Устройство для регулирования процесса грануляции шлакового расплава Советский патент 1992 года по МПК C04B5/02 

1ю

W

ы

Изобретение относится к переработке шлаков черной металлургии, а именно к автоматизации гидрожелобных грануляционных установок.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

На фиг.1 показана блок-схема устройства для-регулирования процесса грануляции шлакового расплава; на фиг.2 - структура датчика вязкости.

Устройство для регулирования процесса грануляции шлакового расплава (см, фиг.1) содержит гидрожелоб, трубу для подачи охлаждающей воды (не показаны), расходомер 1, регулятор 2 расхода воды, датчик 3 температуры гранулированного шлака, функциональный блок.4, датчик 5 вязкости, задатчики 6-10, функциональный блок 11, ключи 12 и 13, сумматор 14, функциональный блок 15, ключ 16, блок 17 запуска, блок 18 управления, ключ 19 и блок 20 выделения максимального сигнала.

Датчик 5 вязкости сливаемого шлака выполнен в виде контактов 2Т и 22 в изолирующих пробках, установленных на разных у аовнях в верхней части шлаковозного ковша, ниже уровня шлака со стороны, противоположной сливной. Кроме того, датчик включает элементы 23 НЕ и 24 И. интегратор 25, функциональнь1й блок 26, задатчик 27, элемент 28 НЕ.

В качестве расходомера 1 может быть использован, например, электромагнитный расходомер типа ЭРИС, а в качестве датчика 3 температуры - пирометрический преобразователь Смотрич комплекса АПИР-С.

Регулятор 2 представляет собой, например, блок регулирующий, аналоговый, типа РБА системы АКЭСР в комплекте с пропорциональным золотником.

В качестве блока 18 управления может быть использовано, например, программное устройство БУК-2, обеспечивающее равномерный слив шлакового расплава по пяти-регулируемым программам кантовки ковша.

Блок 17 запуска может быть выполнен, например, в виде электромеханической кнопки, остальные блоки, могут быть выполнены на основе стандартных средств системы АКЭСР и вычислительной техники.

Получение шлаковой продукции с заданными свойствами связано с поддержанием определенного режима охлаждения шлакового расплава водой. Для расплава с определенной температурой и интенсивностью его подачи можно установить минимальный расход воды УЗ, необходимый для охлаждения расплава до температуры 1з. При изменении температуры шлакового

расплава и сохранении интенсивности его подачи и расходе охлажД|ающей воды Уз, , температура гранулированного шлака 1гш,°С, отличается от заданной Тз.С. В этом случае для поддержания заданной

температуры гранулированного шлака необходимо установить новый расход охлаждающей воды УЗ. м /мин, равный

Уз1 Уз + Ki(triu -13). (1)

гпе К- коэффициент пропорциональности,

0 ..

Однако вода на гидрожелобных установках используется не только для охлаждения расплава, но также для его диспергирования и транспортировки по желобу. Анализ условий диспергирования и транспортировки позволяет установить минимальный дополнительный расход воды к требуемому для охлаждения расплава. Интенсивность-диспергирования

0 (хрупкого разрушения) зависит главным образом от вязкости данного расплава, расхода (скорости удара струй) воды и ее удельного расхода. Для определенного диапазона изменения параметров шлака,

5 пригодного к грануляции, при повышении вязкости расход воды, при котором наступает разрушение, уменьшается. В первом приближении зависимость между расходом охлаждающей воды Уз2, , необходимым для диспергирования шлакового расплава с вязкостью v. Па с, и относительной вязкостью расплава

VOTH можно

(2) принять в виде Уз2 К2 УО VOTH,

Vo (3)

здесь VOTH -,

где Кг - коэффициент, характеризующий влияние на величину расхода воды, необходимого для диспергирован1 я, интенсивности слива шлакового расплава, (изменяется от 0,9 для интенсивности слива 4 т/мин до

0 1,1 для интенсивности слива 10 т/мин);

УО-: величина расхода воды, необходимого для диспергирования расплава с вязкосТью Vo, .

