй частот,но-избирательный усилитель, второй детектор, второй преобразователь напряжение - ток, расхадомер кислорода1 75 22дутья, блок определения режима про"дувки, блок контроля положения фурмы, реле времени и микропроцессорныйблок управления, причем выход предварительного усилителя соединен с входом блока динамической компенсациипомех, выход которого соединен свторым входом первого сумматора, первый вход первого сумматора, соединенс выходом детектора, выход первогосумматора через преобразователь напряжение - ток соединен с первым входом микропроцессорного блока управления, выход блока вибродатчика соединен с входом второго предварительного усилителя, выход которого одновременно соединен с входом второго ча- .стотно-избирательного усилителя ивторого блока динамической компенсации помех, выход которого соединен свторым входом второго сумматора, выход второго частотно-избирательногоусилителя соединен с входом второгодетектора, выход которого соединен спервым входом второго сумматора, выход второго сумматора соединен с входом второго преобразователя напряжение - ток, выход которого соединенс вторым входом микропроцессорногоблока управления, с третьим, четвертым, пятым и шестым входами которо-го соединены соответственно выходыблока определения режима продувки,расходомера кислорода дутья, блокаконтроля положения фурмы, а такжепервый выход реле времени, второй выход которого соединен с входом блокамикрофонного датчика, с элементом абдува волновода инертным газом, а вы"ход микропроцессорного блока управления соединен с входом регистрирующегоприбора.421775 Составитель А.Абросимовнко Техред М,Ходанич Корректор Н.Король Редакто аэ 4392/2 город, ул. Проектная,водственно-полиграическо Тираж 545 В 11 ИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушсИзобретение относится к чернойметаллургии, а именно к контролю ирегулированию процессов кислородноконвертерной плавки, и может бытьиспользовано длл контроля уровня шлака в кислородно-конвертерном произВодствесЦель изобретения - повьппение точности и надежности контроля уровняФлака в конвертере.На фиг. 1 приведена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - внутреннялструктура блока определения режимапродувки, микропроцессорного блокауправления и блока динамической компенсации помех; на фиг, 3 и 4 - внутренняя структура детекторов; нафиг, 5 - диаграмма записи изменениязвукового давления на частоте 265 Гц по ходу плавки без компенсации помех(а) и с динамической компенсацией Влияния на величину выходного сигнала йирокоспектральных пгумовых помех (Ъ);иа фигс 6 - график сра"пения опреде ллсмого уровня пглака при использовании предложенного и известного устройств с истинным значением уровня 1 йлака в КОнвертересУстройство (фиг. 1, содержит блок1 микрофонного датчика с :. ементом обдува волновода инертным газом, пред"Варительный усилитель 2, частотно-избирательный усилитель 3, блок 4 динамической компенсации помех детек 35 тор 5, сумматор 6, преобразователь 7 напряжение - ток, блок 8 вибродатчика, второй предварительный усилитель 9 второй частотно"избирательный усилитель 10, второй блок 11 динамической компенсации помех, второй детектор 12, второй сумматор 13, второй преобразователь 14 напряжение - ток, расодомер 15 кислорода дутья, блок16 определенил режима продувки, блок 17 контроля положения фурьи, реле 18 времени, микропроцессорный блок 19 управления и регистрирующий прибор 20,Елок 1 микрофонного датчика с элементом обдува волновода инертньгм га 50 зом содержит волновод 21, блок 22 датчика звукового давления, модуль 23 датчика, дросселирующее устройство 24, вентиль 25 с электромагнитным приводом пневматический вход которо 9Я го подключен к магистрали сжатого ней трального газа, электрический входя выходу реле 18 времени, а пневматический выход - к пневматическому входу блока 22 датчика звукового давления. Параллельно вентилю 25 с электромагнитным приводом подключен обводной канал 26 с дросселирующим устройством 24, В качестве датчика 22 звукового давления и модуля 23 может бытьпредставлен, например датчик типаДЦКс номинальным диапазоном частот от 10 до 10000 Гц. В одном корпусе ДДКразмещены пьезоэлектрический чувствительный элемент с приемной мембраной (датчик 22)и усилитель переменного тока (модуль 23) свысоким входным и низким выходным импедансом. В качестве вентиля 25 сэлектромагнитным приводом, посредством которого корпус блока 22 датчиказвукового давления подключен к магистрали сжатого нейтрального газа, может быть представлен вентиль типа15 Кч 880 РСВИ с условным проходом Д ==25 мм,3 .