Устройство контроля количества чугуна в миксере

, т, точность контроля масмксене . 1 1). ы чуг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобэретение каГ;ется кстр яколичества чугуна в юпссерс . 1 с )изобретения - повышение то эс ",контроля, Суцество изобрс теикэи "ется в том, что в ус.трс йснс, с; -купностью блоко)3 и с.еязей мсли сч нрешается слсдуюис-с. ур:ннс :. Сг =,;.а 3+(4, +3,)Сг з.с.,1+.,:(К,-К, д ц+К +К )/) й э /; 1+К +К,э) 1где сС, гС , К, К- к о эФфи.:. и ы; С. г мс а чугу)а в миксере;- угол порта миксера н момент появления с,ру чугуна; 1 - ток нагрузки двига; привода миксера; ) - коэффици язкостных снойстн чугуна. Для; у; н миксере по величине тока.:и ел привода миксера и углу наккиксс ра н момент появления струи у;,а, б.ок 24 индикации. Поставлено.), достигается путем введеиия :тельнык блэков для определен,Ф пис.нта 1 вязкостных свойств уг) а, и по)и зуюик информацию от и ,. : 29 )асс чугуна н ковше, и1 3Нзобретецце огцосцтся к контролю одесса цлэцкц г металлургической промышленности, а астцостц к котролю количества чугуна в миксере, и может быть осущесгвлено в сталеплавильных цехах металлургических заводов.Цель изобретения - псвышецие точности контроля количества чугуна в миксереНэ чертеже представлена схема пред лагаемого устройства.2084 дом первого блока 18 деления, и пятый блок 22 умножения.Устройство также содержит второйблок 23 суммирования, первый вход которого соединен с выходом четвертого блока 20 умножения, второй вход - с выходом первого блока 8 умножения, третий вход - с выходом третьего блока 16 умножения, четвертый вход - с выходом второго блока 14 вычислительных операций, пятый вход - с выходом пятого блока 22 умножения, а выход - со вторым входом первого блока 18 деления, блок 24 индикации, вход которого соединен с выходом первого блока 18 деления, реле 25, вход которого соединен с якорем двигателя привода миксера, блок 26 логического умножения, первый вход которого соединен с выходом реле 25, а второй вход - с датчиком 5 появления струи чугуна, электромагнитную муфту 27, реле 28 времени, входы которых соединены с выходом блока 26 логического умножения, причем электромагнитная муфта механически соединена с датчиком 29 массы. Кроме того, устройство содержит третий блок 30 памяти, первый вход которого соединен с датчиком 29 массы, э второй вход - с первым выходом реле 28 времени, блок 3 вычитания, первый вход которого соединен с выходом третьего блока 30 памяти, а второй вход - с датчиком 29 массы, последовательно соединенные второй блок 32 деления, первый вход которого соедццен с выходом третьего блока 30 памяти, а второй вход - с выходом блока 31 вычитания, четвертый блок 33 памяти, второй вход которого соединен со вторым выходом реле 28 времени, четвертый функциональный блок 34, третий блок 35 деления, четвертый блок 36 вычислительных операций, третий блок 37 суммирования, второй вход которого соединен с выходом второго блока 12 памяти, а выход соединен со входом первого функционального блока 13, со входом второго блока 14 вычислительных операций и со входом третьего блока 15 вычислительных операций. 55 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 Датчик 5 появления струи чугуна представляет собой, например, фото- реле типа ФРСУ с контактом В, Блок 2 управления командоаппаратом представляет собой контроллер управления КУ, соединенный с обмотками генерато3 1 325ра, причем 1-111 обмотки соединены сконтроллером управления через контакты реле Р 1, установленного в этомблоке.Датчик 6 тока выполнен на базе преобразователя Е 824.5В качестве датчика 4 угла поворотамиксера может быть использован, например, преобразователь типа ЭД 1.