Устройство для определения высоты фурмы в конвертере

сОюз сОВетснихсоцидлистичеснихееспублин ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ С(46 (72 суддественнцй номитят сссе о делдм изОБ етний и Отощт) С.А.Баранов и С.К.Соболев .(71) Киевский институт автоматики им. ХХУ саезда КПСС(53) 669.184:66.012.1(088.8) (5 б) 1. Авторское свидетельство СССР Р 325252, кл. С 21 С 5/30, 1970.2. Патент Японии Ф 49-45442; кл, 10 А 533.3, 1974(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫ ФУРМЫ В КОНВЕРТЕРЕ, содержащее щуп, датчик высоты фурмы, счетчик высоты фурмы, детектор касания щупа с расплавом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения положения кислородной фурмы над поверхностью жидкого метал,ла, оно содержит блок управления, три блока синхронизации, блок формирования,сумматор, регистр, схему И, излучатель и приемник ультразвука, два детектора,счетчик высоты щупа, датчик высоты щупа, вход которого соединен с осью привода щупа,.а его выход через блок формирования соединен с первым входом первого блока синхронизации, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход первого блока элемента синхронизации соединен со счетным входом счетчика высоты щупа, вход "Сброс в нуль" счетчика вы.801006498 А,соты щупа соединен с выходом детектора фиксации прекращения ультра; звука, вход которого соединен с об.щей точкой, соединяющей выход приемника ультразвука и вход детектора фиксации ультразвука, а выход счетчика высоты щупа соединен с первым входом сумматора, другой вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход сумматора соединен С выходом счетчика высоты фурмы, а выход .сумматора соединен с входом регистра., выход кото. рого соединен с первым входом схемы И, другой вход которой соединен с выходом второго блока синкронизации, первый вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а второй вход второго блока синхронизации соединен с выходом детектора касания щупа, вход которого соединен с приводом щупа, а выход схемы И соединен с входом 1 Ввод числа счетчика высоты фурмы, вход "Запись числа" которого соединен с выходом детектора фиксации ультрарвука, счетный вход счетчикавысоты фурмы соединен с выходом третьего блока синхронизации, .первый вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а второй вход третьего блока синхронизации соединен с выходом датчика высоты фурмы, вход которого соединен с приводом фур 1006498Изобретение относится к автоматизации в черной металлургии и можетбыть использовано в системах управления и контроля положением кислородной фурмы.Известно устройство для определения высоты фурмы в конвертере, гдекасание штыря с уровнем металла фик, сируется по резонансу магнитопронода, который охватывает фурму 1,Недостатком этого устройстна ян"ляется необходимость изоляции корпуса фурмы, что принодит к снижению егонадежности.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для установкивысоты кислородной фурмы в конвертере, которое состоит иэ кислороднойфурмы, в сопле которой размещен щуп,конец которого через корпус Фурмыпоследоватльно соединен с детектором касания щупа и измерительным прибором, фурма через привод соединенасо счетчиком высоты фурмы и эадатчи.м Гг,Недостатком известного устройстваявляется низкая точность измерения 25положения кислородной фурмы, поскольку тепловое удлинение элементов подвески (цепи, троса) приводит к неправильному измерению уровня металлаи вследствие этого неправильной уста 30нонке фурмы относительно уровняметалла.Целью изобретения является повышение точности контроля положенияфурмы относительно поверхности метал- З 5ла на протяжении всего цикла продувки.