Автоматизированная установка для внепечной обработки расплавленного металла

)5 С 21 С 7/О ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ Ви ЕТЕЛЬСТВ ВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОГОМЕТАЛЛА(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, может быть использованов сталеплавильных цехах при производстве высококачественной стали.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и экономияматериальных ресурсов. Согласно изобретению в автоматизированную установку введены размещенный в расходном Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильных цехах при производстве высококачественной стали.Цель изобретения - расширение Функциональных воэможностей и экономия материальных ресурсов .На фиг. 1 приведена схема автоматизированной установки для внепечной обработки расплавленного металла, на Фиг. 2 - индуктивный датчик расхода порошка с преобразователем; на Фиг.3- график зависимости выходного напряжения преобразователя от массы находящегося в нем порошка. 2 трубопроводе индуктивный датчик расхода порошка, преобразователь, блок линеаризаии и переключатель, при этом индуктивный датчик подключен к преобразователю, а последний через блок линеаризации - к первой клемме переключателя, вторая клемма которого подключена к преобразователю емкостного датчика, а якорь - к системе управления установкой. Индуктивный датчик расхода порошка выполнен в виде патрубка из немагнитного материала, на котором размещены передающая и приемная катушки, а преобразователь содержит эталонный генератор переменного тока, усилитель и,детектор, при.О этом генератор подключен к передающей катушке датчика, усилитель - входом к приемной катушке, а выходом - к детектору. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.,1 табл. Автоматизированная установка для внепечной обработки расплавленного металла содержит соединяющий эжектор с фурмой, расходный трубопровод 1, в котором смонтированы емкостный 2 и индуктивный 3 датчики расхода порошка, Датчики соединены с соответствующими преобразователями 4 и 5. Выходы преобразователей 4 и 5 подключены к переключателю 6, причем преобразователь 5 индуктивного датчика 3 соединен с переключателем 6 через блок 7 лине- аризации, Якорь переключателя 6 подключен к входам интегратора 8 и аналого-цифрового преобразователя (АЦП)9 спс темы 10 управлеяия ус тановкой. Индукционный датчик 3 расхода металлического порошка выполнен из не-5магнитного материала в виде патрубка11 с фланцами 12 для крепления датчика. На патрубке размещены секции 13,14 и 15 передающей 16 и приемной 17 катушек. Секции соответствующих катушексоединены последовательно, при этомпередающая катушка подключена к эталонному генератору 18 переменноготока, а приемная - к усилителю 19,вход которого соединен с детектором 20.Автоматизированная установка длявнепечной обработки расплавленногометалла содержит также питатель 21,соединенный через вентили 22 и 23 смагистралью 24 газа-носителя, Выходпитателя 21 через электроклапан 25соединен с эжектором 26, второй входкоторого через вентиль 27 соединенс магистралью 24 газа-носителя. Выход эжектора 26 через датчики 3 и 2расхода порошка расходным трубопроводом 1 и 28 соединен с Фурмой 29,закрепленной на манипуляторе 30 надемкостью 31 с расплавленным металлом.На трубопроводе 28 при входе в Фурму29 установлен датчик 32 погружения.Манипулятор 30 расположен на вертикальной направляющей стойке 33, накоторой укреплена зубчатая металлическая рейка 34, На кронштейне 35манипулятора 30 закреглен индуктивныйдатчик 36 вертикального положенияфурмы 29, датчик 36 рабочим зазоромобращен к зубчатой рейке 34,40Выход индуктивного датчика 36 положения фурмы 29 подключен к счетному входу счетчика 37, вход установкив нуль которого через дифференциатор38 соединен с выходом датчика 32 45погружения Фурмы 29, Выходы счетчика27 в параллельном коде подключены кадресным входам программируемого запоминающего устройства (ПЗУ) 39. Входы цифрового блока 40 сравнения подключены соответственно к выходам АЦП9 и к информационным выходам ПЗУ 39.Выход "Меньше" циФрового блока 40сравнения соединен с первым входомлогической схемы 3 И 41, второй вход55которой подключен 1 выходу датчика 32погружения, а выход подключен к первому входу исполнительного устройства 42, кинематически связанного с вентилем 27 подачи газа-носителя из магистрали 24 в эжектор 26, Выход "Больше" цифрового блока 40 сравнения соединен с первым входом логической схемы 2 ИЛИ 43, выход которой подключен к второму входу исполнительного устройства 42. Выход интегратора 8 соединен с индикатором 44 массы введенного в расплав порошка и с первым входом компаратора 45, Выход компаратора подключен к третьему входу логической схемы 3 И 41, к первомувходу логической схемы 2 И 46 и через инвертор 47 к второму входу логической схемы 2 ИЛИ 43. Второй вход логической схемы 46 подключен к выходу датчика 32 погружения, а выход - к электроклапану 25. Установка работает следующим обра зом.