Предварительный усилитель 2 можетбыть представлен, например, в видеусилителя, в отрицательную обратнуюсвязь которого включен регулятор уровня сигнала. Усиленный сигнал от блока 1 микрофонного датчика в устройстве анализируется в отдельности подвум .трактам, условно названным трактом рабочей частоты и трактом компенсации,Тракт рабочей частоты по каналуот блока 1 микрофонного датчика включает последовательно соединенные между собой частотно;избирательный усилитель 3, содержащий перестраиваемыйфильтр с рабочей частотой, расположенной в диапазоне от 80 до 2000 Гц,и детектор 5 со сглаживающим фильтром, Тракт частоты компенсации содер- .жит блок 4 динамической компенсациипомех, в отрицательную обратную связькоторого включен регулятор уровня компенсации, который может бьггь представлен в виде потенциометра. Выходытрактов подключены к соответствующимвходам сумматора 6, выход которогосоединен с входом преобразователя 7напряжение - ток,Блок 8 вибродатчика содержит вибродатчик 27 и модуль 28 датчика. Вибродатчик 27 может бьггь представлен,например, вибропреобразователем типаА 4 с номинальным диапазоном частотот 10 до 5000 Гц.Блок 4 динамической компенсациипомех содержит (фиг, 2) компенсаци з 142онный частотно-избирательный фильтр29, который может быть выполнен какс перестраиваемой в диапазоне от 1до 10 кГц, так и с фиксированной ре"зонансной частотой, причем последняявыбирается для каждого конвертера вотдельности, и амплитудный детектор30 сигнала компенсации. Вход компенсационного частотно-избирательногофильтра 29 является входом блока 4динамической компенсации помех и подключен к выходу предварительного усилителя 2, а выход компенсационногочастотно-избирательного фильтра 29подключен к входу амплитудного детектора 30 сигнала компенсации, выходкоторого является выходом блока 4 динамической компенсации помех, причемвыход амплитудного детектора 30 сигнала компенсации соединен со своимвходом посредством регулятора уровнякомпенсации, представляющего собойпотенциометр. В детекторах 5 и 12(фиг, 1) применены детекторы с постоянным коэффициентом передачи, а вблоках 4 и 11 (фиг, 2) - с регулируемым коэффициентом,ЪВторой предварительный усилитель9 может быть представлен, например,в виде усилителя, в отрицательную обратную связь которого включен регулятор уровня сигнала. Усиленный сигнал от блока 8 вибродатчика такжеанализируется в отдельности по двумтрактам, условно названным трактомрабочей частоты и трактом частоты компенсации,Тракт рабочей частоты по каналуот блока 8 вибродатчика включает последовательно соединенные между собойчастотно-избирательный усилитель 10,содержащий перестраиваемый фильтр срабочей частотой, расположенной в диапазоне от 80 до 2000 Гц, и детектор12 со сглаживающим фильтром, Тракт частоты компенсации содержит блок 11 динамической компенсации помех, в отрицательную обратную связь котороговключен регулятор уровня компенсации.Выходы тракта подключены к соответствующим входам сумматора 13, выходкоторого соединен с входом преобразователя 14 напряжение - ток.Блок 11 динамической компенсациипомех содержит (фиг, 2) компенсационный частотно-избирательный фильтр 31,который может быть выполнен как с перестраиваемой в диапазоне от 1 до 1775410 кГц, так и с фиксированной резонансной частотой, причем последняявыбирается для каждого конвертера вотдельности, и амплитудный детектор3 сигнала компенсации.Расходомер 15 кислорода дутья мо-.