Устройство для контроля уровня расплава в конверторе

(19) (1 С 21 С 5/3 БРЕТЕ ЕЛЬСТВУ упроплава отраисследовательуда и техники аллургиидрин,ак ство СССР 30, 1983. РОЛЯ УРОВН ОЙСТВО ДЛЯ КОН В .КОНВЕРТОРЕ ретение относи ильных процесс повышение точ я расплава в к(54) УСТ РАСПЛАВА (57) Иэо сталепла ретения ния уров ся к конв. Цельости изм ролю эобанверто ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научноский,институт охраны тр безопасности черной мет (72) В.Д,Жидков, Н.А.КУ В,И.Соколов, С.Н.Карели И.А.Булавинцев и В.Н.Чу (53) 669.046.564(088.8) (56) Авторское свидетел В 1154336, кл., С 21 С 5 дежности устройства в работе ищение эксплуатации. Уровень расконтролируется по интенсивностиженного от расплава -излучения, причем источник (А) ( -излучения и детектор (Б) расположены над горловинойконвертора. Сигналы от детектора (Б)через линейный усилитель 2 поступаютна анализатор 3 импульсных амплитуд,выход которого соединен с процессором4. На другие входы процессора поступают сигналы с датчика 7 промежуткавремени, датчика 6 положения фурмыФв конверторе, датчика 5 положенияконвертора. Ло сигналам укаэанныхдатчиков в процессоре 4 производитсявычисление уровня расплава в конвер"торе во время продувки. 1 ип,53 2при "хлопках", вызванных загрузкой сырого лома, увеличивается поток излучения, воспринимаемый детектором. Износ футеровкн и конструктивные,изменения влияют на величину постоянной составляющей излучения. Поскольку остальные величины в выражении (1) являются постоянными, а вьппеприведенные в течение одной плавки практически не меняются, то для времени продувки отдельно взятой плавки вы" ражение (1) можно записать в виде 11 +Я, 3,710М- кв.Юшкой юэЬ поток излучения, воснринит-кв,маемый детекторомспостоянная составляющая и;., 31- кв.,лучения (фон),35сактивность источника излучения, Кюри;выходи;квантов на один распад ядра (для источника цезийи 0,82);, 4 Отелесный угол направленногопотока излучения, радиан;коэффициент отражения 11-излучения (альбедо), (а= 02);эффективность счетчика детектора;эффективная площадь счетчикадетектора, смрасстояние от поверхностирасплава до излучателя, см. Из выражения (1) следует, что при изменении геометрии отверстия под детектором (уменьшении эффективной площади счетчика детектора) при про- у чих раввьщ условиях уменьшается и поток излучения, воспринимаемый детактором. При увеличении сечения отверстия, что происходит, например,1 12957Изобретение относится к черной металлургии, в частности к контролю сталеплавильных процессов.Целью изобретения является повышение точности измерения, надежности в работе и упрощение эксплуатации.Яа чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство содержит коцтейнеры 1 с источником А 1-излучения и детек- Ю тором Б, размещенные над горловиной конвертора. Детектор через линейный усилитель 2 н анализатор 3 импульсных амплитуд соединен с процессором +. Вход последнего по каналам связан с датчиком 5 положения конвертора я датчиком б положения фурмы, датчиком 7 промежутка времени, а выходс индикаторным блоком 8, информационным цифровым табло 9 и при необходи О мости с вводными устройствами 10 АСУТП.Интенсивность отраженного от границы фаз ф-излучения определяется выражением Х = а + Ь (С - Н) (2) где Н - уровень расплава в конвертореа иЬ "постоянные для данной плавкивеличины;С - расстояние от детектора додна конвертора.По значениям интенсивности отраженного излучения в двух фиксирован" ных точках с известной высотой Н (уровень спокойной ванны и бок конвертора при сливе) решением системы двух уравнений с двумя неизвестнымиопределяют кэффициенты в выражении (2) .При измерении с анализатора импульсных амплитуд снимается сигнал, пропорцяонапьный интенсивности отраженного от расплава 11-излучения.Пэ а 1 + Ь (С Н) (3) Изменение внешних условий приводит к изменению коэффициентов а и Ь . в(1 1 выражении ,3). Следовательно, для обеспечения прямо пропорциональной зависимости выходного сигнала от уровня расплава необходимо периодически корректировать коэффициенты а и Ьу. Для этого в устройство введены новые элементам процессор и датчики положения конвертора и фурмы. С их помощью осуществляется автоматически для каждой плавки коррекция динамического диапазона и коэффициентов линеаризации и при необходимостМ связь с АСУТП,Цикл работы устройства начинается с появлением сигнала с датчика 5 положения конвер 1 ора, который фиксирует период слива стали. Геометрические размеры конвертора таковы, что при сливе стали боковая поверхность его находится на таком же расстоянии от детектора, что и горловина конверто" ра, находящегося в вертикальном положении. При появлении сигнала с дат"чика 5 процессор 4 опрашивает анализатор 3 импульсных амплитуд и фиксирует полученное значение интенсивности потока отраженного излучения в памяти. Данный цикл повторяется К раз. После накопления всех этих К значений определяется математическое ожидание интенсивности потока излучения, соответствующее верхней границе уровня расплава к 0 1 С 1;1=1(4)Ракс К ф(5) 1,емин где 1 - средняя интенсивность потока излучения, соответствующая ниж. ней границе уровня расплава;1,. - интенсивность потока излучения от нижней границы уровня расплава.