Устройство контроля уровня ванны в конвертере во время продувки

.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскияСоциалистичеснивРеспублик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 1 Ы 1.32. Бюллетень М 9 42 53 УДК 669, 184, ,244.66:658. Дата опубликования описания 1 Ы 1,82"Ъ В.С.Богушевский, Н.А.Сорокин, В.А.ЯФнСкцй, Е:И,Веняев 1 и С,К.Соболев; т лф Киевский институт автоматкки им. ХХУ ъеада КПСС(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ВАННЫ В КОНВЕРТЕРЕ ВО ВРЕМЯ ПРОДУВКИ Изобретение относится к черной металлургии, а именно к контролю конвертерного процесса.Известно устройство контроля уровня ванны в конвертере, в котором содержится излучатель и приемник электромагнитных волн и измеритель продолжительности времени прохождения волн от. сопла фурьи к поверхности ванны .и обратно 1 1Недостатком устройства является его сложность и малая надежность из-за тяжелых условий эксплуатации,Наиболее близким к изобретению, является устройство контроля уровня ванны в конвертере, которое содержит датчик положения фурмы относи,тельно неподвижных конструкций конвертера, вход которого подсоединен . к приводу фурмы, а выход - к измерителю, соединенному через первый блок деления с первым сумматором, и зонд для ввода коррекции,21.Однако это устройство не позволяет производить замер уровня ванны в конвертере во время продувки. Целью изобретения является увеличение точности контроля. Эта цель достигается тем, чтоустройство, содержащее датчикположения фурмы относительно неподвижных конструкций конвертера, вход которого сочленен с приводом фурмы, а вы-.ход электрически подсоединен к изме рителю, соединенному через первыйблок деления с первым сумматором, и зонд для ввода коррекции, привод зонда, командоаппарат, дополнительно содержит датчик горизонтальных колеба ний фурмы, измеритель колебаний фурмы, преобразователь, три счетчика ипульсов, четыре блока памяти, второй, третий и четвертый блоки деления, блок продолжительности продувки, блок начала продувки, измеритель расхода дутья, датчик расхода дутья, второй и третий сумматоры, блок ввода начальных условий, функциональный преобразователь, блок окончания цнк-.2 О ла, измеритель положения зонда, триблока задержки, блок И, причем датчик горизонтальных колебаний фурмы соединен через измеритель и преобразователь с первым и вторым счетчиками импульсов, выходы которых соединены соответственно через первый и второй блоки памяти, второй и третий блоки деления с первым сумматором, к которому, кроме того, че,рез четвертый блок деления, блокпродолжительности продувки подсоедк 97362510 15 25 35 30 где Р О 3 А 65 иен блок начала продувки, соединенный с датчиком положения фурми отно сительно неподвижных конструкций конвертора, и через измеритель расхода дутья - с датчиком расхода, к одномуиэ входов первого сумматора непосред ственно подсоединен второй сумматор, вход которого подключен к блоку ввода начальных условий и через Функциональный преобразователь, третий счетчик импульсов и блок окончания цикла к приводу конвертора, причем выход первого сумматора соединен с третьим сумматором, который, кроме того, через третий блок памяти, измеритель положения зонда и командоаппарат связан с приводом зонда, а выход третьего сумматора подсоединен через четвертый блок памяти к перво,му сумматору, причем вход четвертого блока памяти подсоединен непосредственно и через блок задержки к измерительному зонду, который, кроме того,подсоединен через блок И к третьему блоку памяти, причем блок И и третий блок памяти подсоединены к камандоаппарату, а блок продолжительностипродувки соединен непосредственнои через второй блок задеркки с первым и вторым счетчиками импульсов,последний, кроме того, соединен совторым блоком деления,Схема содержитНа чертеже представлена блок-схема устройства,Схема содеркит датчик 1 положения фурмн; фурму 2; конвертер 3; привод фурмы 4; измеритель полокения фуриы 5 блок деления 6; сумматор 7; датчик колебаний фурмы 8; измеритель колебаний фурмы 9, преобразователь 10,счетчики импульсов 11 и 12; блоки 40 памяти 13 и 14; блоки деления 15-17, блок продолжительности продувки 18; блок начала продувки 19; измеритель расхода дутья 20, датчик расхода дутья 21; сумматор 22; блок ввода 45 начальных условий 23, функциональный преобразователь 24; счетчик импуль- . сов 25; блок окончания цикла 26; привод конвертера 27; сумматор 28; блок памяти 29; измеритель положения зонда 30, командоаппарат 31; привод зонда 32, блок памяти 33; блок задержки 34, измерительный зонд 35; блок И 36; блоки задержки 37 и 38.