Способ контроля уровня расплава в металлургическом агрегате

7 цА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1703574 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УДК 669, 184; 144 26(088 8) Дата опубликования описания 20,12,79(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ АГРЕГАТЕ 3Изобретение относится к металлургии, а именно к контролю уровня расплава металла в конверторном, мартеновском и электрометаллургическом процессах при .продувке через фурму.Известно устройство для контроля по5поженил фурмы относительно поверхности жидкого металла, основанное на том, что об изменении уровня при касании фур- мой (мерным штырем) расплава судят по изменению тока вцепи фурма-распдав-футе. ровка -земля фурма от напряжения, наводимого в фурме с помощью замкнутого вок руг фурмы магнитопровода с обмоткой, питаемой от источника переменного на пряження Ь 3. Однако при случайных касаниях фурмы, например с горловиной конвертора, происходит ответвление части тока,- идущего через фурму, на горловину, минуя расплав, что вызывает появление ложногосигнала, эквивалентного подъему уровня раСплава при погруженной фурме или он такту с расплавом при непогруженной в расплав фурме,Белью изобретения является повышение точности измерения уровня расплава металла в конверторном, мартеновском н электрометаллургическом процессах и исключение появления ложного сигнала.Бель достигается тем, что измеряют изменениереактивной составляющей параметров (проводимости, сопротивления) системы фурма (мерный штырь) - расплав - футеровка корпус при разности потенциалов между фурмой и расплавом ниже напряжения разрушения двойного слоя, а также компенсируют значение реактивной составляющей параметров цепи при отсутствии контакта фурмы в кессойе, горловине, расплаве.Как известно, при контакте металла с электролитами возникает двойной электрический спой, емкость которого в шлаках- высокотемпературных электролитах между железом имарганйем и шлаком составаСаО - ЬО 2- А 1 О составляет 163 703520 мкф/смй. Эта электроемкость при подаче на электрод, в данном случае фур-"му (мерный штырь), переменного токаобусловливает реактивную составляющуюпараметров системы фурма (мерныйштырь) - расплав - футеровка - кожух,изменение которой при изменении уровня-контакта со шлаком расплавом) фиксируется, С ростом уровня емкость в 1 озрастает и наоборот, При контакте фурмы 1 Ос кессоном или горловиной конвертора,вследствие отсутствия при этом контакте двойного электрического слоя, изменяется только активная составляющаяпараметров цепи, на которую системане реагирует.При проведении измеренйй напряжениемежду фурмой (мерным штырем) и расплавом должно быть меньше напряженнаяпробоя двойного слоя, так как в случаеего разрушения получается также чистоакитивное сопротивленне перехода фурмашлак (расплав), Компенсация реактивнойсоставляющей параметров цепи при отсутствии контакта фурмы с горловиной,кессоном, расплавом позволяет за счетустранения возможной значительной реак-тивной составляющей параметров цепи,обусловленной собственным потреблениемсамой. схемой измерения и контроля, атакже токов утечки дойолнительно повысить точность контроля продувки и уровня1расплава.На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа, где 135металлический кожух металлургическогоагрегата; 2 - огнеупорная футеровка агрегата; 3 - расплав; 4 - фурма или мерный металлический штырь при отсутствии40в системе фурмы; 5 - горловина металлургического агрегата; 6 - земля; 7 - сердечник, набранный из изолированных листов электротехнической стали, охватывающий фурмы (мерйый штырь); 8 - обмот 45ка, охватывающая сердечник, намотаннаяизолированным проводом.Фурма (мерный штырь) 4 является вторичной обмоткой трансформатора, сердечника 7 которого имеетпервичную об 50мотку 8. Напряжение переменного тока,поступающего от генератора 9, при протекании по обмотке 8 дает ток, которыйнаводит на фурме (мерном штыре) 4ЭДС,При отсутствии касания фурмы с распйавом, горловиной, камином от генератора 9 в обмотку 8 идет ток холостогоХода. При касании фурмой (мерным шты 74 4. рем) расплава в точке касания появляется двойной электрический слой,.а электропроводность носит емкостно-активный характер. При изменении уровня расплава за счет протекания процессов в жидкой ванне или подаче материалов емкостная и активная составляющие проводимости растут. Однако при касании фурмой (мерным штырем) 4 горловины 5 илй кессона 10 изменяется только активная составляющая проводимости, таккак контакт с ними носит оммический характер. Таким образом, измеряя ток, потребляемый обмоткой 8, напряжениеО на ней и синус угла сдвига между этим током и напряжением бф определяют реактивное сопротивление системы фурма (мерный штырь) - расплав. Компенсируя начальную реактивную , составляющую тока,; в том числе и тока холостого хода, компенсатором 11 при отсутствии контакта фурмы (мерного штыря) 4с кессоном 10, горловиной 5 и расплавом 3, можно существенно повысить точность измерения. Способ измерения изменения параметров основан на решении следующего со-отношения в вычислительном устройстве12, к которому подводятся ток и напряжение:О ОаХХ- Х, д,где индекс 0 относится к значениям соответствующих величин при отсутствии касания фурмой (мерным .штырем); 4 распла.ва 3, горловины 5 и кессона 10;Х- текущее значение реактивногосопротивления;.А Х- изменение реактивного сопротивления,Компенсируя начальную реактивнуюсоставляющую тока компенсатором 11,получаем второй член уравнения равнымнулю, а Хсоответствуетизменению ре-активного сопротивления в системе приизменении уровня расплава. Компенсатор11 управляется вычислительным устройством 12 в момент отсутствия контактафурмы (мерного штыря) 4 в кессоне 10,горловине 5, расплаве 3, и компенсацияостается неизменной на весь период данной плавки. На выходе вычислительногоустройства 12 расположен указатель 13хода процесса, например показывающийи самопишущий милливольтметр, характеризующий процесс и положение фурмы703574 1 О з 7764/2 Подписное П П .ел. Проектная Технико-экономическая эффективность способа заключается в более надежном и точном контроле хода продувки и уровня расплава, за счет чего можно сократить длительность продувки, улучшить качество металла вследствие более правильного ведения режима шлакообразования, а так-" же уменьшить выбросы и вынос металла при своевременном вмешательстве в ход процесса. формула изобретения 1. Способ контроля уровня расплава в металлургическом агрегате, включающий измерение изменения электрических величин при касании фурмой (мерным штырем) расплава в цепи фурма - ис-, точник переменного напряжения, о т л и чающийся тем,что, сцельюповышения точности измерения уровня иконтроля хода процесса, измеряют изменение реактивной составляющей параметров( проводимос ти, сопротивления) системы фурма (мерный штырь) -расплав-футеровка,корпус при разности потенциалов междуфурмой и расплавом ниже напряжения разрушения двойного слоя.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности контроля продувки и уровнярасплава, компенсируют значение реактивной составляющей параметров цепи приотсутствии контакта фурмы (мерногоштыря) в кессоне, горловине, расплаве,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 325252 е кл, С 21 С 5/30, 1970.