После определения 1, процессор 4 вычисляет коэффициенты а и Ъ решением системы двух, уравнений с двумя неизвестными+где а и Ъ - .искомые коэффициентыС " расстояние от дна конверторадо детектора 3; где 1 - средняя интенсивность показетока излучения, соответствующая верх-.15ней.границе уровня расплава (у гдрловнны конвертора)31., - интенсивность потоков излучения от боковой поверхности конверторапри "ом измерении; 20К - заранее заданное число опросов.Полученное зйачение 1 запоминается в памяти процессора.По окончании периода слива сталипроцессор 4 переходит в режим ожидания сигнала с датчика положения Фурмы. С появлением сигнала с датчика бначинается. опрос процессором 4 анализатора 3 импульсных амплитуд. Вэтот момент уровень расплава в конверторе находится.в крайнем, нижнемположении и интенсивнрсть потока излучения наименьшая. Аналогично опре.деляется математическое ожидание ин-. 35.тексивности потока излучения, но ужесоответствующее нижней границе уров ня расплава НН- соответственно нижний и верхний уровни расплава у горловины (известные величины).Определив коэффициенты а и Ь из системы уравнений (6), процессор 4 переходит в основной режим работы, в режим контроля за уровнем расплава в конверторе. Используя выходной сигнал с аналиэатдра 3 импульсных амплитуд, определяется текущий уровень расплава в конверторе по ФормулеП+ЪН = с- -- ,вкгде Н и 1- соответственно темеккущие значения уровня расплава и ин-, тенсивности потока излучения.Вычисленное значение Н , сравнивается с Н . Полученное соотношение передается нэ памяти процессора 4 на индикаторный блок. 8, который и показывает текущий уровень расплава. Индикаторный блок выполнен в ниде светодиодноц матрицы, имеющей форму конвертора. Так как это электронное устройство, то у него практически отсутствует инерционность.После того как приходит сигнал об окончании процесса продувки с датчика 6 положения фурмы, процессор 4 выходит из режима контроля эа уровнем расплава и начинает работать в режиме ожидания сигнала с датчика 5 положение конвертора о том, что начался слив стали. По приходу этого сигнала начинается новый цикл рабсты всего устройства в целом.Определение текущего значения уровня расплава при додунках плавки осуществляется с использованием коэффициентов, полученных для основной плавки.. Коэффициенты лннеариэации и динамический диапазон определяются для каждой плавки, что значительно повы- шает точность измерения и избавляет от необходимости ручных подстроек в измерительном тракте.Информация с выхода процессора 4 поступает на индикаторный блок 8, информационное табло 9 и может быть выдана без дополнительной обработки на вводные устройства 10 ЛСУТП конверторного цеха, Индикаторный блок 8 выполнен в виде светодиодной матрицы профиля конвертора.Внедрение устройства в кислородно- конверторном цехе позволит стабилизи129 5753 тор И. Муска Составитель Г.Деминтор М.Стрельникова Техред Л,Сердюкова Кор каэ 8252НИИПИ Государственн1130 Тираж 530Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ельский комбинат Патент, г,ужгор Гагарина, 101 1 роиэводственио 5ровать процесс продувки плавки, практически исключить выбросы расплава из конвертора, сократить потери металла в скреп, снизить расход шпакообраэующих материалов. Формула изобретения Устройство для контроля уровня расплава в конверторе, содержащее расположенные над горловиной конвертора источник у-излучения и детектор, подсоединенный через линейный усили" тель к анализатору импульсных амплитуд, датчик промежутка времени и блок отображения информации о уровне расплава, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности иэ".мерения, надежности в работе и упрощения эксплуатации, оно снабжено процессором и датчиками положения конвертора и фурмы, причем вход процесс сора соединен с выходом анализатора 1 О импульсных амплитуд, датчиками положения конвертора и фурмы и датчиком промежутка времени, а выход - с бло"ком отображенияинформации.