Блок 11 переключений состоит изреле Р 2 и РЗ, контактов путевого выключателя привода миксера В 2 и ВЗ,причем контакт ВЗ замыкается при наколоне миксера на угол более 3 , а контакт В 2 замыкается при наклоне миксера на угол более 5 . Контакты В 2 исВЗ включают реле Р 2 и РЗ,В качестве датчика 29 массы использован, например, преобразователь типаЭД 1, встроенный в головку платформенных весов (масса чугуна в ковшепропорциональна выходному сигналу датчика),В качестве блоков 7, 12, 30 и 33памяти можно использовать, например, 25регулятор РБА системы АКЭСР, работающий в режиме ПИ-регулятора и охвачен.ный отрицательной обратной связью. Вэтом случае сигнал на выходе регулятора будет равен в установившемся 30режиме сигналу на его входе. Если закоротить вход регулятора, т.е. установить рассогласование на входе регулятора равным нулю, регулятор запом 11нит значение входного сигнала в момент замыкания и, таким образом, регулятор будет выполнять функцию блокапамяти,Блоки 8, 9, 16, 20 и 22 умножения,блоки 18, 32 и 35 деления, блоки 17, 4023 и 37 суммирования, блоки 1 О, 14,15 и 36 вычислительных операций, функ.циональные блоки 13 и 19 выполнены,например, на базе преобразователейБВО системы АКЭСР. Функциональные бло 45ки 21 и 34 выполнены, например, набазе блоков нелинейных преобразований типа БНП системы АКЭСР. В качестве реле 28 времени использовано, например, реле времени типа ВС.Блок 24 индикации выполнен, например,на базе вторичного прибора КСП.Количество чугуна в миксере связа 084 де Сч р,ь,К +уз1 = Д 6+Л,К+3 Сг (4)Решив систему уравнений (4) отно 55 сительно Сг, получаем но с измеряемыми параметрами присливе чугуна соотношением(С, ), (1) масса чугуна в миксере, т; угол поворота миксера в момент появления струи чугуна, град;радиус эквивалентного цилиндра футеровки миксера, м; ток нагрузки двигателя привода миксера, А. Аналитическая форма системы (1), выведенная для угла поворота миксера от г оризонтальной оси, равного 5 град (угол поворота миксера в 5 град меньше его холостого хода для слива чугуна при максимальном его наполнении1 поэтому при повороте миксера от горизонтальной оси для слива чугуна агрегат всегда проходит это положение), имеет вид:Л+И К +Лзч К +,/6 Л 1 К8 С,1где ,1 - 1 ь 8 - коэффициенты.ЮИзмеренный угол поворота миксера в момент появления струи чугуна будет различным при разных вязкостных свойствах жидкого металла, Чем больше вязкость, тем на больший угол повернется миксер до начала слива чугуна при одинаковом его количестве. Для учета погрешности, связанной с изменением вязкостных свойств металла, введем поправку в определение угла поворота миксера в момент слива чугуна.- Ч+ К + К, (3) где , - приведенный угол поворотамиксера в момент начала слива чугуна, град;ь - коэффициент вязкостныхсвойств чугуна, сКК - коэффициенты,После подстановки в систему (2) вместо углаприведенного угла поворота миксера Ч , определенного по1формуле (3), получаем систему урав- нений1325 привода миксера измеряется датчиком 6 тока. С выхода датчика 6 тока на 55 первый вход первого блока 7 памяти поступает сигнал, пропорциональный току нагрузки двигателя миксера. При ве -5Массу чугуна С, вытекающего измиксера эа время, можно представть в2С=А (Ае ) Йг, (6)о5где А - постоянный коэффициент;р - плотность чугуна, т/мН - начальный уровень напора чугуна в момент=О, м.Формула (6) верна при отсутствии 1 Овращения миксера, причем период интегрирования т должен быть меньше времени между двумя поворотами миксера.