Устройство для контроля положения кислородной фурмы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 С 21 С САНИЕ НИЯ ОБРЕ О нои метал- стали в кис" жет быть жения проповыщеоля поло- сительно ма уст- кропроренняя звязки, ого бло - внутГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРВ 789587, кл, С 21 С 5/30, 1976.ф 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛЖЕНИЯ КИСЛОРОДНОЙ ФУРМЫ(57) Изобретение относится к черной металлургии, точнее к получению стали в кислородных конвертерах, и может бытьиспользовано для контроля положения продувочных кислородных фурм. Цель - повышение точности и надежности контроля Изобретение относится к черлургии, конкретнее к.получениюлородных конвертерах, и моиспользовано для контроля полодувочных кислородных фурм.Целью изобретения являетсяние точности и надежности контржения кислородной фурмы отноуровня спокойного металла,На фиг. 1 изображена блок-схеройства; на фиг. 2 - блок-схема мицессорного блока; на фиг. 3 - внутструктура блока гальванической раблока интерфейса, последовательнка обработки информации; на фиг. 4 Я 21696487 А 1 положения кислородной фурмы относительно уровня спокойного металла. Устройство содержит преобразователь угловой скорости вращения привода фурмы в частоту импульсов и регистрирующий прибор. Новым в устройстве является то, что оно содержит микропроцессорный блок, блок управления, излучатель светового потока, приемник излучения, компаратор, сцинтилляционный детектор, контейнер-коллиматор с источником и затвором, пересчетное устройство. Существо изобретения заключается в том, что перед началом продувки определяется уровень спокойного металла, а затем определяется коэффициент пересчета показаний преобразователя угловой скорости вращения привода фурмы, которые используются для определения положения фурмы над уровнем спокойного металла во время продувки 5 ил 1 табл. ренняя структура блока дешифрации, блока индикации, цифроаналогового преобразователя; на фиг. 5 - блок-схема алгоритма работы устройства.Устройство содержит (фиг.1) преобразователь 1 угловой скорости вращения привода фурмы в частоту импульсов, первый выход которого соединен с первым входом микропроцессорного блока 2, а второй выход соединен с вторым входом микропроцессорного блока 2, блок 3 управления, первый выход которого соединен с входом излучателя 4 светового потока, приемник 5, выход которого соединен с входом компаратора б, а выход компаратора б соединен с5 10 ЗО 50 янии (фиг.1), равном, например, 5,1 м отсреза горловины конвертера Диаметр кол лимационного отверстия выбирается в зависимости от мощности источника с такимусловием, чтобы угол раскрытия луча обеспечивал получение точных и воспроизводимых результатов на всех значениях уровняспокойного. металла от минимального домаксимального значения, Пределы значений диаметра коллимационного отверстияпри активности источника 5,4 К составляет5-7 мм.Пересчетное устройство 9 может бытьпредставлено, например, в виде радиометра РГТ(производства ГДР) или ПС 02- .4 ЕМ (производства СССР).Регистрирующий прибор 10 может бытьпредставлен в виде самописца, например,типа КСП.Аппаратная часть устройства работаетследующим образом,Две последовательности импульсов,сдвинутые относительно одна другой на90 О, с выхода преобразователя 1 поступают на вход блока 23 согласования (фиг.З), ас выхода блока 23 согласования поступаютна тестированные входы центрального процессора 30. В блоке 17 обработки информации происходит преобразованиепоследовательностей импульсов в цифровой код, с учетом направления вращенияпривода фурмы (по сдвигу фаз между импульсами) и с учетом коэффициента масштабирования а. Выходные потенциальныесигналы, поступающие с пересчетного устройства 9, нормализуются в блоке 24 согласования и с выходом блока 24 согласованияпоступают на двунаправленные выходныешины шинного формирователя 29; к этимшинам подключен входной канал информации цифроаналогового преобразователя 21.Входные шины шинного формирователя 29подключены к двунаправленным шинамцентрального процессора 30,В зависимости от уровня логическогосигнала, поступающего на управляющийвход шинного формирователя 29 с выхода19 регистра 34, шинный формирователь 29принимает информацию с блока 24 согласования и выдает ее на двунаправленные шины центрального процессора 30, или жешинный формирователь 29 передает информацию, поступающую с шин центральногопроцессора 30, во входной канал цифроаналогового преобразователя 21 (фиг.4), в котором цифровой код преобразуетсяоднокристальным цифроаналоговым преобразователем 47 в аналоговый сигнал. Аналоговый сигнал записывается в устройство 48выборки и хранения по сигналу, поступающему на его управляющий вход с выхода блока 17 регистра 34, выделяется на выходе устройства 48 выборки и хранения и усиливается усилителем тока на транзисторе 49, к которому подключается регистрирующий прибор 10.