Условия транспортировки должны исключать закупорку (закозление) желоба. Известна зависимость между критическим напором воды Р на выходе из насадки и удельным расходом расплава. В зависимости от удельного расхода расплава (коли0 чества расплава на 1 м воды) следует выбирать напор воды,превыщающий критический, когда возможна закупорка жело ба. С учетом того, что расход , можно, установить минимальный необходимый

5 для транспортировки расход воды Узз. , который в первом приближении можно определить из выражения V33-K3-bK4 где Кз, К4-коэффициенты; Ош - интенсивность слива шлакового расплава, т/мин; V - текущий расход воды, . Значения величин KI, Vo. Кз, ICi зависят от типа гидрожелобной установки и определяются опытным путем. В процессе функционирования устройства при регулировании,расхода воды учитываются величины расходов, необходимые для охлаждения расплава, его диспергирования и транспортировки,. Устройство работает следующим образом. Перед началом запуска устройства на задатчиках 6-10 и 27 выставляют уста,вки,соответствуюЩие выбранной программе кантовки ковша со шлаком (интенсивности слива шлака) в блоке 18 управления сливом шлака. При запуске устройства сигналы от блока 17 запуска поступают в схему сбросазапуска интегратора 25 и на вход блока 18 управления, осуществляя его запуск (отключение блока 18 управления осуществляется автоматически), при-этом блок 18 управления включает подачу воды путем подачи сигнала на вход четвертого 19 ключа (открытие ключа). При этом в начальный момент на один вход регулятора 2 расхода воды от расходомера 1 поступает сигнал и, соответствующий текущему расходу воды Va, а на его другой вход от четвертого 9 задатчика через сумматор 14, блок 20 выделения наибольшего сигнала и четвертый ключ поступает сигнал Us, соответствующий заданному в четвертом задатчике предварительно определенному расходу воды V3, заведомо обеспечивающему транспортировку и охлаждение расплава. Регулирование расхода воды осуществляется по II закону (U3-U)(6) где Y-управляющее воздействие регулятора;Кр - коэффициент пропорциональности регулятора. В момент появления гранулированного шлака на выходе из желоба отличный от нулевого сигнал от датчика 3 температуры гранулированного шлака открывает первый 12 и второй 13 ключи. При этом сигнал ОТ датчика 3 темг ературы, соответству{р«цмЛ гш, поступает на первый вход ftepeoго функционального блока 4, на второй вход которого от второго 7 задатчика Поступает сигнал, соответствующий 13, а на третий - сигнал от третьего задатчика 8, соответствующий Ki. С выхода первого функционального блока 4 сигнал, соответствующий Ki(trta - t з) .через второй ключ 13 j поступает на первый вход сумматора 14, на второй вход которого от четвертого задатчика 9 поступает сигнал, соответствующий Уз. С выхода сумматора 14 на один из входов блока 20 выделения наибольшего сигнала поступает сигнал, соответствующий УЗ + К1(ггш - ts). В то же время на. первый вход второго функционального блока 11 от первого задатчика 6 поступает сигнал .соответствующий Ош. С выхода вторОго функционального блока 11 сигнал, соответствующий (коэффициенты Кз, К/1 устанавливаются в функциональном блоке), через открытый первый ключ 12 поступает на другой вход блока 20 выделения наибольшего сигнала. В момент нарушения контакта между жидким шлаком и вторым контактом 2 нулевой сигнал с выхода контакта 22 инвертируется вторым блоком НЕ 28, единичный сигнал с выхода которого открывает третий 16 ключ. При этом сигнал , соответствующий VOTH , с выхода датчика 5 вязкости сливаемого шлака поступает на первый вход третьего функционального блока 15, на второй вход которого от пятого задатчика 10 поступает сигнал, соответствующий K2Vo. С выхода третьего функционального блока 15 через третий ключ 16 (открытый) сигнал, соответствующий Kz Vo VOTH, поступает на третий вход блока 20 выделения наибольшего сигнала. Таким образом, на входы блока 20 выделения наибольшего сигнала поступают сигналы, соответствующие Уз1, V32 и Узз, а с его выхода на задающий вход регулятора 2 - наибольший из этих сигналов. Этим обеспечивается надежность транспортировки и качество диспергирования расплава при минимальном расходе воды. Относительная вязкостц определяется по времени между нарушениями контактов с жидким шлаком, сливаемым из ковша и контактами 21 мере слива шлака нарушается контакт между первым контактом 21 и жидким шлаком. При этом нулевой сигнал от первого контакта 21 инвертируется в элементе НЕ 23, с выхода которого единичный сигнал поступает на первый вход элемента И 24. На второй вход элемента И 24 поступает в этой время единичный сигнал 6Т второго контакта 22. Единичный сигнал с выхода элемента И 24 поступает на вход интегратора 25. который интегрирует постоянный входной .сигнал.