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеещуп, датчик высоты фурмы, счетчиквысоты Фурмы, детектор касания щупа,включены блок управления, три блокасинхронизации, блок формирования, сум 1матор, регистр, схему И, излучатель иприемник ультразвука, детектор фиксации прекращения ультразвука, детектор фиксации ультразвука, счетчиквысоты щупа, датчик высоты щупа,вход которого соединен с осью привода щупа, а его выход через блокФормирования соединен с первым входом первого блока синхронизации, другой вход которого соединен с первымвыходом блока управления, а выходпервого блока синхронизации соединенсо счетным входом счетчика высоты 55щупа, а вход "Сброс в нуль" счетчика высоты щупа соединен с выхОдомдетектора Фиксации прекращения ультра.звука, вход которого соединен с общейточкой, соединяющей выход приемникаультразвука и входдетектора Фиксации ультразвука, а выход счетчика высоты щупа соединен с первым входомсумматора, другой вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход сумматора соеди нен с выходом счетчика высоты фурмы, а выход сумматора соединен с вхо.дом регистра, выход которого соединен,с первым входом схемы И, другой входкоторрй соединен с выходом второгоблока синхронизации, первый входкоторого соединен с третьим выходомблока управления, а второй входвторого блока синхронизации соединене выходом детектора касания щупа,нход которого соединен с принодомщупа, а выход схемы И соединен с входом "Внод числа" счетчика высотыфурмы, вход "Запись числа" которогосоединен с выходом детектора фиксацииультразвука, счетный вход счетчикавысоты фурмы соединен с выходом тре-,тьего блока синхронизации, первыйвход которого соединен с четвертымвыходом блока управления, а второйвход третьего блока синхронизациисоединен с выходом датчика "высотыфурмы, вход которого соединен с приводом Фурмы. На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство для определения высоты хурмы в конвертере содержит излучатель 1 и приемник 2 ультразвука, детектор 3 фиксации ультразвука, детектор 4 фиксации прекращения ультразвука, блок 5 формирования, счетчик б высоты щупа, сумматор 7, блок 8 управления, регистр 9, детектор 10 касания щупа, схему И 11, счетчик 12 высоты фурмы, датчик 13 высоты фурмы, три блока 14-1 б синхронизации, датчик 17 высоты. щупа, вход которого соединен с осью привода 18 щупа, а его выход через блок 5 Формирования соединен с первым входом первого блока 14 синхронизации, другой вход которого соединен с первым выходом блока 8 упранления, а выход первого блока 14 синхронизации соединен с счетным входом счетчика б высоты щупа. Вход "Сброс в нуль" счет чика б соединен с выходом детектора 4 фиксации прекращения ультразвука, вход которого соединен с общей. точкой, соединяющей выход приемни- ка 2 ультразвука и вход детектора 3 фиксации ультразвука, а выход счетчика б соединен с первым .входом сумматора 7, другой вход которого соецинен с вторым выходом блока 8 управчения. третий вход сумматора 7 соединен с выходом счетчика 12 высоты фурмы, а выход сумматора 7 соединен с входом регистра 9, выход которого соединен с первым входом схемы И 11, другой вход которой. соединен с выходом второго блока 15 синхронизации, первый вход которого соединен с третьим выходом блока 8 управления, а второй вход второго блока 15 синхронизации соединен с выходом детектора 10 касания щупа, вход которогосоединен с осью привода 18 щупа. Началом измерения является переВыход схемы И 11 соединен с входом мещение Фурмы 20 вверх, конец кото-"Ввод числа" счетчика 12 высоты фур- рой, пройдя "базовуюф зону ( уровеньмы, вход фЭапись числа" которого размещения излучателя 1 и приемнисоединена с выходом детектора З.фик- ка 2 ультразвука) открывает потоксации ультразвука, а счетный вход 5 ультразвука, который поступает насчетчика 12 высоты фурмы соединен с вход приемника 2 ультразвука. Сигвыходом третьего блока 16 синхрони- нал с выхода приемника 2 ультразации, первый вход которого соединен звука поступает на вход детектора 3с четвертым выходом блока 8 управ-Фиксации ультразвука, который фикления, а второй вход третьего блока 10 сирует момент поступления упьтразву 16 синхронизации соединен с выходом кового потока и сбрасывает счетчик 12.