жет состоять, например, иэ диффманометра ДС-Э 3-2500, манометра МЛС,термометра сопротивления ТСМ,Блок 16 (фиг, 2) определения режимапродувки может состоять, например, изпоследовательно соединенного датчика 33 определения разности потенциа лбв между фурмой и корпусом конвертера и компаратора 34, Датчик 33 определения разности потенциалов междуфурмой и корпусом конвертера представляет собой электрическую цепь для 20 измерения разности потенциалов, возникающей между фурмой и корпусом конвертера по ходу продувки. Сигнал навыходе электрической цепи между фурмой и корпусом конвертера имеет мес то только в период наличия контактафурмы со шлакометаллической эмульсией, Компаратор 34 представляет собойоперационный усилитель, первый входкоторого подключен к выходу модуля 30 23 датчика определения разности потенциалов между фурмой и корпусомконвертера, а второй вход операционно.го усилителя - к выходу источникаопорного напряжения.Блок 17 контроля положения фурмыпредставляет собой, например, устройство типа КПФ.Микропроцессорный блок 19 управления содержит, например (фиг. 2), мо" до дуль 35 нормализации, выходы которогосоединены с бесконтактным коммутатором 36, связанным через аналого-цифровой преобразователь 37 с первым выходом процессорного модуля 38, второй ,1 б вход которого соединен с выходом блока 39 ввода и вывода информации, вылход про це с сор но го модуля 38 связ ан через модуль 40 кодового управления бесконтактного с входом преобразователя бО 41 код - ток, а выход последнего соединен с входом регистрирующего прибора 20.Модуль 35 нормализации может бытьпредставлен, например, в виде модуля БВ нормализации А 613-2 и предназначендля преобразования сигналов постоянного тока в сигналы напряжения идля фильтрации сигналов датчиков отпомех нормального вида.Бесконтактный коммутатор 36 можетбыть представлен в виде коммутаторабесконтактного, например, типа А 612- 1 О и предназначен для коммутации сигналов напряжения постоянного тока для5поспедующего преобразования с помощью аналого-цифрового преобразователя 37, например, типа А 611-20.Процессорный модуль 38 может бытьпредставлен в виде процессора, например, типа А 31-10, Блок 39 ввода иВывода информации может быть представлен, например, в виде модуля кодового управления бесконтактного типа А 641"9 и предназначен для приемаИ запоминания двоичных сигналов, поступающих из процессорного модуля38, и коммутации электрических цепейпостоянного тока управляемого объекта, в частности предназначен для преобразования электрических кодированных сигналов в электрический непрерывный сигнал постоянного тока,Устройство работает следующим образом.С момента начала плавки сигналы о ходе процесса шлакообразованияьВоспринимаемые блоком 1 микрофонногодатчика с элементом обдува волновода инертным газом и блоком вибродатчика, усиливаются соответственнопредварительными усилителями 2 и 9 иподаются на входьг трактов рабочей частоты и частоты компенсации соответственно по каналу от датчика звуко 35Вого давления и по каналу от вибродатчика.В тракте рабочей частоты по каналу от блока 1 микрофонного датчикаиз общего сигнала частотно-избирательным усилителем 3 выделяется сигнал рабочей частоты, который выпрямляется и сглаживается детектором 5и подается на соответствующий вход сумматора 6, Рабочая частота частотно-избирательного усилителя 3 выбирается отдельно для каждого конвертера на серии плавок с точки зрения наибольшей информативности выходного сигнала устройства по данному ка 50 налу, согласно технологии ведения конвертерной плавки, В тракте частоты компенсации из общего сигнала компенсационным частотно-избирательнггм фильтром 29 выделяется сигнал ком 55 пенсации, который поступил на вход амплитудного детектора 30 сигнала компенсации, детектируется и сглаживается, а затем поступает на соответствующий вход сумматора 6, Еомпенсационный частотно-избирательггый фильтр29 настраивается на такую частоту,при которой отношение амплитуды широкоспектральной шумовой помехи к амплитуде составляющей спектра шума конвертера имеет максимальное значение,Величина сигнала компенсации на выходе блока 4 динамической компенсациипомех настраивается регулятором уровня компенсации. В сумматоре 6 происходит вычитание сигнала компенсации изсигнала рабочей частоты, в результатечего выходной сигнал сумматора 6, поступающий на вход преобразователя 7напряжение - ток, не содержит искажающей его составляющей широкоспектральной шумовой помехи. С преобразователя 7 напряжение - ток выходнойсигнал поступает на первый вход микропроцессорного блока 19 управления,Применение блока 4 динамическойкомпенсации помех основано на следующих теоретических и экспериментальных предпосипках.111 умовые помехи, возникающие в местах уплотнений фурменного окна и течек сыпучих материалов, имеют довольно.