Устройство для определения остатка жидкого металла в сталеразливочном ковше

/О 1)5 В 22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Институт черной металлургии(56) Менабде Р.А., Жордания И,СДжапаридзе Ш,Д, и др, Определение остатка жидкого металла в ковше, - Металлург, 1975, М 3, с, 25-26.Картавенко А,ПЛюбимов А.А., Баластрик В.Н, Устройство для контроля остатка жидкого металла в сталеразливочном ковше. - Литейвое производство 1986, М 4, с. 31.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТКА ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОМ КОВШЕ(57) Изобретение относится к сталеплавильному производству и может быть использовано для уменьшения потерь металла от недоливов при разливке жидкои стали в изложницы. Целью изобретения является повышение надежности определения уровня металла эа счет уменьшения отрицательного влияния изменения проводимости в цепи электродов. Сущность изобретения заключается в том, что вблизи основных электродов датчика 1 уровня металла расположены дополнительные электроды 10, за счет чего устраняется отрицательное влияние изменения проводимости в цепи электродов. Применение сумматора 7, подключенного к дополнительным электродам, позволяет выделить чистый сигнал, возникающий на сопротивлениях металл - шлак, Повышение помехозащищенности устройства достигается за счет применения в устройстве усилителя 8 с регулируемым усилением с помощью обратной связи; первый компаратор блока 9 компараторов, генератор 4 импульсов, электронный ключ 5, управляющий вход усилителя 8, 2 ил.Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильномупроизводству, и может быть использованодля уменьшения потерь металла от недоливов при разливке жидкой стали в изложницы из сталеразливочных ковшей.Цель изобретения - повышение надежности определения уровня металла за счетуменьшения отрицательного влияния изменения проводимости в цепи электродов. 10На фиг.1 показана блок-схема устройства для определения отстатка жидкого металла в сталеразливочных ковшах; на фиг,2- пример выполнения устройства,Устройство фиг,1) состоит из датчика 1 15уровня металла, вьполненного в виде двухустановленных в футеровке ковша стальныхэлектродов, один из которых соединен через резистор 2 с источником 3 питания, ге- .нератора 4 импульсов, электронного ключа 205 и блока б сигнализации с исполнительнымэлементом не показан),Кроме того, устройство снабжено сумматором 7, усилителем 8 а регулируемымусилением и блоком 9 компараторов, а датчик 1 уровня металла - двумя дополнительными электродами 10, расположеннымивблизи основных электродов и соединенными соответственно с первым и вторым входами сумматора 7, выход которого 30.подключен к входу усилителя 8 с регулируемым усилением, выходом соединенного свходом блока 9 компараторов, причем первый выход блока 9 компараторов подключенк входу блока.б сигнализации.с исполнительным элементом, а второй выход - к входу генератора 4 импульсов, выход которогочерез электронный ключ 5 соединен с управляющим входом усилителя 8 с регулируемым усилением. 40Устройство работает следующим образом.Ток от источника 3 питания, проходячерез резистор 2 и датчик 1 уровня металла,вызывает падение напряжения на сопротивлениях в цепи электродов, в том числе ина сопротивлении стали, Напряжение, вызванное протеканием тока по сопротивлениюстали и сопротивлению в цепи электрода, соединенного с общим проводом, с помощью 50дополнительного электрода, расположенного вблизи электрода, соединенного с резистором 2, поступает на первый вход сумматора7. На второй его вход с помощью дополнительного электрода. расположенного вблизи 55электрода, соединенного с общим проводом,поступает напряжение, вызванное протеканием тока по сопротивлению этого электрода.При этом, на выходе сумматора 7 присутствует напряжение, равное разности напряжений, поступающих на первый и второй его входы, и соответствующее напряжению, вызванному протеканием тока по сопротивлению стали, Это напряжение с выхода сумматора 7 подается на вход усилителя 8 с регулируемым усилением, коэффициент усиления которого первоначально равен единице. Таким образом, на его выходе также присутствует напряжение, равное напряжению, вызванному протеканием тока по сопротивлению стали и достаточному для срабатывания первого компаратора блока 9 компараторов, что влечет появление на втором выходе блока 9 компараторов низкого логического уровня, запрещающего включение генератора 4 импульсов,В момент, когда граница шлак - металл во время разливки стали спускается до уровня установки стальных электродов датчика 1 уровня металла и они оказываются в шлаке, напряжение между дополнительными электродами 10, расположенными вблизи основных электродов, а следовательно, и напряжение на входе блока 9 компараторов, увеличивается. Это влечет срабатывание второго компарато,;1 блока 9 компараторов и включение сигнализации.Если сопро- ,эление в цепи электродов датчика 1 уровн.;, металла равно нулю, то на первый вход сумматора 7 поступает все напряжение, вызванное протеканием тока от источника 3 питания по сопротивлению стали, а на второй вход сумматора 7 поступает нулевое напряжение, так как он оказывается подключенным через основной и дополнительный электроды и небольшое сопротивление стали к общему проводу.