Перед началом обработки расплавленного металла порошком переключателем 6 выбирают датчик расхода в зависимости от используемого порошка и устанавливают в положение Д, если порошок диэлектрический (известь, карбид кремния), или в положение М, если порошок металлический.Открываются вентили 22 и 23. Через вентиль 22 в питателе 21 создается избыточное давление, вентиль 23 и патрубок Р, введенный в нижнюю часть питателя, способствуют разрыхленню нижнего слоя порошка, Закрытое состояние вентиля 27 настраивается положением регулирующего органа исполнительного устройства 42 таким образом, чтобы обеспечить начальное давление в расходном трубопроводе в пределах 0,3-1,0 кг/см. От системы управления манипулятором подается сигнал на отпускание фурмы 29 вдоль направляющей стойки 33. Скорость опускания фурмы 5-1 0 м/мин. В момент касания фурмой 29 поверхности расплава в емкости 31 давление в расходном трубопроводе повьппается, при этом срабатывает манометрический датчик 32 погружения. Сигнал с выхода датчика 32 подготавливает к работе логическую схему 3 И 41, через.дифференциатор 38 устанавливает счетчик 37 в нулевое состояние и через логическую схему 2 И 46 включает электроклапан 25, через который подается порошок в эжектор 26 из питателя 21, при этом вентилем 27 обеспечивается минимальный расход по5 15605 рошка. При дальнейшем опускании Фурмы 29 индуктивный датчик 36 вертикального положения, установленный на кронштейне 35, перемещаясь вместе с манипулятором 30 вдоль зубчатой рейки 34,5 укрепленной на стойке 33, Формирует электрические импульсы, соответствующие каждому зубу рейки. Эти импульсы подаются на счетный вход счетчика 37. Содержимое счетчика в каждый момент времени отражает глубину погружения фурмы 29 в расплав с точностью до величины шага зубчатой рейки 34.Параллельный код состояния счетчика подается на адресные входы ПЗУ 39. В соответствии с выставленными счетчиком 37 адресами, соответствующими глубине погружения Фурмы 29, ПЗУ 39 выдает заранее записанные по этим адресам 20 значения требуемого текущего (в зависимости от глубины погружения и назначенного технологом) расхода поРошка для обработки расплава. Значения требуемого текущего расхода по даются на первые входы цифрового блока 40 сравнения. Фактический текущий расход порошка определяется датчиком 2 или 3 расхода; преобразуется в пропорциональное значение напряжения по стоянного тока соответствующим преобразователем 4 или 5, переводится в циФровую Форму аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 9 и подается на вторые входы цифрового блока 40 сравнения. В результате сравнения на одном из выходов блока 40 сравнения "Меньше", "Больше" или "Равно (последний в схеме не используется) вырабатывается сигнал логической1 ", 40 Если фактический текущий расход порошка меньше заданного на данной глубине погружения Фурмы, то через логическую схему 3 И 41 Формируется сигнал на исполнительное устройство 42, по которому вентиль 27 открывается до тех пор, пока требуемый и фактический расходы не сравняются.Если фактический текущий расход 50 порошка больше заданного на даннон глубине погружения Фурмы, то возбуждается выход "Больше" цифрового блока сравнения и через логическую схему 2 ИЛИ 43 Формируется сигнал на испол 55 нительное устройство 42, по которому вентиль 27 закрывается до тех пор, пока требуемый и фактический расходы не сравняются./1 6При достижении заданной глубиныпогружения Фурмы 29, которая определяется либо концевым выклктчетелем(не показан), либо по содержимомусчетчика 37 система управления манипулятором 30 прекращает погружениефурмы,Дальнейшая обработка расплава осуществляется с расходом порошка, опре-.деленным содержимым ячейки ПЗУ 39,вызванной в момент, предшествующий ос -тановке манипулятора.Выходной сигнал выбранного преобразователя 4 или 5, пропорциональныйфактическому текущему расходу пороппса,интегрируется по времени интегратором8, Выходной сигнал интегратора пропор-ционален общему количеству введенногов расплав порошка, которое индицируется индикатором 44. Компаратор 45сравнивает введенное количество порошка с заданным для обработки всего расплава. Задание устанавливается оператором по второму входу компараторадо начала обработки металла. При равенстве введенного порошка заданномукомпаратор 45 через логическую схему2 И 46 выключает электроклапан 25,при этом подача порошка прекращается.