Устройство контроля количества усвоенного кислорода конвертерной ванной

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК4(51) С 21 С 5/30 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 02 36681 02. 120 ельство СССРО, 1967. СистемавленияКомплеклавильногоника", 197 отли 2 троиство по п. 1, е е с я тем, что третийтель выров, соедиточке,ч ающфункциополнен альный преобразов виде трех резист ежду собой в одно торая точка перво единена с общей т мпературы охлаждаю енных ричем о резис кой д ей во ра подс чиков т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОЛИЧЕСТВА УСВОЕННОГО КИСЛОРОДА КОНВЕРТЕРНОЙ ВАННОЙ, содержащее датчикдавления дутья, соединенный черезблок сигнализации и первый функциональный преобразователь с первымвходом блока деления, первый сумматор, первый вход которого через измеритель соединен с датчиком положения фурмы, второй вход которогосоединен с выходом первого интегратора, третий вход соединен черезвторой функциональный преобразовательс выходам первого интегратора, четвертый вход соединен с блоком вводаначальных условий, выход первогосумматора соединен с вторым входомблока деления, вход первого интегратора соединен с первым выходом схемы И, первый вход которой соединен сблоком сигнализации, второй входкоторой соединен с выходом блокапамяти, первый вход которого соеди.,801134609 нен через блок задержки с вторымвыходом схемы И, второй вход блокапамяти соединен с датчиком .положенияпривода конвертера и с входом второго интегратора, датчик расхода водына охлаждение кессона, соединенный сизмерителем расхода, датчики температуры охлаждающей воды на входе вкессон и выходе из него, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюувеличения точности контроля, онодополнительно содержит блок возведения в степень, второй сумматор,третий функциональный преобразователь, входы которого подсоединенык измерителю расхода воды, охлаждающей кессон, и датчикам температуры охлаждающей воды на входе в кессон и выходеиз него, а выход подсоединен черезблок возведения в степень к первомувходу второго сумматора, соединенному вторым входом с выходом блокаделения, а выходом - с вторым интегратором, причем датчики температурыохлаждающей воды на входе в кессони выходе из него прЕдставляют собойтермометры сопротивления, выполненные соответственно из полупроводникового термистора и металла. на входе в кессон и выходе из него,вторая точка второго резистора подсоединена ко второй точке датчикатемпературы охлаждающей воды навходе в кессон, а вторая точка третьего резистора подсоединена к выходуизмерителя расхода охлаждающей воды,11 З 46 О 9второй выход которого соединен свторой точкой датчика температурыохлаждающей воды на выходе из кессона.Изобретение относится к контролю и управлению в металлургической промьппленности, в частности контролю усвоенного кислорода конвертерной ванной.Известно устройство контроля количества усвоенного кислорода конвертерной ванной, содержащее измерители расхода кислорода, положения фурмы, расхода отходящих газов и содержания в них двуокиси углерода 1.Однако данное устройство является сложным, так как содержит газоаналиэатор на СО в отходящих газах, имеющий низкую точность и надежность в условиях эксплуатации в кислородноконвертерных цехах, в результате чего понижается точность контроля искомогопараметра.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство контроля количества усвоенного кислорода конвертерной ванной, содержащее датчик давления дутья,соединенный через блок сигнализации и первый функциональный преобразователь с первым входом блока деления, первый сумматор, первый вход которого через измеритель соединен с датчиком положения фурмы, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора, третий вход соединен через вторрй .функциональный преобразователь с выходом первого интегратора, четвертый вход соединен с блоком ввода начальных условий, выход первого сумматора соединен с вторым входом блока деления, вход первого интегратора соединен с первым выходом схемы И, первый вход которой соединен с блоком сигнализации, второй вход которой соединен с выходом блока памяти, первый вход которого соединен через блок задержки с вторым выходомсхемы И, второй вход блока памяти соединен с датчиком положения привода конвертера и с выходом второго интегратора, датчик расхода воды на охлаждение кессона, соединенный с измерителем расхода, датчики температуры охлаждающей воды на входе в кессон 5 и выходе из него 2 .