При дальнейшем сливе нарушается контакт между вторым контактом 22 м жидким шлаком. На втором входе элемента И 24 появляется нулевой сигнал, тогда с его выхода на вход интегратора 25 также поступает нулевой сигнал, и интегрируемая величина на выходе интегратора 25 более не меняется.Значение интегрируемой величины определяется скоростью слива шлака из ковша и для определенной интенсивности слива шлака зависит от вязкости шлака V. Сигнал, соответствующий v, поступает с выхода интегратора 25 на первый вход четвертого функционального блока 26, на второй вход которого от шестого за датчика 27 поступает сигнал, соответствующий Vo Vo определяется экспериментально для шлаков с вязкостью 100 Ra- с (как значение интегрируемой величины) конкретно для каждого заданного (в блоке 18 управления) значения интенсивности слива. Тогда с выхода четвертого функционального блока 26 снимается сигнал, соответствующий относительной вязкости шлака.

Использование устройства для регулирования процесса грануляции шлакового расплава позволяет сократить удель.ный расход воды в 2-3 раза, а также снизить время простоев гидрожелобной установки на 10%.

Формула изобретения

Устройство для регулирования процесса грануляции шлакового расплава, содержащее расходомер, регулятор расхода воды, датчик температуры гранулированного шлака, который соединен с первым входом первого функционального блока, о т л ич а ю щеес я тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено датчиком вязкости, вторым и третьим функциональными блоками, четырьмя ключами, пятью задатчиками, сумматором, блоком выделения максимального сигнала, блокем управления и блоком запуска, причем первый :3адатчик подключен к одному из входов второго функционального блока, другой вход которого и один из входов регулятора расхода воды подключены к

расходомеру, выход второго функционального блока подключен к одному из входов первого ключа, датчик температуры соединен с другим входом первого ключа и с одним из входов второго ключа, второй

задатчик подключен к другому входу первого функционального блока, третий задатчик подключен к третьему входу первого функционального блока, выход которого соединен с другим входом второго

ключа, выход которого соединен с одним входом сумматора, другой вход которого: соединен с четвертым задатчиком, один из выходов датчика вязкости подключен к одному из входов третьего функционального

блока, пятый задатчик соединен с другим входом третьего функционального блока, выход которого подключен к одному из входов третьего ключа, другой вход которого соединен с другим выходом датчика вязко

CTts, вход которого соединен с одним из выходов блока запуска, другой выход которого подключен к входу блока управления, выход которого соединен с одним из.входовчетвертого ключа, выход которого подключен

к другому входу регулятора расхода воды, выходы первого и третьего ключей и сумматора соединены с соответствующими входами блока выделения максимального сигнала, выход которого подключен к другому входу четвертого ключа.

c§

г.2 f блоку /Г&олгу fS

Изобретение относится к черной металлургии. Устройство содержит расходомер 1, регулятор 2 расхода воды, датчик 3 тем пера- туры гранулированного шлака, функциональный блок 4, датчик 5 вязкости. задатчики 6-10, функциональный блок 11. ключи 12 и 13. сумматор 14, функциональный блок 15, ключ 16, блок 17 запуска, блок 18управления. ключ 19 и блок 20 выделения максимального сигнала. 2 ил.