Датчик для измерения уровня жидкого металла в металлургических агрегатах

(5)5 6 г 29 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И,П.Бардина(56) Паунов Э. Измерительные зонды в сталеплавильных цехах - Обзор по системе "формсталь", вып, 30 (209) - М 1984, с, 5-6.(54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯЖИДКОГО МЕТАЛЛА В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТАХ Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам контроля уровня жидких металлургических сред, и может быть использовано о черной и цветной металлургии для определения положения межфаэной границы шлак - металл в печах, ковшах, кристаллиэаторах в других металлургических агрегатах,Известен датчик изглерения уровня жидкого металла в металлургических агрегатах, содержащий сменный блок, о основании которого закреплены электроды из тугоплавкого материала внутри стального колпачка. После попадачия сменного блока в жидкий металл происходит растворение металлического колпачка и электроды замыкаются жидкигл металлом, По мере подьема блока из металла он попадает в шлак, сопротивление которого много выше, чем сопротивление металла, Момент скачка сопротивления соответствует прохождению концами электродов границы раздела шлак Ы П 1758440 А 1(57) Использование: изобретение может быть использовано в черной и цветной металлургии для определения положения межфазной границы шлак - металл в печах, ковшах и других металлургических агрегатах. Сущность: устройство включает два электрода из тугоплавкого материала, концы которых выступают над торцовой частью погружаемого в жидкий металл сменного блока, и закрыоающий их стальной колпачок, причем электроды имеют различные длины выступающих концов, разность которых рекомендована в пределах 1,5 - 4,5 наименьшей длины выступающего конца электрода. 2 ил.- металл, Этот момент фиксируется счетчиком пройденного от базовой точки пути, а затем определяется положение указанной границы относительно этой базовой точки.Недостатком данного устройства является недостаточная точность определения уровня жидкого металла, что связано с инерционностью системы отсчета пройденного сменным блоком пути, которая обусловлена достаточно высокой скоростью извлечения сменного блока из металла, вызванного ограниченностью времени пребывания (не более 5 с) его в жидком металле,Цель изобретения - повышение точности контроля.Поставленная цель достигается тем, что в известном датчике измерения уровня жидкого металла в металлургических агрегатах, содержащем сменный блок, в основании которого закреплены электроды из тугоплаокого материала 8 нутри стального колпачка, согласно изобретению электроды установлены с различными по длине выступающими концами относительно основания, причем разность длин электродов относительно основания сменного блока составляет 1,5 - 4,5 наименьшей длины.Различная длина выступающих концов электродов позволяет установить начало периода времени, в котором необходима резко снизить скорость подьема сменного блока из металла, за счет чего снижается инерционность отсчета пройденного блоком пути и повышается точность определения положения границы шлак - металл. Это происходит по следующим причинам, Когда оба электрода находятся в металле, сопротивление между ними очень мало, По мере подьема сменного блока более короткий электрод попадает в слой шлака, в то время как длинный электрод еще находится в металле. При этом сопротивление цепи резко увеличивается, Момент начала возрастания сопротивления служит сигналам для снижения скорости подьема сменного блока, Как только более длинный электрод попадает в слой шлака, сопротивление цепи еще раз скачкообразно возрастает. Поскольку момент второго скачка сопротивления происходит при малой скорости подъема сменного блока, то положение границы шлак - металл фиксируется с высокой точностью.Для реальных условий работы (диаметр сменного блока 30-50 мм, толщина слоя шлака 2-50 см) длины электродов должны быть1 = 1,0 - 2,0 см и (Ь +2) = 3,0 - 4,5 см (т.е. разность длин Е 2 составляет 1,5-4,5 длины короткого электрода .).На фиг. 1 показан предлокенный датчик, общий вид; на фиг. 2 - изменение сопротивления в цепи в зависимости от положения концов электродов.Датчик состоит из электродов 1 и 2 различной длины, смонтированных в торцовой части сменного блока 3 из картона, надеваемого на жезл 4 погружного механизма б, и датчика 5 перемещения. Для измерения и анализа сопротивления в цепи предусмотрен измерительно-аналитический блок 7, связанный с механизмом 6 и датчиком 5 перемещения. Электроды защищены металлическим колпачком 8.Датчик работает следующим образом, С помощью силового механизма 6 жезл 4 со сменным блоком 3 на конце погрукается в жидкий металл со скоростью 0,8 - 1,2 м/с. Попадание электродов 1-2 в жидкии металл фиксируется после расплавления колпачка 8 по практически нулевому сопротивлению цепи, которое измеряется блоком7. Если сопротивление цепи высоко, тосменный блок еще больше погрукается врасплав. На фиг, 2 сопротивление Й 1 соот 5 ветствует положению обоих электродов вжидком металле.Для ограничения перемещения сменного блока 3 в нижнее положение предусмотрены концевые выключатели (на фиг. 1 не10 показаны),Затем блок 7 "зануляет" датчик 5 перемещения и дает команду силовому механизму б на подъем сменного блока 3 соскоростью 0,05 - 1,0 м/с, В момент т 1 "карат 15 кий" электрод 1 пересекает границу шлак -металл и сопротивление цепи резко возрастает, причем чем выше поднимается конецэлектрода 2, тем больше это сопротивление.Рост сопротивления фиксируется блоком 7,20 который выдает сигнал силовому механизмуб на снижение скорости подъема до 0,0050,01 м/с, По мере дальнейшего подъема вшлак попадает и конец "длинного" электрода 2 (момент т 2 на фиг. 2), При этом набло 25 дается еще один скачок сопротивления доКз. В этот момент времени. блок 7 запрашивает датчик 5 перемещения и определяетполокение границы шлак - металл, Далеевыдается команда механизму 6 на подьем30 жезла 4 са скаростыа 1,2 м/с).По сравненио с известным устройствомпредложенный датчик позволяет повыситьточность определения межфазнай границышлак - металл на 20 - 40%,35 В сравнении с базовым объектом, закоторый взято устройство-прототип, болееточная информация а положении границыметалл - шлак позволяет более точно оценить массу жидкого металла в ковше и, сле 40 довательно, улучшить дозировкураскислителей и легирующих добавок.Экономический эффект в сравнении сбазовым обьектом мажет быть получен засчет экономии алюминия при раскислении45 стали.Формула изобретенияДатчик для измерения уровня жидкогометалла в металлургических агрегатах, содеркащий сменный блок, в основании кото 50 рого закреплены электроды из тугоплавкагоматериала внутри стального колпачка, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениияточности, электроды установлены с различными по длине выступающими концами от 55 носительно основания, причем разностьдлин электродов относительно основаниясменного блока составляет 1,5 - 4,5 наименьшей длины, 11584401758440 08. 8 ектор С,Лисина Составитель А.ИвановТехред М,Моргентал едактор А,Маковс оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 аказ 2990 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5