Известное устройство характеризуется недостаточной точностью контроля количества усвоенного кислородаванной, так как последний параметрконтролируется только по входнымпараметрам процесса без учета обратной связи по реально протекающемупроцессу.Целью изобретения является увели 15 чение точности контроля количестваусвоенного кислорода конвертернойванной,Указанная цель достигается тем,что устройство контроля количества20 усвоенного кислорода конвертернойванной, содержащее датчик давлениядутья, соединенный через блок сигнализации и первый функциональныйпреобразователь с первым входом25 блока деления, первый сумматор,первый вход которого через измеритель соединен с датчиком положенияфурмы, второй вход которого соединенс выходом первого интегратора, третий30 вход соединен через второй функциональный преобразователь с выходомпервого интегратора, четвертыйвход соединен с блоком ввода начальных условий, выход первого сумма.тора соединен с вторым входом блокаделения, вход первого интеграторасоединен с первым выходом схемы И,первый вход которой соединен с блоком сигнализации, второй вход которой соединен с выходом блока памяти,первый вход которого соединен черезблок задержки с вторым выходом схемы И, второй вход блока памяти соединен с датчиком положения приводаконвертера и с вхоДом второго интегратора, датчик расхода воды на охлаждение кессона, соединенный с измери3 11346 телем расхода, датчики температуры охлаждающей воды на входе в кессон и выходе из него, дополнительно содержит блок возведения в степень, второй, сумматор, третий функциональ 5 ныи преобразователь, входы которого подсоединены к измерителю расхода воды, охлаждающей кессон, и датчикам температуры охлаждающей воды на входе в кессон и выходе из него, а выход подсоединен через блок возведе 10 ния в степень к первому входу второго сумматора, соединенному вторым входом с выходом блока деления, а выходом - с вторым интегратором, причем датчики температуры охлаждающей воды на входе в кессон и выходе из него представляют собой термометры сопротивления, выполненные соответственно из полупро водникового термистора и металла,Кроме того, третий функциональный преобразователь выполнен в виде трех резисторов, соединенный между собой в одной точке, причем вторая точка первого резистора подсоединена к общей точке датчиков температуры охлаждающей воды на входе в кессон и выходе из него, вторая точка второго резистора подсоединена ко второй точке датчика температуры охлаждающей воды на входе в кессон, а вторая точка третьего резистора подсоединена к выходу измерителя расхода охлаждающей воды, второй выход которого соединен с второй точкой датчика температуры охлаждающей воды на выходе из 35 кессона.Введение третьего функционального преобразователя позволяет определить количество тепла, покидающего конвертер, в процессе продувки, т.е. полу чить обратную связь по реальному протеканию процесса. Это позволяет уточнить количество кислорода, усвоенного ванной, и повысить точность устройства. 45Выполнение датчиков температуры охлаждающей воды на входе в кессон и выходе иэ него соответственно из полупроводникового термистора и металла позволяет получить алгебраи ческую сумму .температур охлаждающей воды на входе в кессон и выходе из него. При этом увеличение температуры охлаждающей воды на входе в кессон приводит к падению суммарного 55 сопротивления датчиков, так как сопротивление полупроводникового термистора с увеличением температуры 09 Юпадает, а увеличение температуры охлаждающей воды на выходе иэ кессона приводит к увеличению сумматорного сопротивления датчиков, так как сопротивление термометра, выполненного из металла, с увеличением температуры возрастает. Такое исполнение датчиков температуры охлаждающей воды позволяет исключить традиционные сумматор и блок умножения, повысить точность вычислительных операций, а следовательно, и всего устройства в целом.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2блок-схема третьего функционального преобразователя.