В случае появления в цепи электродов. паразитного сопротивления ток от источника 3 питания уменьшается. а из-за этого уменьшается и падение напряжения на сопротивлении стали; Однако этого напряжения недостаточно для: срабатываниия первого компаратора блока 9 компараторов, и высокий логический уровень на еговтором выходе разрешает включение генератора 4 импульсов, Импульсы, поступая на электронный ключ 5, открывают его. При этом, напряжение на накопительном конденсаторе (не показан) усилителя 8 с регулируемым усилением ступенчато увеличивается, увеличивая коэффициент усиления усилителя 8. В результате этого, напряжения на выходе усилителя 8 с регулируемым усилением при неизменном напряжении на входЬ возрастают, Как только оно становится равным напряжению порога срабатывания первого . компаратора блока 9 компараторов, он срабатывает и низкий логический уровень на его втором выходе выключает генератор 4импульсов. Это приводит к фиксированию коэффициента усиления усилителя 8 с регулируемым усилением нэ некотором уровне. Таким образом, при изменении сопротивления стали на сопротивление шлака входной сигнал усиливается до уровня срабатывания второго компаратора блока 9 компараторов, В итоге включается сигнализация,Остаток металла в сталеразливочном 10 ковше определяют после срабатывания сигнализации на основании статистических данных с учетом состояния огнеупорной футеровки в зависимости от времени ее службы с начала кампании ковша,Устройство установлено на кране и 15 включается крановщиком в начале разливкиметалла,Кроме того, датчик 1 уровня металламожет быть выполнен в виде двух стальных электродов фиг.2): электрода 11, соединен 20 ного через резистор 2 с источником 3 пита-. ния, и электрода 12, соединенного с общим проводом. Вблизи электродов 11 и 12 расположены дополнительные электроды 13 и 14, Сумматор 7 выполнен на микросхеме ОА 1 типа К 140 УД 1 А. Выходное напряжение сумматора 7 определяется выражением Овых = Овх 1- Овх 2, Усилитель 8 с регулируемым усилением состоит из операционного 30 усилителя на микросхеме ОА 2 типа К 14 ОУД 8, накопительного конденсатора 35 транзисторе ЧТ 2 типа КПЗОЗЖ. Блок 9 компараторов содержит два компаратора, выполненных по идентичным схемам, но настроенных на разные пороги срабатывания, Генератор 4 импульсов построен на микросхеме ОЭ 1 типа К 155 ЛАЗ, В качестве электронного ключа 5.применен полевой транзистор ЧТЗ типа КПЗОЗЖ. Блок б сигнализации с исполнительным элементом состоит из реле К 1 и электрической лампоч 40 ки Н 3 1.Положительный эффект достигается за счет устранения отрицательного влияния изменения проводимости в цепи электродов в результате повышения чувствительно 45 50 сти устройства и выделения "чистого" сигнала, непосредственно возникающего на сопротивлениях металл - шлак,Это достигается благодаря тому, что дополнительные электроды расположены вблизи соответствующих основных электродов датчика уровня металла. Причем они так близко расположены друг относительно друга, что пара электродов основной и дополнитель.ный) контактирует с жидким металлом практически в одной точке, Применение 55 С 1, истокового повторителя ЧТ 1 на транзисторе КПЗОЗЖ и схемы управления на микросхеме ОАЗ типа К 140 УД 1 А и полевом сумматора, подключенного к дополнительным электродам, позволяет выделить "чистый" сигнал, возникающий на сопротивлениях металл - .шлак. Последующее усиление этого сигнала с помощью усилителя с регулируемым усилением является основным фактором повышения надежности устройства, так как дает возможность использовать любой ослабленный паразитным сопротивлением в цепи электродов сигнал для определения уровня металла в ковше,Повышенная чувствительность устройства повышает вероятность его ложного срабатывания в результате действия различного рода флуктуаций, помех. Чтобы снизить эту вероятность в устройстве используется регулировка коэффициента усиления усилителя с регулируемым усилением с помощью обратной связи: первый компарэтор блока компараторов - генератор импульсов - электронный ключ - управляющий вход усилителя, Это позволяет увеличивать коэффициент усиления усилителя только. тогда, когда в цепи электродов появляется паразитное сопротивление, снижающее полезный сигнал, ухудшая надежность определения уровня жидкого металла. В остальных случаях коэффициент усиления минимальный и равен единице. Таким образом, вероятность ложного срабатывания устройства снижается, т,е, надежность определения уровня металла повышается, так как вероятность одновременного действия различного рода флуктуаций и появления паразитного сопротивления в цепи электродов мала.Кроме того, дополнительно вероятность ложного срабатывания устройства при высокой чувствительности снижается из-за применения стабилизированного источника питания датчика уровня металла с высокими характеристиками, а благодаря шунтированию входных цепей устройства малым сопротивлением стали исключается влияние на работу устройства различного рода помех, наводимых в ковше от работающего в цехе электрооборудования.Появление в цепи электродов, установленных вблизи основных, паразитного сопротивления не оказывает влияния на работу устройства, так как входное сопротивление сумматора по сравнению с этим паразитным сопротивлением очень высоко.Устройство позволяет повысить надежность определения уровня металла, а следовательно, остатка металла в сталеразливочнЫх ковшах и сохранить работоспособность устройства при паразитном сопротивлении в цепи электродов до 2 кОм, что практически1622081 Составитель А;АбросимоТехред М.Моргентал КоРРектоР И;Эрдей Редактор И.Дербак аказ 73 Тираж. ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКН аушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 полностью устраняет отрицательное влияние изменения проводимости в цепи электродов на надежность устройства.Формула изобретения Устройство для определения остатка, жидкого. металла в сталеразливочном ковше, содержащее датчик уровня металла, выполненный в виде двух установленных в футеровке ковша стальных электродов, один из которых соединен через резистор с источником питания, генератор импульсов, электронный ключ и,блок сигнализации с исполнительным элементом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности определения уровня металла за счет уменьшения отрицательного влияния изменения проводимости в цепи электродов, оно снабжено сумматором, усилителем с регулируемым усилением и блоком компараторов, а датчик уровня металла. - двумя дополнительными электродами, рас положенными около основных электродов исоединенными соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого подсоединен к входу усилителя с регулируемым усилением, выходом соединенного с 10 входом блока компараторов, причем пер вый выход блока компараторов подсоединен к входу блока сигнализации с исполнительным элементом, а второй выходк входу генератора импульсов, выход которого 15 через электронный ключ соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым усилением,