Устройство измерения уровня ванны в кислородном конверторе Советский патент 1978 года по МПК C21C5/30 

1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к автоматизации кислородно-конверторного процесса, и предназначено для использования в конверторных цехах металлургических заводов.

Известно техническое решение, согласно которому для измерения уровня ванны над конвертором устанавливают источник излучения света и элемент, воспринимающий отраженный поток. По углу наклона отраженного потока к образующей конвертора определяют уровень ванны 1.

Использование этого способа затруднено вследствие сильного влияния факела конвертора на прохождение светового луча.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для контроля уровня ванны по щуму,генерируемому в процессе продувки 2. Это устройство состоит из микрофона, фильтра выделения огибающей, блока реализации зависимости уровня щума от высоты конверторной ванны (функционального преобразователя) и самопишущего прибора.

Однако такое устройство не учитывает изменения зависимости уровня шума от высоты конверторной ванны при выгорании футеровки в процессе кампании.

Целью изобретения является повышение точности за счет систематической подстройки характеристики функционального преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно содержит функциональный преобразователь, блок адаптации, со входами которого соединены соответственно выход блока выделения огибающей звукового давления, выход сумматора и датчик положения фурмы, 0 а выходы блока адаптации соединены с соответствующими параметрическими входами перестраиваемого функционального преобразователя.

На фиг. 1 представлена блок-схем-а устройства; на фиг. 2 - схема настройки функционального преобразователя; на фиг. 3 - блок адаптации.

Устройство содержит датчик 1 звукового давления (микрофон), блок 2 выделения огибающей, блок 3 адаптации, функциональный преобразователь 4, сумматор 5, датчик 6 положения фурмы и индикатор 7.

Устройство работает следующим образом .

Сигнал с датчика 1 шума (микрофона) поступает в блок 2 выделения огибающей где фильтруется полосовым фильтром, детектируется и сглаживается. С выхода блока выделения огибающей сигнал поступает на функциональный преобразователь 4, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный разности между уровнем ванны (относительно постоянной отметки) и уровнем фурмы (относительно той же отметки). Этот сигнал поступает на вход сумматора 5 и складывается сигналом, пропорциональным уровню фурмы. Этот сигнал поступает на индикатор 7, со шкалы которого оператор конвертора непрерывно получает информацию об уровне ванны. На индикатор поступает также сигнал о положении фурмы в конверторе. При резких изменениях положения фурмы в процессе продувки автоматически включается блок адаптации и происходит подстройка коэффициентов функционального преобразователя. Настройка функционального преобразователя происходит следующим образом (фиг. 2). При подъеме и опускании фурмы на величину АНф в период времени ti,tz происходит резкое изменение Р«, обозначенное на чертеже ARu, в соответствии с которым получается расчетное значение изменения положения фурмы АНе. Используя сигнал разности . ДН/.-ДН и сигнал Pi«.. блок адаптации так изменяет параметры функционального преобразователя, чтобы минимизировать дисперсию ощибкиб . При этом в интервале времени ti, tj настраивается параметр а,, в интервале времени t(,t2 - параметр 02 и так далее. В процессе движения фурмы уровень ванны, не меняется и изменения шума (бР) соответствуют изменению положения фурмыбНс}з.О I... л иои1ение соответствует производной функции Hg-(f,(Pii). Для настройки параметров аг, Оз, а/ характеристики функционального преобразователя можно использовать измерения -- , если известна хотя бы одна точка искомой характеристики. При контроле уровня ванны по шуму такими точками являются точка ai и точка 05 (фиг 2). При минимальном уровне шума шлак переливается через горловину конвертора, и, значит, точка Qi соответствует расстоянию между уровнем горловины конвертора и уровнем среза фурмы. Точка Q5 соответствует максимально.му уровню щума и равна расстоянию между срезом фурмы и уровнем спокойного металла в начаоте продувки. В ходе продувки при резких изменениях положения фурмы поочередно настраивается первый участок (параметр Ог), второй (аз) и так далее. Алгоритм настройки имеет вид: / , , .GL qcft;4 v 7,., 1 из Г() e.(T)dt (1 где Р , а L - соответственно абсцисса и ордината i - того узла аппроксимации характеристики вход-выход функционального преобразователя; I , t - переменные интегрирования. Уровень ванны в каждый момент времени t вычисляется по формуле: Ни (t)(t)-He.,(t),a Зависимость Hj.Pnt),t имеет вид ,п. /-ti п .,i H5..4 a / ё:7 P P-JJ9(2). 1при (t)P, { о при Ри. (t); Р„ (t) (i) Внутренняя структура блока 3 адаптации показана на фиг. 3. Блок адаптации реализует зависимости (1) и (3) и содержит сумматор 8, квадратор 9, коммутатор 10 с переключателями 11 -13, множитель 14, сумматор 15, интеграторы 16-21, делитель 22 и запоминающие устройства 23 и 24. Устройство измерения уровня ванны в кислородном конверторе позволит обеспечить рациональный щлаковыи режим плавки, уменьшить выбросы и переливы металла и щлака через горловину конвертора, увеличить выход годного металла. Формула изобретения Устройство измерения уровня ванны в кислородном конверторе, содержащее последовательно соединенные датчик звукового давления, блок выделения огибающей звукового давления и функциональный преnf nQQiOn ГГиDUr vri П ЬттГЛП/ ПГ Г-ГЛП л 1Л г ооразователь, выход которого соединен с первым входом сумматора, и датчик положения фурмы, соединенный с первым входом индикатора и вторым входом сумматора, выход которого соединен со вторым входом индикатора,отл«ча/оы ееся тем, что, с целью, повышения точности, оно дополнительно содержит функциональный преобразователь, блок адаптации, со входами которого соединены соответственно выход блока выделения огибающей звукового давления, выход сумматора и датчик положения фурмы, а выходы блока адаптации соединены, с соответствующими параметрическими входами перестраиваемого функционального преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент Франции № 1478987, кл. G 01 ,1965. 2.Здановский В. В., Туркенич Д. И. и др. Управление процессом шлакообразования в кислородном конверторе по акустическим характеристикам продувки. Бюллетень ЦИИНМ, № 5, 1970.

Фт.