широкий спектр, приближающийся кбеломуч шуму. Поэтому в них содержатся шумы, совпадающие по .частоте синформативным сигналом, на частоту которого настроен частотно-избирательный усилитель (фильтр) 3, и которые никак не могут быть отделены этим фильтром.Как показывают экспериментальные исследования на конвертерах с увеличением частоты (1 ) в диапазоне от ЯО до 10000 Гц долевой коэффициент помехи К заметно растет.Долевой коэффициент помехи (К) определяется по формулети 7кгде,т - суммарное звуковое давление помехи (" белого шума)и шума конвертера на частотеа, Па;1 - звуковое давление шума конвертера на частоте ), Па,ч 0Для определения ,. во время продувки конвертера кратковременно прекращают подачу газа (или пара 1 в места уплотнения фурменног о окна и течек сыпучих материалов, тем самым ис7 14217ключается влияние помехи (" белого"шума).Так, например, на частоте 250 Гц210К составляет порядка 0,5-0,7, а начастоте. 5000 Гц - порядка 3-5.5Поэтому в предлагаемом устройстве сигнал компенсации выделяется изобщего спектра на более высокой частоте (1-10 кГц) и его величина,равная величине помехи, устанавливается переменным резистором Б (фиг.4).Сигнал рабочей частоты и сигнал компенсации с разной полярностью последетекторов 5 и 30 поступают в сумматор 6, где происходит вычитание величины помехи и выделение полезногосигнала, характеризующего уровеньшпака в ванне конвертера.На Фиг. 5 приведены две реальные 20диаграммы а и Ь, полученные на однойплавке, На диаграмме а приведена запись изменения звукового давления начастоте 265 Гц по ходу плавки без компенсации помех, Как видно из этой ди- г 5аграммы, при наведенном шлаке величина полезного сигнала сравнима с величиной шумовых помех, так как дальЪнейшее увеличение уровня шлака с последующими переливами шлака не приводит к изменению величины звуковогодавления (выходного сигнала),Например, в моменты, когда наблюдались переливы шлака (на диаграммеуказаны стрелками) величина выходЭ35ного сигнала практически оставаласьна том же уровне, что и при наведенном шлаке и не характеризовала изменение уровня шлака в,ванне конвертера. 40Такая низкая информативность выходного сигнала не позволяет вести контроль за уровнем шлака, когда уровень его становится выше нормального и приближается к горловине конвертера.На диаграмме Ь приведена запись выходного сигнала макета на той же частоте (265 Гц) с динамической компенсацией влияния на величину выходного сигнала широкоспектральных шумовых помех. На этой диаграмме в моменты перелива шлака величина выходного сигнала значительно изменяется, благодаря чему становится возможным контролировать изменение уровня наведенного шлака и его переливы и выбросы.Таким образом, применение блока динамической компенсации позволяет увеличить информативность выходногосигнала предложенного устройства.В тракте рабочей частоты по каналуот вибродатчика иэ общего сигнала частотно-избирательным усилителем 10выделяется сигнал рабочей частоты,который выпрямляется и сглаживаетсядетектором 12 и подается на соответствующий вход сумматора 13, Рабочаячастота частотно-избирательного усилителя 1 О выбирается отдельно для каждого конвертера на серии плавок с точки зрения наибольшей информативностивыйодного сигнала по данному каналуустройства согласно технологии ведения конвертерной плавки.На вибродатчик, установленньй накорпусе или цапфе конвертера, широкоспектральные шумовые помехи влияют взначительно меньшей степени, чем микрофон. Однако различные импульсныевибрационные помехи, возникающие вцехе при выполнении ремонтных и технологических работ, имеют также широкоспектральньпй характер, и поэтому указанньп способ компенсации широкоспектральных помех применим и для каналавибрационного контроля,Путем подбора величины сопротивления резистора Р (фиг.4) устраняетсявлияние импульсных вибрационных помехна величину выходного сигнала устройства,В тракте частоты компенсации иэ общего сигнала компенсационным частотноизбирательным фильтром 31 выделяетсясигнал компенсации, который, поступаяна вход амплитудного детектора 32сигнала компенсации, детектируется исглаживается, а затем поступает насоответствующий вход сумматора 13.