датчик 1 положения фурмы 2 относительно неподвижных конструкций конвертера 3 подсоединен к приводу 4 фурмы, Выход датчика 1 соединен через нзмеритель 5, первый блок деления 6 с сумматором 7.Датчик 8 колебаний Фурмы соединен через измеритель 9 60 и преобразователь 10 с первым 11 и вторым 12 счетчиками импульсов, выходы которых соединены соответственно через первый 13 и второй 14 блоки памяти, второй 15 и третий 16 блоки деления с сумматором 7, Сумматор 7, кроме того, через четвертый блок 17 деления, блок 18 продолжительности продувки подсоединен к блоку 19 начала продувки, представляющего собой схему И. Блок 19 начала продувки соединен с датчиком 1 положения Фуриы относительно неподвижных конструкций конвертЫра и через измеритель 20 расхода дутья с датчиком 21 расхода. Сумматор 7 также подсоединен ко второму сумматору 22, вход которого соединен с блоком 23 ввода начальных условий и через функциональный преобразователь 24 третий счетчик импульсов 25, блок 26 окончания цикла с приводом 27 конвертера. Выход сумматора 7 соединен с третьим сумматором 28, который, кроме того, через третий блок 29 памяти, измеритель 30 положения зонда и командоаппарат 31 связан с приводом 32 зонда, а выход третьего сумматора 28 подсоединен через четвертый блок 33 памяти к первому сумматору 7, причем вход четвертого блока 33 памяти подсоединен непосредственно и через блок 34 задержки к измерительному зонду 35, Измерительный зонд 35 под-. соединен через блок 36 И к третьему блоку 29 памяти, причем блок 36 И и третий блок памяти 29 подсоединены к командоаппарату 31. Блок 18 продолжительности продувки соединен непосредственно и через второй блок 37 задержки с первым 13 и вторым 14 блоками памяти и через третий блок 38 задержки с первым 11 и вторым 12 счетчикамиимпульсов, последний кроме того, соединен со вторым 15 блоком деления.В начале процесса, когда продувка проходит в режиме назаглубленной струи, колебания фуроры близки к свободным и происходят с большой амплитудой и малой частотой, По мере затопления фурмы шлако- газо-металлической эмульсией повышается частота колебаний и снижается их амплитуда. В конце продувки, когда процесс переходит снова в режим незаглубленной струи, повышается амплитуда и снижается частота колебаний Фурмы.Уровень ванны в конвертере во время продувки определяется по формуле 3=Ыо+ Ы 4 Ыо+АЪнЕ Цао+ а, И уровень ванны в конвертере во время продувки, м;коэФфициенты;- амплитуда колебанийфурмы относительно точки ее закрепЛения, мм;- частота колебаний фурмы относительно точкиее закрепления,имп,/мин,Нположение Фурмы относительно неподвижных конструкций конвертера, м,функциональная зависимость5 продолжительность продувки, мин;поправка, учитывающая изменение уровня спокойного металла от мас сы металлической садки и разгара футеровки. конвертера; м;поправка, определяемая по контрольныи замерам 15 уровня ванны в момент измерения температуры и содержания углерода зондовым методом без повалки конвертера, м.1. -К Е(6) ЕМ), 2где С - металлическая садка, равная сумме количества лома и чугуна на плавку, т;М в ,номер плавки по ходу кампании футеровки конвертера;са - коэффициент,Велйчина коэффициентов Ы- ЙзиФункциональной зависимости определяется емкостью конвертера, .конструкцией фурми и др. Для условий 130-тонного конвертера при продувке четырехсопловой фурмой с углом раскрытия 35сопла в 15 О и интенсивностью подачикислорода 3-4 нм/т,мин Юо= 5,9 м,сЕ= 0,440 м/им; оС 2 = О, 0055 и.