Устройство контроля количества усвоенного кислорода конвертерной ванной содержит датчик 1 давления дутья, соединенный через блок 2 сигнализации, первый функциональный преобразователь 3 с блоком 4 деления. Вход блока 4 деления соединен также через первый сумматор 5, измеритель 6 положения фурмы с датчиком 7 положения фурмы 8. Вход первого сумматора 5 соединен непосредственно через второй функциональный преобразователь 9 с первым интегратором 10, Вход первого интегратора 10 подключен через блоки 11 И и памяти 12 к датчику 13 положения привода конвер-тера 14. Блок 2 сигнализации соединен с блоком 11 И, который через блок 15 задержки связан с блоком 12 памяти. Датчик 13 положения привода конвертера 14 соединен с вторым интегратором 16. Датчик 17 расхода воды, охлаждающей кессон 18, соединен . через измеритель 19 расхода охлаждающей воды с третьим функциональным преобразователем 20, к которому, кроме того, подключены датчики 21 и 22 температуры охлаждающей воды на входе в кессон и выходе из него. Выход третьего функционального преобразователя 20 через блок 23 возведения в степень соединен с вторым сумматором 24, к которому также подключен блок 4 деления, Выход второго сумматора 24 соединен с вторым интегратором 16. Первый сумматор 5 соединен с блоком 25 ввода начальных условий.Третий функциональный преобразователь 20 выполнен в виде трех резисто. ров 8 Ч, 12, 13, соединенных между собой в одной точке а, причем вторая113 пропорциональное величине первого слагаемого подынтегральной функции выражения (1), поступает на второй сумматор 24. Расход воды, охлаждающей кессон, измеряется датчиком 17, преобразуется в напряжение, пропорциональное расходу воды, в измерителе расхода воды 19 и поступает на третий функциональный преобразователь 20, на который также поступают напряжения, пропорциональные температуре охлаждающей воды на выходе в кессон с датчика 21 и выходе из йего с датчика 22. Таким образом, с выхода третьего функционального преобразователя 20 снимается напряжение, пропорциональное величине , которое в блоке 23 возведения в степень преобразуется в величину 1,09"Я и поступает во второй сумматор 24, выходное напряжение которого, пропорциональное подынтегральной функции выражения (1), поступает на вход второго интегратора 16, выходное напряжение которого пропорционально величине 1 .По окончании процесса (сливе металла из конвертера) срабатывает датчик 13 положения привода конвертера 14, посылающий напряжение на сброс второго интегратора 16 и на срабатывание блока 12 памяти. Устройство готово к проведению следующей плавки.Третий функциональный преобразователь 20 работает следующим образом Напряжение, пропорциональное расходу воды, охлаждающей.кессон, поступающее с измерителя 19 расхода воды, умножается на последовательно соединенных термометрах сопротивления 4609 8датчиков 21 и 22 на сумму величин,пропорциональных алгебраическойсумме температур охлаждающей водына входе в кессон и выходе из него.Но так как термометр сопротивленияна входе в кессон выполнен из полупроводникового термистора, а на выходе из него из металла, то увеличение температуры воды на входе приво- О дит к уменьшению суммы, а увеличениетемпературы воды на выходе - кувеличению суммы. Согласование характеристик термометров сопротивленияпроизводится подгоночными сопротив лениями к 1 и к 2, а выхода измерителя19 с суммарным напряжением - сопротивлением ВЗ.Таким образом, выходной сигналвторого интегратора 16 соответствует 20 количеству усвоенного кислорода конвертерной ванной.Испытание макета, реализующегопредлагаемое техническое решение, наЕнакиевском металлургическом заводе 25 показало, что использование предлагаемого устройства контроля количестваусвоенного кислорода конвертерной,ванной позволяет осуществить контрольс болеевысокой точностью (0,0127. Зп С ), что повышает качество выплавляемой стали и снижает ее себестоимость.Ожидаемый экономический эффект отиспользования изобретения по расчетным данным составляет 40 тыс. руб. вгод. Экономический эффект обеспечивается за счет повышения производительности конвертера на 1,23, сокращениярасходов огнеупорных материалов на 4 б 43, что снижает себестоимость сталина 0,073 руб/т.