Информация, поступившая на двунаправленные шины центрального процессора 30 с выходных шин шинного формирователя 29, преобразуется в блоке 17 обработки информации в соответствии с заданной программой, Результаты преобразования заносятся во внутреннее оперативное запоминающее устройство центрального процессора ЗО.Управление блоком 19 клавиатуры и блоком 20 индикации осуществляется с помощью блока 18 дешифрации, в котором цифровой код, поступающий с центрального процессора 30, заносится в регистры 34 и 35. С выхода регистра 35 цифровой код поступает на входы дешифраторэ 36 и 47. Дешифратор 36 управляет блоком 19 клавиатуры, блоком 25 согласования (низкий уровень напряжения, поступающего с выхода дешифратора 36, позволяет открыться оптрону в блоке 25 согласования, вход которого соединен с выходом компаратора 6) и ключами на транзисторах 39 - 42, подключенными к катодам индикаторов блока индикаторов 38.Связь микропроцессорного блока 2 с ЭВМ АСУТП осуществляется через последовательный интерфейс 16. Выходной сигнал с приемопередатчика 28 через ключ на транзисторе 26 поступает на первый вход блока 22 согласования и с первого выхода блока 22 согласования поступает в ЭВМ АСУТП, сигнал от ЭВМ АСУТП поступает на второй вход блока 22 согласования и с второго выхода блока 22 согласования поступает на приемный вход приемопередатчика 28.Центральный процессор 30 работает по программе, записанной в постоянном запоминающем устройстве 33. Фиксирование первых восьми разрядов адреса, выставляемых центральным процессором 30 на шиныпостоянного запоминающего устройства 33, осуществляется в регистре 31, остальные (старшие) разряды адреса поступают через шинный формирователь 32.Устройство работает следующим образом (фиг,5). При переводе конвертера в вертикальное положение после окончания технологического процесса заливки чугуна по команде от ЭВМ АСУТП или по команде от мастера-технолога блок 3 управления выдает две чередующиеся между собой команды, 1696487сдвинутые по времени в пределах от 30 до 75 с, определяемых экспериментально, По первой команде открывается затвор контейнера-коллиматора 8 с источником и гамма-излучение проходит через коллиматор и 5 достигает поверхности спокойного металла; отражаемый поток гамма-излучения, попадая в сцинтилляционный детектор 7, преобразуется в нем в серию электрических импульсов, которые поступают в пересчет ное устройство 9; На выход пересчетного устройства 9 выдается цифровой код, пропорциональный интенсивности обратно рассеянного гамма-излучения, который поступает в микропроцессорный блок 2. 15В микропроцессорном блоке 2 информация обрабатывается в соответствии со следующей зависимостью;Йи Низм - + где Низм измеряемая высота от уровняспокойного металла до среза контейнераколлиматора 8 с источником и затвором, м, 25Й 4 - количество импульсов, подсчитанных пересчетным устройством 9, и пропорциональное интенсивности обратнорассеянного гамма-излучения;А,В - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа используемого источникагамма-излучения,Значение Низм запоминается в микропроцессорном блоке 2,По второй команде блока 3 управления 35включается излучатель 4 светового потока,световой поток поступает на приемник излучения (кислородная фурма находится вверхнем г 1 оложении - поднята на максимальную отметку) и по сигналу от приемника 40излучения на выходе компараторов 6 появляется сигнал, соответствующий "1".В дальнейшем по команде от ЭВМАСУТП или, по команде мастера-технологапроизводится опускание кислородной фурмы 45для того, чтобы начать процесс продувки. Приопускании кислородной фурмы происходит. поворот вала лебедки, сочлененного безлюфтовой муфтой с преобразователем 1 угловой.скорости вращения привода фурмы в частоту 50импульсов(фиг.1), на первом и втором выходекоторого появляется последовательностьимпульсов, сдвинутых один другого на 90 О,которые поступают на вход микропроцессорного блока 2. В микропроцессорном блоке 2 55производится подсчет количества импульсов, Одновременно с началом отсчета вмикропроцессорном блоке 2 осуществляется суммирование по зависимости(3) где Н 2 - расстояние между отметкой верхнего (максимального) положения кислородной фурмы и уровнем излучателя 4 светового потока;и - количество импульсов, подсчитанное устройством с момента начала опускания кислородной фурмы.