иин/имп,;аэ = - 0 235 Г ( ) = 0,512 в о 031 Г м,40а Ьр - 2,99- а, 01456у. - -урС 001 М (3)Устройство работает следуюцимобразом,Перед продувкой сигнал, пропорциональный металлической садке, поступает из блока 23 ввода начальных условий в сумматор 22, в который одновременно поступает сигнал, пропорциональный изменению уровня ванныот износа футеровки с Функционального преобразователя 24. С выходасумматора 22 снимается напряжение,пропорциональное, величине а Ро поформуле 12 ), которое поступает в сумматор 7. В начале продувки конвер-,тера при.опускание Фурми и подачедутья сигналы, пропорциональные ве.личине этих параметров, поступаютс привода 4 фурмы в датчик 1 положения Фурмы и с датчика 21 расходадутья в измеритель 20. В датчике 1и измерителе 20 срабатывают позиционные контакты, установленные на рабочих значениях параметров (например,для условий 130-тонных конвертеров 65 при значениях расстояния сопла фуриы до уровня спокойного металла 3 и н расхода кислорода, равного 75% номинального значения). При этом на выходе блока 19 начала продувки, представляющего собой схему И, появляется напряжение, соответствующее логической ф 1", которое поступает в блок 18 продолжительности продувки,состоящей, например, из электродвигателя, соединенного профилированным кулачком с выходным преобразователем,Профилированный кулачок реализует зависимость 1(т) выражения 11 ), Таким образом, на выходе блока 18 появляется напряжение, пропорциональное величине вп 0,31 т, Данное напряжение поступает на блок 17 деления, выходное напряжение которого, пропорциональное величине 0,512 ь 1 п 0,31 Т, поступает в сумматор 7. Сигнал, пропорциональный значению положения Фурии относительно неподвижных конструкций конвертера, поступает с датчика 1 на измеритель 5 и оттуда в блок 6 деления, С выхода блока 6 деления на сумматор 7 поступает напряжение, пропорциональное величине с Н. Напряжение с датчика 6 колебаний Фурмы поступает на измеритель 9,выходной сигнал с которого поступает на преобразователь 10, представляющий собой, налример, стробоцилиндр со щелевыми отверстиями, внутри которого помещены два источника излучения ,лампы накаливания), а с другой стороны - приемники излучения (Фотодиод), Стробоцилиндр помещают на оси двигателя, перемещающего стрелку измерителя тока, Источники излучения смещены относительно друг друга на расстояние, равное половине ширины щелевого отверстия, т.е. если один источник находится против мели, то второй - против выступа. Таким образом, на выходе фотодиодов появляются импульсы, количество которых пропорционально удвоенному количеству мелевых отверстий, прошедших мимо приемника н источника излучения. Счетчик импульсов 11подсчитывает импульсы с первого фото- диода. Кроме того, преобразователь 10содержит два счетчика импульсов на два, входы которых соединены соответственно с первым и вторым фото- диодом, а схемы сброса со вторим и первым Фотодиодом, а выходы через схему ИЛИ со счетчиком импульсов 12, Таким образом, на выходе схемы ИЛИ появляются импульсы, количество которых соответствует количеству изменений направления вращения двигателя, перемещающего стрелку изиерителя тока,.По истечении времени, разного циклу измерения для условий 130-тонных конверторов, при продувке четырехсоплоной фурмой с угломраскрытия сопла в 15 ф и интенсивности подачи кислорода 3-4 нмэ/т.мин,10 с), блок 18 продолжительностипродувки выдает импульс в блоки 13и 14 памяти на сброс предыдущих покаэаний, через блок 37 задержки,этот же импульс разрешает запись вблоки 13 и 14 памяти показаний счет .чиков импульсов 11 и 12, а затем производит через блок 38 задержки сброспоказаний счетчиком 11 и 12, Далеецикл измерения повторяется, Показания блока 14 пропорциональны частоте колебаний фурмы, а показания блока 13 - сумме амплитуд колебанийфуроры эа цикл измерения. Выходноенапряжение блока 1 4 памяти поступаетв блок 16 деления, выходное напряжение которого, пропорциональное величине Ки, поступает в сумматор 7.Выходное напряжение блока 13 памятипоступает в блок 15 деления, кудаодновременно поступает напряжениес блока 1 4. Выходное напряжение блока 15 деления, пропорциональное величине с 1 А, поступает в сумматор 7.