ЗОНДОВАЯ СКАНИРУЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 1998 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к средствам контроля доменного процесса, и может быть использовано для контроля распределения шихтовых материалов в доменных печах.

Известен зонд для контроля распределения шихтовых материалов в доменной печи, содержащей корпус с чувствительными элементами на нем в виде металлических колец, изолированных от корпуса. Кольца подсоединены к источнику питания и каждое из них образует с корпусом зонда электрическую сеть. Зонд устанавливается в печи стационарно и это ограничивает его функциональные возможности и срок службы. Кроме того, недостатком такого зонда является зависимость точности измерений от числа чувствительных элементов, увеличение которых снижает прочность зонда [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является зондовая сканирующая система для контроля распределения шихтовых материалов, содержащая горизонтальный зонд с механизмом перемещения, электроприводом, датчиком вида шихтовых материалов, датчиком перемещения зонда и двумя конечными выключателями, вычислительное устройство, блок аналого-цифровых преобразователей, информационные входы которого соединены с датчиками и конечными выключателями, а выходы с входами вычислительного устройства [2] . Данная зондовая система свободна от недостатков аналога, но она не позволяет производить измерения структуры столба шихты в автоматическом режиме и требует участия в ее работе операторов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей зондовой системы и обеспечение ее работы в автоматическом режиме.

Указанная цель достигается тем, что зондовая сканирующая система, содержащая горизонтальный зонд с механизмом перемещения, электроприводом, датчиком вида материалов и двумя конечными выключателями, вычислительное устройство, блок аналого-цифровых преобразователей, информационные входы которого соединены с датчиками и конечными выключателями, а выходы - с входами вычислительного устройства, дополнительно снабжена блоком управления работой привода зонда и устройством контроля уровня засыпи шихты в печи с приводом и блоком управления его работой, причем входы блоков управления соединены с выходами вычислительного устройства, а информационный выход устройства контроля уровня засыпи соединен с входом блока аналого-цифровых преобразователей.

Указанная цель достигается также тем, что система дополнительно снабжена устройством контроля скорости шихты в печи, информационный выход которого соединен с входом блока аналого-цифровых преобразователей.

Признаки, отличающие изобретение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники, и, следовательно, изобретение отвечает критерию "изобретательский уровень".

На чертеже представлена блок-схема зондовой сканирующей системы согласно изобретению.

Зондовая сканирующая система содержит горизонтальный зонд 1 с механизмом перемещения и электроприводом 2, датчик вида шихтовых материалов 3, датчик перемещения зонда 4, конечные выключатели 5, вычислительное устройство 6, блок аналого-цифровых преобразователей 7, блок управления работой привода зонда 8, устройство контроля уровня засыпи шихтовых материалов в печи с приводом 9, блок управления работой устройства контроля уровня засыпи 10. Дополнительно зондовая сканирующая система может содержать также устройство контроля скорости схода шихтовых материалов 11 /фиг. 1/.

Информационные входы блока аналого-цифровых преобразователей 7 соединены с датчиком вида шихтовых материалов 3, датчиком перемещения зонда 4, конечными выключателями 5, устройством контроля уровня засыпи 9 и устройством контроля скорости схода шихты в печи 11. Выходы блока аналого-цифровых преобразователей 7 соединены с входом вычислительного устройства 6, а выходы вычислительного устройства соединены с блокам 8 управления работой электропривода зонда и блоком 10 управления устройством контроля уровня засыпи.

