Устройство для регулирования расхода жидкого чугуна Советский патент 1980 года по МПК G05D7/00 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к контролю и управлению непрерывным сталеплавильным процессом.

Известно устройство для регулирования расхода жидкого чугуна, состоящее из миксера, стационарного желоба и установленного под ним промежуточного, измерительного, обогреваемого желоба, связанного с тензометрическими датчиками, измерителя веса, регулятора стабилизатора, задатчика и сталеплавильного агрегата непрерывного to действия 1. Заданное значение расхода поддерживается путегл стабилизации веса промежуточного желоба с чугуном. Однако это устройство не решает проблему контроля расхода жидкого чугуна с точностью ле хуже 5% из-за изменения расходной характеристики промежуточного желоба в результате размыва его футеровки или намерзания металла при длительной эксплуатации.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемо- 20 му эффекту является установка для дози-рования жидкого металла, содержащая питающую емкость, механизм кантовки, промежуточную емкость с комбинированным

отверстием в днище, установленную на весоизмерительные датчики, и желоб с торцовой стенкой, который расположен между питающей и промежуточной емкостями и может качаться в вертикальной плоскости. Желоб периодически поднимают, жидкий чугун при этом в промежуточную емкость не поступает, по изменению ее веса судят о расходе и изменяют скорость кантовки питающей емкости 2. ,,

К недостаткам известного устройства относится нарушение непрерывности подачи жидкого металла в агрегат в моменты определения расхода по изменению веса промежуточной емкости, низкое качество процесса регулирования. Последнее вызывается тем, что расход определяется дискретно через большие промежутки времени и по найденному значению рассчитывается скорость кантовки питающей емкости на весь цикл до следующего измерения. Следовательно, при случайных возмущениях неправильно рассчитанная скорость кантовки приведет к отклонению расхода от-заданного в течение всего цикла.

Целью изобретения является повышение точности регулирования. Это достигается тем, что в устройство введен блок расчета коррекции расходной характеристики промежуточной емкости, иервый вход которого соединен с выходом дискретного расходомера, второй вход - через интегратор с выходом , измерителя веса промежуточной емкости, а выход - с корректирующим входом измерителя веса промежуточной емкости. На чертеже представлена схема предложен ного устройства. Устройство содержит питающий ковш 1, на пример ковш с шиберным затвором, установленный на тензометрические датчики 2, которые соединены с дискретным расходомером 3, промежуточную емкость 4 с тензометрическими датчиками 5, измеритель веса промежуточной емкости 6, интегратор 7, блок расчета коррекции расходной характеристики промежуточной емкости 8, регулятор 9, задатчик 10, регулируюший орган с исполнитель ным механизмом 11. Жидкий чугун из промежуточной емкости 4 по желобу 12 постулает в непрерывный сталеплавильный агрегат 13. Увеличение точности регулирования достирается следующим образом. Так как масса жидкого чугуна в промежуточной емкости 4 имеющей калиброванное отверстие в днище, определяется из выражения р , где Р- масса жидкого чугуна в промежуточ ной емкости; - удельный вес жидкого чугуна; (л)„- площадь сечения промежуточной емкости; Н - высота слоя жидкого чугуна в промежуточной емкости; а весовой расход по уравнению Q-S-jM VsiTT. гдер - весовой расход; JU - коэффициент расхода; со - сечение калиброванного отверстия; то расход может быть бпределен из выраженияQ l Учитывая, 4TOJM ,ч исоп постоянные, измеритель веса промежуточной емкости 6 непрерывно выдает информацию о текущем рас ходе жидкого чугуна, т. е. является аналоговым расходомером. В качестве промежуточной емкости может быть использован также промежуточный, обогреваемый, взвешиваемыйжелоб, закрепляемый горизонтально и снабженный торцовыми стенками, одна из которых выполняется со сливной щелью. В этом случае, например, для прямоугольной щели шириной в расход определяется из выраженияо -H.efSVP , считая, , в исоп постоянные величины. Использование промежуточного желоба со сливной щелью более предпочтительно. так как отверстие в днище начинает размываться в 5-8 раз быстрее, чем сливная щель, за счет более высоких скоростей истечения жидкого чугуна. Сравнивая сигналы выходного датчика измерителя веса промежуточной емкости 6 и задатчика 10, регулятор 9 изменяет скорость подачи жидкого чугуна из питающего ковща 1 при помощи регулирующего органа с исполнительным механизмом П. Обладая хорошими динамическими характеристиками, аналоговый расходомер не обеспечивает, однако, требуемой точности измерения расхода жидкого чугуна в течение длительного времени. Объясняется это тем, что по мере истечения жидкого чугуна изменяется расходная характеристика промежуточной емкости, т. е. соотнощение между расходом Q и измеряемой массой Р. Изменение расходной характеристики происходит из-за изменения сечения калиброван ного отверстия oj промежуточной емкости и коэффициента расходаум в результате размывания калиброванного стаканчика или намораживания чугуна на его стенках. Исключить эту погрешность, обеспечить требуемую точность контроля расхода жидкого чугуна (2-5% в течение 3-5 суток) предлагается путем тарирования измерителя веса промежуточной емкости 6 по информации дискретного расходомера 31 Для этого в соответствии с заданными массой питающего ковша с жидким чугуном Р, номинальным расходом жидкого чугуна Q, относительной погрешности измерения массы питающего ковща SP и требуемой точности измерения расхода жидкого чугуна 8q определяется продолжительность циклов измерения т; за которое дискретным расходомером 3 должны рассчитываться поиращення массы питающего ковша t . В процессе работ§1, когда изменяется расходная характеристика промежуточной емкости 4, в блоке расчета коррекции расходной характеристики промежуточной емкости 8 сравниваются значения интеграла выходного сигнала измерителя веса промежуточной емкости 6, выдаваемого интегратором 7, и показания дискретного расходомера 3 за этот же интервал времени. Этот интервал выбирается равным циклу измерения т дискретного расходомера. Сигнал рассогласования запоминается и в показания измерителя веса промежуточной емкости 6 на период до следующего момента тарирования вносится коррекция, учитывающая изменение расходной характеристики промежуточной емкости 4. Тарирование измерителя веса промежуточной емкости по данным дискретного расходомера производится в начале каждого цикла измерения. Таким образом, система автоматического регулирования с безынерционным измерительным звеном, тарируемым аналоговым расходомером, обеспечивает требуемые точность и качество прб &есса регулирования расхода жидкого чугуна.