Этот же сигнал запрещает прохождениесигнала "Меньше" через логическую схему 3 И 41 от цифрового блока 40 сравнения и Формирует сигнал йа закрывание вентиля 27 исполнительным устройством 42 через инвертор 47 и логическую схему 2 ИЛИ 43, Одновременно подается сигнал в систему управленияманипулятором на подъем фурмы 29.После вывода формы из расплава схема установки возвращается в исходноесостояние. Сброс интегратора производится оператором либо автоматически при включении питания,Принцип работы индуктивного датчика расхода порошка основан на изменении магнитного сопротивления сердечника Индуктивности датчика в зависимости от количества находящегося внем порошка. На фиг. 3 представлена зависимость выходного напряжения преобразователя от массы порошка, находящегося в патрубке 11 датчика. Индуцируемая в приемной катушке 1 6, 1 7 электродвижущая сила, величина которой зависит от магнитного сопротивления сердечника, усиливается усилителем. 19 переменноготока и выпрямляется измерительным.детектором 20.П р и м е р. Установка опробована в полупромышленных условиях при вду"5 ванин различных порошков в жидкий металл в индукционной печи ИСТ. Масса жидкого металла 700 кг. В качестве порошкообразного реагента испольэовали на одних плавках - смесь извести(80%) и плавикового шпата (20%), на других плавках - силикокальций СК 25, Количество вдуваемого порошка представлено в таблице, транспортирующий газ - аргон. Перед обработкой порошок 15 взвешивали на механических весах, засыпали в питатель, после чего производили вдувание, погружая фурму в металл на глубину 1 00 мм от днища тигля. Процесс производили до полного вдува ния порошка из питателя по показаниям датчиков, при этом время составляло примерно 5 мин. По окончании. процесса остатки порошка взвешивали, отбирали пробы металла на содержание кислоро да и серы.Эксперименты с.вдуванием неметаллического порошка производили. на стаг ли 40 Х (с исходным содержанием серы0,030-0,032 ),а с металлическим порош-30 ком (силикокальций) - на стали 20 ХНЗА с исходным содержанием серы 0,018-0,020%.Для сравнения прн таких же параметрах обрабатывали металл с помощью35 неавтоматизированной установки, без включения автоматической управляющей системы.Результаты испытаний представленыв таблице, 40Полученные данные свидетельствуют о надежности установки как в режиме работы с вдуванием неметаллических, так и металлических порошков, т.е. о расширении функциональных возможностей установки и экономии порошкообразных материалов.1 Индуктивный датчик расхода металлического порошка имеет надежную характеристику и позволяет управляють процессом вдувания порошка, Как и в случае неметаллических порошков, при одинаковом расходе силикокальция достигается более высокое качество стали, а при одинаковом уровне содержания вредных примесей расход реагента на 28 нижеФормула изобретения1. Автоматизированная установкадля внепечной обработки расплавленного металла по авт.св,В 1451171,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей и экономии материальныхресурсов, в нее дополнительно введены размещенный в расходном трубопроводе индуктивный датчик расхода порошка, преобразователь, блок линеаризации и переключатель, при этоминдуктивный датчик подсоединен кпреобразователю, который через блоклинеаризации подсоединен к первойклемме переключателя, вторая клеммакоторого подсоединена к преобразователю емкостного датчика, а общаяточка переключателя соединена с интегратором и аналого-цифровым преобразователем,2. Установка по п, 1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем; что индуктивный датчик расхода порошка выполненв виде патрубка из немагнитного материала, на котором размещены передающая и приемная катушки, а преобразователь содержит эталонный генераторпеременного тока, усилитель и детектор, при этом генератор подсоединенк передающей катушке датчика, а усилитель входом,- к приемной катушке,а выходом - к детектору.Расчетное Фактиче- Кислород ское Сера 8,Предлагаемая Известная То же 8,1 8,52 0,003 0,012 20 УРЗЛ Предлагаемая Са 81 Известная То же 7,0 0,003 0,007 СтальРеагеит НРХ Смесь СаО+СаГКолич ес тв о ре а г ен та ,кг 8,12 б,51 7,0 5,0 0,002 0,003 О, 002 0,003 0,008 0,02 0,004 0,006 упрФ.ылу1560571 Составитель А. Абросимоведактор Л. Веселовская Техред Л,Сердюкова Корректор М,вая ственно-издательский комбинат "Патейт", г,Произ од, ул. Гагарина,. 101 Заказ 952 Тираж 497 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5