Из (6) для равных промежутков времени следует:,гА 2 (не )2 жТ/2где С - масса чугуна, слитого из мик серн эа первый промежутоквремени О- /2, т;С 2 - масса чугуна, слитого измиксера за второй промежуток времени/2-7, т.Из формулы (7) имеемч 1 пС,С 2(8)37Таким образом, определив по формуле (8) коэффициент вяэкостныхсвойств чугуна и решив уравнение (5),можно определить массу чугуна в миксере с учетом изменяющихся реологических свойств металла. 35Для условий миксера емкостьюЗОО т, приводимого во вращение двигателем МП, прп максимальной скорости вращения коэффициенты рпвпы:с 1 =-5,72 1 От 1; о 2 =-298 1 О 4 т-; 400=4.10 4 (А т) ; д 4 =36 т/А; а( ==1,41 т/град; х =-46,53 т/град; с(7 ==12,606;=-0,241 град ; ь =0,24 Ас(, =-138 т; К,=-5,6 град;К 2=666 град х.х с ;=15 с. 45Устройство работает следующим образом.При повороте миксера 1 для сливачугуна с выхода датчика 4 угла поворота миксера на первый вход второго 50бЛока 12 памяти поступает сигнал, пропорциональный углу поворота миксера.Величина тока нагрузки двигателя 3 084личине угла поворота миксера, соответствующего углу, равному 3 град, срабатывает путевой выключатель привода миксера ВЗ, включающий реле РЗ, Контакт 1 РЗ размыкается, отключается реле Р 1 блока 2 управления командоаппаратом, размыкаются контакты 1 Р 1, 2 Р 1,ЗР 1, обеспечивая поворот миксера только на максимальной скорости при фиксированном напряжении на якоре двигателя привода миксера, При величине углаповорота миксера, равной 5 град, срабатывает путевой выключатель привода миксера В 2, включающий реле Р 2, Контакт 1 Р 2 замыкается, включая реле Р 1, обеспечивая поворот миксера на любых скоростях. Контакт 2 Р 2 замыкается, чем обеспечивается запоминание первымблоком 7 памяти сигнала, пропорционального току 1 нагрузки двигателяпривода миксера при угле поворота миксера, равном 5 град, при максимальной скорости вращения. В момент появленияструи чугуна срабатывает контакт В датчика 5 появления струи чугуна. Позиционный сигнал от датчика 5 поступает на второй вход второго блока 12 памяти, который запомнит" значение угла поворота миксера ц, соответствующее началу слива чугуна. Одновременно сигнал, соответствующийединичному", с выхода датчика 5 поступает ина второй вход блока 26 логического умножения. При остановке привода ток на якоре двигателя становится равным нулю, замыкается контакт реле 25 и сигнал, соответствующий "единичному", поступает на первый вход блока 26 логического умножения. При этом на выходе блока 26 логического умножения появляется управляющее напряжение, которое поступает на входы электромагнитной муфты 27 и реле 28 времени. При срабатывании электромагнитной муфты 27 датчик 29 массы соединяется с осью вращения указателя платформенных весов. Одновременно включается реле 28 времени (начинается отсчет времени), а датчик 29 массы фиксирует количество чугуна, залитого в ковш с момента остановки привода миксера. Сигнал с датчика 29 массы поступает на второй вход блока 31 вычитания и первый вход третьего блока 30 памяти. По истечении промежутка времени /2 срабатывает реле 28 времени и позиционный сигнал с его первого выхода поступает на второй вход третьего блока 307 13памяти. Третий блок 30 памяти "здц- нит значение сигнала от датчика и;с -сы и на его выходе устанавливается сигнал, пропорциональный массе слитого чугуна за первый промежуток яре мени 7 /2 и равный Г, . Этот сигнд: поступает на первый вход бока 3 вычитания и первый вход блока 31 вычитания и первый вход второго блока 32 деления. При дальнейшем сливе металлд 10 сигнал с выхода блока 31 вычитания, пропорциональный разности С -С, поступает на второй вход второго блока 32 деления, С выхода второго блока 32 деления