Способ управления аппаратом вакуумной сепарации губчатого титана

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано в магниетермическом получении губчатого титана для управления процессом вакуумной сепарации.Целью изобретения является увеличение производительности аппарата сепарации за счет повышения температуры зон нагрева.На чертеже представлена установка, с помощью которой реализован предлагаемый способ управления процессом сепарации на промышленном аппарате.Установка состоит из аппарата сепарации 1, термопар 2, нагревателей 3, многоканального двухпозиционного регулятора 4, состоящего из коммутатора 5 с контактами 6, блока сравнения 7, блока уставок 8, блока памяти 9 с элементами памяти 10, блока пусковых устройств 11 с контакторами 12 и их исполнительными контактами 13, В состав установки входит также источник электропитания 14, приборы 15 для измерения потребляемой мощности, вычислительный блок 16 с исполнительными контактами 17,Перед началом процесса в вычислительный блок 16 вводят значение заданного цикла, в пределах которого квантуется подводимая мощность, В блоке 8 многоканального двухпозиционного регулятора 4 задают температурные установки для каждой зоны нагрева, равные 1030 С. Контакты 17 вычислительного блока устанавливают в замкнутое состояние для разогрева блока реакционной массы до заданных установок.Работает установка следующим образом. Аппарат сепарации 1 устанавливают в электропечь, подают напряжение 380 В на нагреватели 3 и осуществляют разогрев аппарата до 1030 С, По окончании стадии разогрева многоканальный двухпозиционный регулятор 4 поддерживает температуру стенки аппарата на уровне 1030 фС включением и отключением нагревателей 3 при испарении из блока реакционной массы магния и хлористого магния, Мощность, потребляемая каждой зоной нагрева, измеряется приборами 15 и преобразуется в импульсные сигналы, которые поступают в вычислительный блок 16. В качестве приборов 15 используются трехфазные счетчики активной энергии с телеметрическим импульсным выходом типа СА 34-И 687. Для управления процессом используются средние значения потребляемой мощности, полученные на интервалах времени, равных одному часу. В момент опроса термопары 2 одновременно замыкаются контакты 6 коммутатора 5 и термоЭДС термопары 2 и напряжение уставки блока 8 подключаются к блоку сравнения 7, а выход блока сравнения 7 подключается к соответствующему элементу памяти 10. Если термоЭДС термопары 2 меньше напряжения уставки, то с выхода блока сравнения 7 на соответствующий элемент памяти 10 поступает команда на включение нагревателя 3 данной зоны. Команда запоминается элементом памяти (например, самоблокируется реле) на время обегания других термопар. С выхода элемента памяти 10 эта команда поступает в блок пусковых устройств 11 на соответствующую обмотку контактора 12 через исполнительные контакты 17, которые изменяют скважность подводимой мощности обратно пропорционально средней величине потребляемой мощности в пределах заданного цикла. Если термоЭДС термопары 2 больше напряжения уставки, то на вход элемента памяти 10 поступает команда на отключение нагревателя 3. Эта команда также запоминается элементом памяти (например, реле снимается с самоблокировки) на время обегания других термопар. При этом элемент памяти 10 отключает напряжение питания с обмотки контактора 12, и контакты 13 размыкают цепь питания соответству-ющего нагревателя 3, отключая его от источника электропитания 14. Контакты 17 вычислительного блока 16 не оказывают при этом влияние на режим работы нагревателя 3,Заданный цикл квантования подводимой мощности определялся экспериментально с таким расчетом, чтобы при включении и выключении нагревателей 3 в пределах этого цикла не наблюдалось колебаний температуры стенки аппарата, Это условие выполняется для всех эксплуатируемых в настоящее время аппаратов в диапазоне от 0,1 до 30 с. Значения цикла квантования подводимой мощности менее 0,1 с меньше допустимого времени срабатывания контакторов, следовательно, при таких значениях цикла контакторы не работают, При малых значениях цикла из указанного диапазона контакторы работают с высокой чистотой, что ведет к сокращению срока службы и преждевременному выходу их из строя. При значениях цикла, больших 30 с, наблюдаются колебания температуры стенки аппарата, что вносит дополнительную погрешность в схему регулирования температуры, Оптимальное значение заданного цикла квантования подводимой мощности определялось путем изменения соответствующих настроек вычислительного блока 16.1797288 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Условие отсутствия колебаний температуры стенки в зонах нагрева аппарата при квантовании подводимой мощности в пределах заданного цикла контролировалось с помощью блока сравнения 7 многоканального двухпозиционного регулятора 4. Оптимальное значение заданного цикла, полъченное при испытаниях, было выбрано равным 30 с,Описанный способ управления испытан на промышленных аппаратах сепарации с помощью УВМ М. Среднее за интервал времени 1 ч значение потреоляемой мощности изменялось для каждой зоны нагрева аппарата от 104 кВ в начале до 14 кВт в конце процесса сепарации, а подводимая мощность 130 кВт квантовалась в каждой зоне нагрева в пределах цикла 30 с со скважностью 1,1 в начале и 8,2 в конце процесса. Такое управление процессом позволило получить качество двухпозиционного Способ управления аппаратом вакуумной сепарации губчатого титана, включающий измерение мощности, потребляемой каждой зоной нагрева аппарата, и поддержание температуры в указанных зонах нагрева двухпозиционным регулятором путем изменения подводимой мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата, периодически регулирования температуры и снизить амплитуды положительных отклонений температуры в зонах нагрева с 2 бС в известном до 4 С в предлагаемом способе управления. Это дало возможность повысить без ухудшения качества титановой губки температурные уставки многоканальному двухпозиционному регулятору с 1010 С в известном до 1030 С в предлагаемом способе, Повышение температуры зон нагрева, как показали опытно- промышленные испытания, ускорило отгонку летучих компонентов из реакционной массы, что дало возможность повысить производительность аппарата по сравнению с прототипом на 10 - 12;4, Кроме того, снизился расход электроэнергии на 1 т получаемой титановой губки на 100 - 120 кВт 195 ч. Ожидаемый эффект от внедрения предлагаемого способа состоит в повышении производительности аппарата за счет повышения температуры зон нагрева. определяют среднее за заданный интервал времени значение потребляемой мощности для каждой из зон нагрева и подводят напряжение в пределах цикла 0,1- 30,0 с импульсами со скважностью, обратно пропорциональной величине среднего за заданный интервал времени значения потребляемой мощности,