Компенсационный частотно-избирательный фильтр 31 настраивается на такуючастоту, при которой отношение амплитуды помех, создаваемых при работе механического оборудования цеха, к амплитуде составляющей спектра вибрации корпуса конвертера сопровождающеепроцесс шпакообразования, имеет максимальное значение, Величина сигналакомпенсации на выходе блока 11 динамической компенсации помех настраивается регулятором уровня компенсации.В сумматоре 13 происходит вычитаниесигнала компенсации из сигнала рабочей частоты, в результате чего выходной сигнал сумматора 13, поступаю-щий на вход преобразователя 14 на/1 п 0,2 1 (СД/ 13 (С)1К,+я, 1 пЧ Ср Н (С) 8,соответствующие режимуоткрытой струи;- коэффициенты уравнений по 5линоминальной регрессии,соответствующие режиму заглубленной струи,12По второму алгоритму расчет текущего уровня шлака в конвертере осуществляется на основе информации, и оступающей по каналу от блока вибродатчика, а также информации о текущем расходе кислорода дутья и положения кислородной Фурмы по следующей зави где 1"(С) - текущее значение выходного сигнала по каналу20от. вибродатчика, мА;Я, - граничное значение положения фурмы, определяемое опытным путем, м;1 , 1, - коэфФициенты уравнения25полиноминальной регрессии, соответствующие режиму откры;ей струи;- коэффициенты уравненийофполиноминальной регрес"сии, соответствующие значению заглубленной струи.Если в.процессе эксплуатации устройства для контроля уровня шлака в35 конвертере отказал один из информационных каналов, то весовой коэффициент Р по данному каналу принимается равным нулю, и по работающему каналу весовой коэфФициент Р; принимается равным единице.Обнаружение отказа в работе каналов осуществляется следующим образом.С момента начала плавки в течение промежутка времени длительностью , = =2-3 мин (длительность с, определя.ется экспериментально) сигналы по каналу от блока 1 микрофонного датчика и блока 8 вибродатчика в микропроцессорном блоке 19 управления проверяются на соответствие следующему условию1(С) ( К 1",", (1) где 1 (С) - текущее значение выходного сигнала по каналуот блока микрофонногодатчика, мА;К =0,61-0,76 - коэффициент, определяемый экспериментально; Нач1, - значение выходного сиг"нала по каналу от блокамикрофонного датчика вначальный момент продувки на характерной плавке, мА,Если выполняется неравенство (1),то канал от блока 1 микрофонного датчика неисправен и Р, =0;,а по второмуканалу, если не выполняется неравенство(2)где 1 (С) - текущее значение выход"вилного сигнала по каналуот блока вибродатчика,мА;К =0,61-0,76 - коэффициент, опредеОЧляемый экспериментальноъ ф1 - значение выходного сигнала по каналу от блокавибродатчика в начальный момент продувки нахарактерной плавке, мАто канал от блока 8 вибродатчика исправен и Р =1,При работе устройства возможныеще следующие ситуации:не выполняется неравенство (1) ивыполняется неравенство (2), это соответствует тому, что канал от блока1 микрофонного датчика исправен иР, =1, а канал от блока 8 вибродатчя"ка неисправен и Р =0;не выполняются неравенства (1) и(2), это соответствует тому, что обаканала исправны и Р, =Р=О,5;выполняетсянеравенство (1) и(2), это соответствует тому, что обаканала неисправны и Р =Р О, что означает неисправность всего устройства, однако такая ситуация, соответствующая одновременному отказу двухканалов возникает практически редкоУт,е. надежность контроля уровня шлакав конвертере у предложенного устройства значительно выше, чем в известных технических решениях с одним каналом. 10Таким образом, наличие двух информационных каналов от блока микроФонного датчика и блока вибродатчикаповышает надежность контроля уровняшлака в конвертере, так как отказ од" 15ного иэ каналовне приводит к потереработоспособности устройства для контроля уровня шлака в конвертере,На выходе микропроцеасорного бло"ка 19 управления получается сигнал, 20пропорциональный текущему значениюуровня шлака в конвертере, которыйпоступает на вход регистрирующегоприбора 20,В момент окончания плавки при размыкании контактов реле отсчетногоклапана кислорода дутья на первом выходе реле 18 времени появляется сигнал соответствующий "0", который поступает на шестой вход микропроцессор.