Зондовая сканирующая система согласно изобретению работает следующим образом. Команда на включение зондовой сканирующей системы в работу подается с пульта управления вычислительного устройства 6. Вычислительное устройство 6 формирует управляющий сигнал и подает его на блок 2 управления электроприводом механизма перемещения зонда 1. Через шлюзовое устройство на кожухе доменной печи горизонтальный зонд 1 с помощью механизма перемещения вводится в печь. При движении зонда от периферии к центру печи чувствительный элемент датчика вида шихтовых материалов 3 генерирует электрический сигнал дискретного вида, уровень которого зависит от вида материала, в котором находится датчик вида материалов в этот момент времени. Через блок аналого-цифровых преобразователей 7 сигнал поступает в вычислительное устройство 6. Одновременно датчик перемещения зонда генерирует сигнал о координате датчика вида шихтовых материалов по горизонтальной оси печи на горизонте зондирования, который также поступает в вычислительное устройство 6. При достижении зондом заданной точки, например центра печи, конечный выключатель 5 генерирует управляющий сигнал на прекращение движения зонда к центру печи и на его движение в обратном направлении. При достижении зондом исходной позиции конечный выключатель 5 генерирует управляющий сигнал на прекращение движения зонда. Через заданный интервал времени, например 1 минута, вычислительное устройство снова подает команду блоку управления электроприводом на ввод зонда в печь. Число проходов зонда /цикл сканирования/ задается с пульта управления вычислительного устройства.

После включения зондовой сканирующей системы в работу сигналы от устройства контроля уровня засыпи шихты в печи поступают через блок аналого-цифровых преобразователей 7 в вычислительное устройство 6. При наличии в зондовой сканирующей системе устройства контроля скорости схода шихтовых материалов информация с него также поступает через блок аналого-цифровых преоброзователей 7 в вычислительное устройство 6. Вычислительное устройство по заданному алгоритму преобразует поступающую от датчиков информацию в двухмерное изображение /по вертикальной и горизонтальной осям печи/ слоев железорудных материалов, кокса и их смеси и вычисляет рудную нагрузку по радиусу печи. Графическая и цифровая информация с вычислительного устройства поступает на видеотерминал или на печатающее устройство и запоминается.

Таким образом, зондовая сканирующая система согласно изобретению позволяет оперативно по мере надобности получать информацию о структуре столба шихтовых материалов в "сухой" части шахты доменной печи ниже горизонта зондирования на заданную глубину, которая определяется циклом зондирования и временем выжидания между поступательно-возвратными проходами зонда.

Количественная оценка распределения рудной нагрузки по радиусу печи, конфигурации и толщины слоев железорудных материалов и кокса и их смесей позволяет оперативно регулировать распределение материалов в печи с целью минимизации расхода топлива в доменной плавке или достижения максимальной производительности печи.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для контроля конфигурации и толщины слоев железорудных материалов, кокса и их смесей в шахте доменных печей. Зондовая сканирующая система включает горизонтальный сканирующий зонд с механизмом перемещения, электроприводом, датчиком вида шихтовых материалов, конечными выключателями, и датчиком положения зонда, датчиком уровня засыпи с механизмом перемещения и приводом, блок аналого-цифровых преобразователей, вычислительное устройство, блок управления электроприводом зонда, устройство изменения скорости схода шихтовых материалов в печи. Информационные выходы датчиков и конечных выключателей соединены с входами блока аналого-цифровых преобразователей, а выходы этого блока соединены со входами вычислительного устройства. Выходы устройства соединены со входами блоков управления электроприводом зонда и приводом датчика уровня засыпи. При поступлении с пульта управления вычислительного устройства команды на проведение цикла измерений зондовая сканирующая система осуществляет цикл сканирования, результатом которого является графическая и цифровая информация о конфигурации и толщине слоев материалов в печи, выдаваемая на видеотерминал или на печатающее устройство. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Зондовая сканирующая система, содержащая горизонтальный зонд с механизмом перемещения, электроприводом, датчиком вида шихтовых материалов, датчиком перемещения зонда и двумя конечными выключателями, вычислительное устройство, блок аналого-цифровых преобразователей, информационные входы которого соединены с датчиками и конечными выключателями, а выходы - с входами вычислительного устройства, отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена блоком управления работой электропривода зонда и устройством контроля уровня засыпи шихты в печи с приводом и блоком управления его работой, причем входы блоков управления соединены с выходами вычислительного устройства, а информационный выход устройства контроля уровня засыпи соединен с входом блока аналого-цифровых преобразователей. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена устройством контроля скорости схода шихты в печи, информационный выход которого соединен с входом блока аналого-цифровых преобразователей.