Устройство для контроля скорости обезуглероживания в ванне металлургического агрегата Советский патент 1980 года по МПК C21C5/30 

(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ В ВАННЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО АГРЕГАТА

;. . , 1

Изобретение о носится к вычислительной технике, в частности к устройствам контроля конвертерного процесса, может применяться в мар- . теновских цехах.

Известно устройство контроля скорости обезуглероживания в ванне конвертера, содержащее блоки измерения расхода отходящих газов и дутья,, соединенные соответственно с узлом отбора и датчиком,вычислительным блоком и блоком ввода начальных условий М . .;. Однако известное устройство имеет низкую точность из-за большой погрешности и запаздывания в измерении расхода отходящих газов, а также влияния на результаты контроля добавок, введенных в конвертер в конце продувки.

Известно устройство, крторое со-г держит блоки измерения электросопротивления между кислородной фурмой и ванной Пз.

Однако известное устройство имеет низкую точность, так как в процессе продувки ванна вспенивается после этого момента контроль обезуглероживания становится невозможным.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее блок измерения злектропро5 водности отводящего газа, соединенный с злектродами и блоком, ввода начальных условий, и блок указания ЦЗJ

Недостатком устройства является низкая точность контроля, так как величина электропроводности неоднозначно связана со скоростью обезуглероживания.

цель изобретения - повышение точности контроля.

15

цель достигается тем, что устройство содержит блок измерения электропроводности отходящего газа, соединенный с электродами и блоком ввода начальных условий, блок указа20ния, блок измерения силы тока, вход которого соединен с злектродами и через усилитель с блокс1ми ввода начальных условий и измерения электропроводности отходящего газа, и блок