зОного блока 19 управления., что приводит к прекращению расчета текущегоуровня шлака в конвертере, одновременно в момент окончания плавки навтором выходе реле 18 времени появляется сигнал, соответствующий "1",при поступлении которого на электрический вход вентиля 25 с электромагнитным приводом открь 1 вается вентиль25, соединяя магистраль со сжатым нейОтральным газом с блоком 22 датчиказвукового давления и акустическимволноводом 21, в которые поступаетнейтральный газ под давлением 0,20,6 ИПа в течение 15-40 с, очищая ихвнутренние поверхности от крупных частиц пьли, осевших там эа время плавки, унося эту пыль в газоход конвертера чем достигается автоматическаяциклическая чистка,Вместе с тем внутренние поверхно 5 Оти блока 22 датчика звукового давления и волновода 21 непрерывно как вовремя плавки, так и в межпродувочныйпериод продуваются нейтральным газом,поступающим по обводному каналу 26 сдросселирующим устройством 24 от магистрали сжатого нейтрального газа,Расход нейтрального газа подбирается при помощи дросселирующего устройства24 таким образом, чтобы в волноводе21 создавалось наибольшее (порядка1-10 Па) избыточное давление по отношению к давлению отходящих газов в гаэоходе конвертера, исключающее возможность проникновения в волновод пламени, конвертерных газов и мелкодисперсной пыпи, В результате этого самволновод 21 в течение всей планки заполнен однородным по составу нейтральным газом, что обеспечивает достоянство основных физических параметров(состав, температура и т,д.) среды вволноводе, определяющих его резонансные свойства, т.е. частотная характеристика волновода остается неизменнойв течение всей плавки.Контроль уровня шлака в конвертере с помощью устройства основан наследующих теоретических предпосылках.Уровень акустического сигнала процесса определяется из уравненияоР, 1-ехр-(Н-Е) Д+Р при Е Н;Н, Р, ехр-Ы (Е-Н), при 2 Н,(3)где Р - звуковая мощность аэродинами"Еческого шума струи в любомрежиме истечения;Р - звуковая мощность аэродинамиоческого шума струи в начальный момент продувки;сР, - звуковая мощность струи приее контакте со шлаковой фазой;Р - звуковая мощность аэродинамиоческого шума струи в моментвхождения среза сопел фурмыв шлакометаллическую эмульсию,и- коэффициент прохождения звукаиз шпака в отходящие газы;М" коэффициент поглощения звука шлаком;, - коэффициент затухания звуковой мощности в полости конвертера;И - положение фурмы, м;2 - уровень шлака в ванне конвертера, м.Решая уравнение 3) относительновеличины уровня шлака в ванне конвер"тера, получаем 1 Р, +Р -Р Е=Н+1 п , при ЕН, ( 4) р Ъ,+а, 1 пЧСпр" Н (С) т,е, для случая, когда срез сопел фурмы находится над шпакометаллнческой эмульсией,Для случая заглубленной сФруи (срез сопел фурмы находится в шлакометаллической эмульсии) из уравнения (3) получаем Е=Н-1 п -дг - , при ЕН. (5)Рхфш Ро Ны-г Объединяя уравнения (4) и (5),получаем зависимость для определенияуровня шлака в конвертере- значения уровня шлака в35конвертере, определяемоепо информации от датчиказвукового давления, м; - текущее значение кислородной фурмы, м;40 - текущее значение выходного сигнала по каналу отдатчика звукового давления, мА;текущее значение расхода 45кислорода дутья, нм /мин;э 16Использование уравнения (6) для определения уровня шлака в конвертере значительно затруднено из-за сложности измерения таких параметров аэродинамического шума струи кислорода,скак Р Р Р , Р, и определения коэффициентов 3, м 1Поэтому путем обработки экспериментальных данных методом многофак торного регрессионного анализа для условий кислородно-конвертерного цеха получены аналогичные по своей структуре уравнению (6) уравнения для расчета уровня шлака в конвертере на основе информации, поступающей по каналу от датчика звукового давления, а также информации о текущем расходе кислорода дутья и положении кислород" ной фурмыУ (С) - текущее значение разности потенциалов междуфурмой и корпусом конвертера, может приниматьзначения 11 ф (С)=0, соответствующее режим открытой струи, и У (С)=