сигнал, пропорциональный величине С, /(С-С ), поступает на первый вход четвертого блока 33 памяти. По истечении промежутка времени снова сработает реле 28 времени и позиционный сигнал с его второго ны хода поступает на второй вход четвертого блока 33 памяти. Так как масса чугуна, слитого за второй промежуток времени от "/2 дог , определяется, как разность С =С - С то нд выходе четвертого блока 33 памяти зафикоируется сигнал, пропорциональный Г,/С, Далее этот сигнал поступает нд вход четвертого функционального блока 34. С выхода четвертого функционального 30 блока 34 сигнал, пропорциональный 1 п (С /С ), поступает на третий блок 35 деления, На выходе третьего блока 35 деления будет сигнал, пропорциональный (1 пС /С /3/4 ) или коэффици - 351 2енту нязкостных свойств чугуцд . Этот сигнал преобразуется н четвертом блоке 36 вычислительных операций нсигнал, пропорциональный величине(К + КЧ), и поступает нд первый вход 40третьего бпока 37 суммирования,Сигнал, пропорциональный току нагрузки 1, с выхода первого блока 7памяти поступает на входы первого бло.ка 8 умножения, второго блока 9 умно зжения и первого блока 10 вычислительных операций. Сигнал с выхода первогоблока 1 О вычислительных операций, про.порциондльный величине с 11 + д. 1, поступает на второй вход четвертого блока 20 умножения, На первый вход четвертого блока 20 умножения с выходавторого функционального блока 19 поступает сигнал, пропорциондльньй Сг,а на его выходе будет сигнал, пропорциональный величине (а+ а 1) Сг,Этот сигнал поступает на первый входвторого блока 23 суммирования. СигналПв о б:о д Я у жея :ро )11 ион чьц1 поступет цд второй вхоп второго блока 23 суммирования. С выхода второго блока 9 умножения сигнал, пропоршопальный величине а 1, поступает нд второй вход первого блока 17 суммгровднгя.Здфиксировагное значение угла поворота миксерас выхода второго блока 12 памяти поступает на второй вход третьего блока 37 суммирования, ца выходе которого будет сигнал, пропорциональный величине=+К +К Это значение поступает нд входы первого функционального блока 13, второго блока 14 вычислительных операций и третьего блока 15 вычислительных операций. Сигнал с выхода первого функционального блока 13, пропорциональный величине ц поступает на вход третьего блока 16 умножения. С выхода третьего блока 16 умножения сигнал, пропорп згаченикл г., поступает цд третий вход второго блока 23 суммирования. С выхода второго блока 14 вычислительных ог.ераций сигнал, пропорциональный , + очаг , поступает цд четвертый вход второго блока 23 суммирования, С выхода третьего блока 15 вычислительных операций сигнал, грогорциогдльнг а + с , поступает нд гервг вход первого блока 17 суммирования, цд вгходе которого будгт си илПропорццоцдьньп с(+ +аг,д 1. Этот сигнал поступает на первый вход первого блока 18 деления, Нд второй вход первого блока 18 деления поступает сигнал с вьхода второго блока 23 суммирования, пропорциональный величине ,с(+ сс 1)Сг + сК 1 +с+ а +ь (+о,Сг 3.С гвыходд первого блока 18 деления сигнал, пропорциональный С, поступает ца входы третьего функционального блока 21, второго функционального блока 19 и блока 24 индикации. На вход пятого блока 22 умножения поступает сигнал с ныхода третьего функционального блока 21, пропорциональныц величине Сг . С выхода пятого блока 22 умножения сигнал пропорциональный а С. поступает на пятый вход второго блока 23 суммирования.