25 измерения напряженности магнитного поля, вход которого соединен с электромагнитом и через усилитель с блоком ввОйа начальных условий, а выход 30 через усилитель с блоком указания. с которым, кроме того, соединен выход блока измерения силы тока. Введение новых блоков и связей между ними позволяет создать в газовом потоке перпендикулярно его направлению магнитное поле, которое индуцирует в потоке ток. Величина последнего однозначно определяется скоростью обезуглероживания ванны, величиной магнитного поля и проводи.мостью газового потока. Измерение и учет этих.величин позволяет контро лировать скорость обезуглероживания согласно поставленной цели. .На чертеже представлена блок-схем устройства. Устройство содержит блок 1 ввода начальных условий, блок 2 измерения электропроводности отходящего газа, усилители 3,4, блок 5 указания, блок б измерения напряженности магн ного поля, блок 7 измерения силы тока, усилитель 8, электроды 9,10, электромагнит 11, газоход 12, конве тер 13. Выход блока 1 начальных условий соединен через усилители 3 и 4 соответственно с входом блоков 6,7 измерения напряженности магнитного поля, сиЛы тока, протекающего в газ и непосредственно с блоком 2 измере ния электропроводности отходящего г за. . . Вход блока б измерения напряжен.нбсти магнитного поля, кроме того, соединен с электромагнитом 11, вход блока 7 измерения силы тока, протекающего в газе, соединен с электрод ми 10, а вход блока 2 измерения электропроводности отходящего газа с электродами 9. Электроды выполнены из стали, водоохлаждаемые и пред ставляют единую конструкцию с электромагнитом. Выход блока 2 измерени электропроводности отходящего газа соединен через усилитель 4 с входом блока 7 измерения силы тока. Выход блока б измерения напряженности маг нитного поля через усилитель 8 соединен со входом блока 5 указания, который, кроме того, соединен с выходом блока 7 измерения силы тока. При движении ионизированного газ в магнитном поле возникает электродвижу}цая сила и течет ток. j V (Vr- В-Е) А/м где -.плотность тока, протекающе в газе, А/м, - .удельная электропроводност газа, См/м, VP - скорость газа, м/с, -напряженность магнитного поля. Т, -напряженность внешнего электрического поля, обусловленного нагрузкой, опре дёляемая конструкцией электродов и сопротивлением нагрузки, в/м. Для электродов в форме плоских ластин с J Дн 5э, где Вц - сопротивление нагрузки/Ом, $3 - площадь электродов, м, d - расстояние между электродами, м. Учитывая, что скорость обезуглероживания связана для конвертеров без дожигания со скоростью отходяих газов соотношением У.- S 0,0536 г к %/мин, (3) Vc и ° .J скорость обезуглерожигде Vp вания, %/мин, площадь поперечного сечения газохода, м, масса металла, т, продолжительность продувки, мин, ЬСЬ) - коэффициент угара ме. талла, определяемый технологическими осоЬенностями процесса. Для условий продувки 130-ти тонного конверТера через 4-х сопловую форму с углом наклона сопел к вертикали 20 / 1 - ьЧг Здесь ь 0,722 мин Зависимость (3) имеет место и для конвертеров с дожиганием отходящих газов при проведении измерений в ядре факела. Решая совместно уравнения (1), (2) и (3) получаем с . 0,0536-- Vyd S JS,/ (4; Перед продувкой информация о начальных условиях устанавливается в блоке 1: информация О массе металла (масса чугуна + масса сташи) выставляется путем поворота рамки прёрбразо ателя ПФ1, коэффициент угара металла на переменном резисторе Pi, сопротивление нагрузки внешней цепи на преобразователе ПФ2, параметры электродов на резисtope Р2. Таким образом, напряжение с выхода резистора Р1 пропорционально произведению b(t)G|,a с выхода резистора Р2 пропорционально . . Площадь поперечного сечения газохода устанавливается на резисторе РЗ. В процессе продувки напряжение, пропорциональное величине электропроводности отходящего газа, поступает с электродов 9, установленных в газоходе 12, в блок 2 измерения электропроводности отходящего газа, например измеритель тока Н-343 со встроенным профилированным кулачком и ферродинамическим преобраэоёателец ПФЗ. Напряжение, пропорциональное величин напряженност магнитного поля, поступает от схемы питания электромагнита 11 в блок б измерения напряженности магнитного поля например, вольтметр со встроенным ферродинамическим преобразователем ПФ4, Ток, индуцированный в газе, поступает с электродов 10 на,блок 7 например, измеритель тока..Н-343. В .Момент, начала продувки,oпpeдeляe ый расстоянием сопла фурмы до уровня спокойной ванны и расходом кислорода срабатывает контакт К.н и включается двигатель Д, который изменйет напряжение, снимаемое с резистора Р , реализуя зависимость b(t). Выходное напряжение с блока 1 усиливается уси лителем 3 и перемножается с выходным напряжением блока 6, снимаемым с преобразователя ПФ4. Таким образом с блока б снимается напряжение, пропорциональное величине BG,b(), ко торое усиливается усилителем 8и. поступает в блок 5 указания. ВыходHoei напряжение блока 2, пропорционал ное величине , получ&емой с помощью профилированного кулачка К;, суммируется с напряжением, снимаемым с резистора Р 2. Таким образом, на вход /силителя 4 поступает напряжение, пропорциональное величине 1 R (-s:- + т S. ) , которое перемножает.0(1, d э ся с напряжением, пропорциональным силе индуцированного в газе тока, на ферродинамическом преобразователе ПФ5.С выхода резистора РЗ снимается напряжение, пропорциональное величин + 7- . S- ) j S , поступающее в ь . блок указания 5. В блоке указания 5 производится деление выходного сигнала блока 7 на сигнал блока б, т.е. положение стрелки блока 5 указания пропорционально правой части выражения (4) . Формула изобретения Устройство контроля скорости обезуглероживания в ванне металлургического агрегата, содержащее блок измерения электропроводности отходящего газа, соединенный с электродами и блоком ввода начальных усло-° ВИЙ, и блок указания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит блок измерения напряженности магнитного поля, электромагнит и блок измерения силы тока, вход которого соединен с электродами и через усилитель с блоками ввода начальных условий и измерения электропроводности отходящего газа, и блок измерения (напряженности магнитного поля,вход которого соединен с электромагнитом и через усилитель с блоком ввода начальн ых условий, а выход через усилитель с блоком указания, с которым, кроме того, соединен выход блока измерения силы тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР I 283259, кл.. С 21 С 5/30, . 2.Патент ФРГ 1433460, кл. С 21 С 5/30, 1970. 3.Шёрестов Б.И. и др. Исследование электропроводности факела кислородного конвертера. Сборник Металлургия и коксохимия. К., Тех1971, вып. 25, с. 89-91.

S №« Sa S« #4K4i-.----;

/:

779398