В дальнейшем определение положения кислородной фурмы относительно уровня спокойного металла осуществляется микропроцессорным блоком 2 по зависимости:Нф(1) = Низм-а. и (4) где Нфт) - положение кислородной фурмы относительно уровня спокойного металла,м;п - количество импульсов, подсчитанное устройством с момента начала опускания кислородной фурмы;а - коэффициент масштабирования,На выходе микропроцессорного блока 2 получают аналоговый сигнал, пропорциональный положению кислородной фурмы относительно уровня спокойного металла, регистрируемый регистрирующим прибором 10.Учет изменения уровня спокойного металла в конвертере из-за изменения геометрических параметров полости конвертера в связи с износом его футеровки, а также изэа изменения объема шихтовых материалов (лома и чугуна) повышает точность и надежность контроля положения кислородной фурмы относительно уровня спокойного металла. где Н"изм - расстояние от уровня спокойного металла до уровня излучателя светового потока с приемником излучения, м;Н 1 - расстояние от затвора контейнераколлиматора с источником до уровня излучателя светового потока с приемником излучения,м.Значение Н изм запоминается в микхропроцессорном блоке 2.В момент прохождения среза сопел кислородной фурмы уровня излучателя 4 светового потока исчезает выходной сигнал с приемника 5 излучения и с выхода компаратора 6 в микропроцессорный блок 2 поступает сигнал, соответствующий "0". В микропроцессорном блоке 2 осуществляется определение значения коэффициента масштабирования апо зависимости:В таблице приведены данные опытных плавок по контролю положения фурмы с помощью известного и предлагаемого устройств и сравнение этих данных с фактическим положением кислородной фурмы относительно уровня спокойного металла.Из таблицы видно, что известное устройство имеет существенную погрешность контроля положения кислородной фурмы, так как в нем корректировка осуществляется при достижении кислородной фурмой определенной отметки, например 3 м и ниже горловины контейнера, т,е. не учитывается изменение уровня спокойного металла от плавки к плавке.Среднеквадратическая погрешность контроля положения фурмы по результатам сравнения положения фурмы, определенного с помощью предлагаемого устройства, с факпюеской на 112 . плавках составила 0,018 м, т,е. предлагаемое устройство обладает высокой точностью контроля положения фурмы относительно уровня спокойного металла по сравнению с известными техническими решениями.Техническая эффективность предлагаемого устройства состоит в том, что повышение точности и надежности контроля положения кислородной.фурмы позволяет увеличить выход годного металла за счет уменьшения его потерь с выбросами и выносами, т.е. увеличить производительность конвертеров. ф ормула изобретения Устройство для контроля положениякислородной фурмы, содержащее преобра зователь угловой скорости вращения привода фурмы в частоту импульсов и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля положения кис лородной фурмы относительно уровняспокойного металла, в него введены микропроцессорный блок, блок управления, излучатель светового потока, приемник излучения, компаратор, сцинтилляционный 15 детектор, контейнер-коллиматор с источником и затвором, пересчетное устройство, причем первый и второй выходы преобразователя угловой скорости вращения привода фурмы в частоту импульсов соединены соот ветственно с первым и вторым входами микропроцессорного блока, выход которого соединен с входом регистрирующего прибора, первый выход блока управления соединен с входом излучателя светового потока, 25 а второй выход - одновременно с входамисцинтилляционного детектора и контейнера-коллиматора с источником и затвором, выход приемника излучения через компаратор соединен с третьим входом 30 микропроцессорного блока, а выходсцинтилляционного детектора - с входом пересчетного устройства, выход которого соединен с четвертым входом микропроцессорного блока.35Ямъ С С Обх кК цЮ С сС 3 ОС П1696487 Составитель А. АбросимТехред М.Моргентал ктор И. Дерба рректор С. Черн ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 роизводствен Заказ 4277 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/Б