Испытания макета устройства показали, что использование устройства контроля количества чугуна в 1 300-тонном миксере позволяет повысить точность контроля на 30 т. Повьшение точ -1325084 45 50 5111 Заказ 3022/25 Тираж эЙ 9 ПОДПИСНОЕ ПГ)аизн-по)игр, пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 нос ти контроля приводит к сокращенпоПРас тОЕН КОННЕРтЕРНЫХ аГРЕГатОВ На 7 формула изобретения Усра)1 ство контроля количества чугуна В миксере, содержащее датчик уг.га ПОВОРата МИКСЕРа, ВХОД КстОРОГО Саадгиен с прина;ом миксера, датчик появгения струи чугуна, датчик тока, соединен нцй через блок управления с командаспшаратам и непосредственно с якоремдьигателя привода миксера, первыйблок памяти, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, первый 15и второй блоки умножения, а такжепервый блок вычислительных операций,нхадц которых с.аедшенц с выходом первого блока памяти, блок переключений,перв,11 нцхад которого соединен с вхэдам бгок уранлешя командааппараГГ)М, а Нтарай ГгцХад - С НтарЫМ Вход м пс )Г)а О блока памяти, второй блскГ 01 ят 1, парны 1 вход которого соединен с Г)цхадам датчика уда пс)вс)ро гамиксер, а Рта)ОЙ с г)атч 11 коы паян -:1.н 1151 струи чнгуна НО)вый функциа1)ль 11:)г блок, второй блок нцчислие) нцх спераций, тра лЙ блок вцчисгптелпгх опера)цг 111, третий блок умнэженин, соединенный с нцходам первогэг)унсс 1,с 1 ага блока, первый блок СУЬ 1:ИРО: )Ши, ПЕРВС НХОД КОТОРОГОСОЕДПС г С НцХадаМ ТрстЬЕГа бЛОКа Вцчс 1;О).1,1 гг,:х Опер;)1 г 111, а зтараи ВхОд - 35 с н),хг) г)г),Нта;)ОГО 6;ока умножения,Пос:Едапатг г,га Саг ДНЕНПЕ ПЕрвцйблок Де г нпя, н )рай 51)уГкпианалнЙ блок, чс тнер гый 6;г)к умножения, при,нЙ нхад 1 ернаго 6 лака делен .5 с 5 .:111ньсо,10."с р 1",) го блс) кг 1 сумм), о,;)ния, а второй нхад четвертагх) 6:ака умножения - с выходам пернаго гб)Ока нь:числительных Операций,сааднгРнпьс. мсжду сабс)Й трег 1 Й функ -ц)на)ьнь 5 6 лак ВХОД ката)01 О сВ 51 -зан с ныхс)дом первого блг)ка деления,и пят 11 блок умножения, второй блокСУМЬрг)ВГ)в 151) ПЕрнн 1 ВХОД КОтОрОГОсоединен с гвьгхадам че гнертога блока умножения, второй вход - с выходомпервого блока умножения, третий входс выходом третьего блока умножения, четвертый вход - с выходомвторого блока вычислительных операций,пятый вход - с выходом пятого бпокаумножения, а выход - с вторым входомпервого блока деления, блок индикации, вход которого связан с выходомпервого блока деления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено датчикоммассы, третьим и четвертым блокамипамяти, вторым и третьим блоками делени)1, четвертым функциональным блоком, четвертым блоком вычислительныхопераций, третьим блоком суммирования, реле, блоком логического умножения, электромагнитной муфтой, релевремени, причем датчик массы, третийблок памяти, второй блок деления,четвертый блок памяти, четвертый функциональный блок, третий блок деления,четвертый блок вычислительных операций, третий блок суммирования соединены последовательно, вход реле соединен с якорем двигателя привода миксера, а его выход - с первым входомблока логического умножения, второйвход которого соединен с датчиком появления струи чугуна, а выход - сэлектромагнитной муфтой, электромагнитная муфта механически соединена сдатчиком массы, вход реле времени соединен с ныходом блока логическогоумажения, первый выход - с вторымвходом третьего блока памяти, а второй выход - с вторым входом четвертога блока памяти, блок вычитания, первый вход которого соединен с выходомтретьего блока памяти, второй вход -с выходам датчика массы, а Выход - свторым входом второго блока деления,1 ри этом второй вход третьего блока суммирования соединен с выходом второго блока памяти, а выход - с входами первого функционального блока, вто.рого блока вычислительных операций итретьего блока вычислительных операций,