датчика 13 высоты Фурмы, вход кото- высоты фурмы в нуль. При дальнейрого соединен с приводом 19 фурмы. шем подъеме фурмы 20 счетчик 12Блок 5 формирования представляет высоты фурмы начинает отсчет положе"собой два триггера Шмитта, которые 15 ния фурмы 20 от "базового" уровняформируют импульсы на перепадах на- размещения излучателя 1 и приемни.пряжения (синусоиде, которые по- ка 2 ультразвука. Далее фурма 20ступают от датчика 17 высоты щупа, может быть остановлена в любом меси логическую схему, позволяющую вы- те или продолжать свое движение. Пос.делять на своем выходе только те им- . О ле пересечения фурмой 20 "базового"пульсы, которые соответствуют переме- уровня шуп 21 начинает опускаться.щению щупа 21 только вниз. Это необ- При пересечении щупом 21 фбазового"ходимо для того, чтобы исключить под.уровня размещения излучателя 1 исчет импульсов счетчиком б высоты приемника 2 ультразвука сигнал отщупа при перемещении щупа 21 вверх, приемника 2 ультразвука фиксируетсячто в свою очередь повышает на 25детектором 4 прекращения ультразвудежность работы устройства. ка, который в этот момент сбрасываБлок 8 УПРавлениЯ состоит из гене- ет счетчик б высоты щупа в нуль иратора импульсов и делителя частоты, при дальнейшем опускании щупа 21которые необходимы для разделения счетчик.б начинает производить ство времени операции сложения в сум счет перемещения щупа 21 вниз.маторе 7, подсчета импульсов в.счет- Коды положения фурмы 20 со счетчике. 12 высоты Фурмы, в счетчике б чика 12 высоты фурмы и высоты щупавысоты щупа и перезаписи результата 21 со счетчика б поступают на входысуммирования из регистра 9 в счет- сумматора 7, где происходит их сумчик 12 высоты фурмы. 35 мирование в интервале одного дискретУстройство работает следующим об- ного перемещения Фурмы 20 и щупа 21.разом, Это необходимо, чтобы не было потеКоманда на .выполнение измерения , ри информации, вызванной изменениемвысоты фурмы 20 происходит путем .вклю скорости перемещения фурмы 20 и щучения излучателя 1 и приемника 2 4 О па 21,ультразвука, которые размещены над . В момент касания щупа 21 с поверхконвертором 23 в безопасной зоне от ностью жидкого металла 22 детектор 10,факела конвертера в так называемой касания щупа выдает сигнал, с помощью."базовой" зоне. ИзлУчатель 1 создает которого результат сложения в сумманаправленный поток ультразвУка в на торе 7, который хранится в регистРеправлении приемника 2 ультразвУка. 9, через схему И 11 переписываетсяОни расположены таким образом, что в счетчик 12 высоты фурми.фурма 20 и щуп 21 при перемещении мо-Результат вычислений сумматоРа 7гут перекрывать ультразвуковой по- ,(в момент касания щупа 21 поверхносток. ,ти жидкого металла 22 в конвертере 2В момент подачи команды на измере О будет точным положением фурмы. 20 над.ние высоты фурмы 20 относительно уровнем металла 22.уровня металла 22, Фурма 20 может Измерение в период плавки необхо,находиться выше "базовой"эоны илидимо из-за:растяжения троса (цепи ),ниже ее, В первом случае фурму 20 подвески фурмы, а также вследствиенеобходимо ввести в зону, чтобы 55 изменения самого уровня жидкого ме"счетчик 12.высоты фурмы сбросился в талла 22 в период продувки.нуль и поднять ее вверх. В другомслучае (фурма 20 находится ниже "базо- Использование изобретения обесвой"зоны) ее необходимо только под-печивает увеличение выхода годногонять выше "базовой" зоны. В том и бО металла вследствие сокращения време.другом случае щуп 21 находится над ни продувки жидкого металла и сниже"цбазовой" зоной. ния количества выбросов,Подписноео комитета СССРоткрытийРаушская наб., д. 4/5