Таким образом, выходное напряжениесумматора 7 пропорционально уровнюванны в конвертере во время продувки,В момент измерения уровня ванны эондовым методом угол поворота привода 32 передается через командоаппарат 31 на измеритель 30 положения зонда и оттуда в блок 29 памяти, Командоаппарат 31 разрешает запись в блок 29 памяти. При каса нии поверхности газо-шлако-металлической эггульсии зондом 35 срабатывает блок И, посылая в блок памяти 29 сигнал "Останов", тахим образом, показания блока 29 памяти соответствуют уровню ванны. Напряжение с выхода блока 29 поступает в сумматор 28 где суммируется в противофазе с выходным напряжением сумматора 7, Выходное напряжение сумматора 28, пропорциональное величине д Ь, поступает в блок 33 памяти и оттуда в сумматор 7При новом измерении уровня ванны зондовым методом производится сброс блока 33 памяти при каса-. нии поверхности газо-шлако-металлической эггульсии зондом 5 и разрешение на запись через блок задержки 34. По окончании плавки и сливе шлака срабатывает блок 26 окончания цикла, передавая импульс в счетчик импуль- сов 25, в котором происходит изменение номера плавки по футеровке на единицу. Выходное напряжение счетчика импульсов 25 поступает в функциональный преобразователь 24, выходное напряжение которого пропорционально величине9,47Эконоггический эффект от использования изобретения по расчетным данным составляет 40 тыс. руб. в год. Экономическая эффективность обеспечивается за счет повышения. выхода годного на 0,3, что снижает себестоимость стали на 0,07 руб/т,Формула изобретения 10 Устройство контроля уровня ванны в конвертере во время продувки, содержащее датчик положения фурмы относительно неподвижных конструкцийконвертера, вход которого"сочлененс приводом фурмы, а выход электричес 15 ки подсоединен к измерителю, соединенному через первый блок деленияс первым сумматорогл, и зонд для вво 20 да коррекции, привод зонда, командоаппарат, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения точности контроля, оно дополнительносодержит датчик горизонтальных ко лебаний фурмы, измЕритель колебанийфурггы, преобразователь, три счетчика импульсов, четыре блока памяти,второй, третий и четвертый блокиделения, блок продолжительности продувки, блок начала продувки, измеритель расхода дутья, датчик расходадутья, второй и третий сумматоры,блок ввода начальных условий, функциональный преобразователь, блококончания цикла, измеритель положения зонда, три блока задержки, блок Ипричем датчик горизонтальных колебаний фурмы соединен через измерительи преобразователь с первым и вторымсчетчиками импульсов, выходы которых 40 соединены соответственно через первыйи второй блоки памяти, второй и третий блоки деления с первым сумматором,к которому, кроме того, через четвертый блок деления, блок продолжитель ности продувки подсоединен блок начала продувки, соединенный с датчикомположения фурмы относите .ьно неподвижных конструкций конвертера и черезизмеритель расхода дутья - с датчи ком расхода непосредственно к одномуиз входов первого сумматора подсоединен второй сумматор, вход которогоподключен к блоку ввода начальныхусловий и через функциональный пре обраэователь, третий счетчик импульсов и блок окончания цикла к приводу конвертера, причем выход первогосумматора соединен с третьим сумматором, который, кроме того, черезтретий блок памяти, измеритель положения зонда и командоаппарат связансприродом. зонда, а выход третьегосумматора подсоединен через четвертый блок памяти к первому сумматору,причем вход четвертого блока памяти И подсоединен непосредственно и через9 973625 10 ВНИИПИЗаказ 8619/30 Тираж 587 Подписное филиал ППП "Патентф,. г.ужгород, ул.Проект первый блок задержки к измерительному зонду, который кроме того, подсоединен через блди П к третьему блоку памяти, причем блок И и третий блок памяти подсоединены к. командоаппарату; а блок продолжительности 5 продувки соединен непосредственно и через. второй блок задержки с первым и вторим блоками памяти и через третий блок задержки с первым и вто 10 рым счетчиками импульсов, последний,кроме того, соединен со вторым блоком деления Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3701518,кл, С 21 С 7/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР 9 326222, кл, С 21 С 5/30, 1968.