Устройство контроля количества чугуна в миксере Советский патент 1982 года по МПК C21C5/30 

Изобретение относится к области контроля процесса плавки в металлургической промышленности, в частности контроля количества чугуна в миксере и может быть осуществлено в стале плавильных цехах металлургических за водов. Известно устройство,,в котором измеряют уровень расплава в агрегате и по известным геометрическим размерам последнего определяют кол1 ество чугуна. Устройство содержит измеритель уровня расплава, блок ввода начальных условий, с помощью которого вводятся геометрические размеры миксера, соединенные с вычислительным блоком, преобразующим значения измеряемого уровня в количество чугуна в миксере 1. Недостатками устройства являются его сложность, так как для измерения уровня требуется сложная аппаратура, и низкая точность вследствие износа футеровки агрегата в процессе а сп-луатации. Наиболее близким к предлагаемому по технической, сущности является устройство, сбдержащее датчик угла поворота миксера, вход которого соединен с приводом миксера, а выход - с измерителем угла поворота миксера, и датчик появления струи чугуна 2. Недостатком устройства является низкая точность вследствие износа футеровки агрегата в процессе эксплуатации. Износ футеровки миксера приводит к снижению уровня расплава при одном и том же количестве чугуна,что приводит к увеличению угла поворота миксера в момент появления cTpyVi чугуна. Цель изобретения - повышение точности контроля. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик yi- ла поворота миксера, вход которого соединен с приводом миксера, а выходс измерителем угла поворота миксера, и датчик появления струи чугуна, дополнительно содержит датчик тока, вход которого соединен через блок управления с командоаппаратом и непосредственно с якорем электропривода миксера, а выход - с .входом измерителя тока, первый выход которого соединен через первый усилитель мощности с входом первого выходного преобразо вателя блока указания, второй выходчерез первый выход измерителя угла поворота миксера и непосредственно с вторым усилителем мощности, выход которого подключен к входу входного преобразо.вателя блока указания, а третий через последовательно соединенные второй и третий выходы измерителя угла поворота миксера - к первому ВЫХОДУ входного преобразователя блока, указания и через последовательно соединенные первый и второй выхо-. ды блока указания - к его усилителю, который кроме того, соединен с вторым выходом входного преобразователя блока указания, причем позиционный вход измерителя угла поворота миксера соединен с датчиком появления струи чугуна, а его выходы - с измерителем угла поворота миксера и измерителем тока. Введение в устройство новых блоков и связей между ними позволяет учесть влияние износа футеровки миксера на зависимость между количеством чугуна и углом поворота в момент появления струи чугуна, что позволяет производить контроль согласно пос тавленной цели, так как масса чугуна и ток нагрузки зависят от двух параметров, т.е. угла поворота миксера в момент появления струи чугуна и массы футеровки, уменьшающейся по хо ду кампании миксера. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит миксер 1,блок 2 управления командоаппаратом, привод 3 миксера; датчик k тока, датчик 5 угла поворота миксера, датчик 6 по явления струи чугуна, измеритель 7 тока, измеритель 8 угла поворота мик сера, усилители 9 и 10 мощности,блок 11 указания, преобразователи П1-П13, усилители У1-УЗ, переменные резисторы R1-R7, профилированные кулачки К1-КЗ, реле Р1-РЗ, контролер управле ния (КУ), Двигатели Д1-ДЗ, микропере

ключатели В1-ВЗ, ступени 1 - IV напряжения .

Вход датчика 5 угла поворота миксера 1 механически соединен с приводом 3 миксера. Выход датчика 5 угла поворота миксера соединен со входом измерителя 8 угла поворота миксера. Вход датчика тока соединен через блок 2 управления командоаппаратом с якорем привода 3 миксера, а выход со входом измерителя 7 тока. Первый выход измерителя 8 тока соединен через первый усилитель 9 мощности со входом первого выходного преобразователя блока 11 указания, второй выход через первый выход измерителя 8 угла поворота миксера и непосредствен-, но - со Ёторым усилителем 10 мощности. Выход усилит.еля 10 подключен ко входу входного преобразователя блока 11 указания. Третий выход измерителя 7 тока подключен через последовательно соединенные второй и третий выходы измерителя 8 угла поворота миксера к первому выходу входного преобразователя блока I1 указания и через последовательно соединенные первый и второй выходы блока 11 указания к его усилителю, который кроме того соединен.Со вторым выходом входного преобразователя блока 11 указания. Позиционный вход измерителя 8 угла поворота миксера соединен с датчиком 6 появления струи чугуна, первый позиционный выход - с блоком 2 управления командоаппаратом, а второй с измерителем 7 тока. Блок .2 управления командоаппаратом представляет собой контролер управления (КУ), соединенный с обмотками генератора, причем -Ш обмотки соединены с контролером управления через контакты реле Р1, установленного в этом блоке. Датчик 6 появления струи чугуна представляет собой, например, фотореле ФРСУ-48. Измеритель 7 тока выполнен, например, на базе функционального преобразователя ПФФ Харьковского завода KMfi. При поступлении на вход измерителя 7 (на преобразователь ПЗ) сигнала, пропорционального величине тока нагрузки двигателя привода миксера, на выходах измерителя 7 (на преобразователях П, П5 и fl6) появляются аналогичные сигналы. Измеритель 8 угла поворота миксера выполнен, например, на базе функционального преобразователя ПФФ КИП с двумя микропереключателями В2 и ВЗ. При поступлении на вход измерите ля . 8 угла поворота миксера (на преоб разователь fl7) сигнала, пропорционал ного величине угла поворота миксера, на выходе измерителя 8 (на преобразователе П8), соединенном с двигателем Д2 измерителя через профилирован ный кулачок К1, появляется сигнал, пропорциональный величине квадрата угла поворота, а на преобразователях П9 и то - сигнал, пропорциональный величине угла поворота миксера. Микропереключатели 82 и ВЗ соединены соответственно с реле Р2 и РЗ. Контакты 1Р2 и 1РЗ соединены параллельно между собой и являются первым поз ционным выходом, а контакт 2Р2 - вто рым . Усилители 9 и 10 мощности выполне ны, например, на базе преобразователей ПЭФ, Блок 11 указания выполнен, например, на базе функционального, преобразователя ПФФ. При поступлении на вход блока 11 указания (на преобразователь П13) сигнала, пропорциойального величине массы чугуна в мик сере, на выходе блока 11 (на преобра зователе П11), соединенном с двигате Пем ДЗ блока через профилированный кулачок К2, появляется сигнал, пропорциональный величине квадрата массы чугуна, а на преобразователе П12, соединенном с двигателем ДЗ блока через профилированный кулачок К3,си(- нал, пропорциональный величине куба массы чугуна. Количество чугуна в миксере связано с измеряемыми параметрами при сливе чугуна соотношением: бц f(4,R)ni; а f(G,R)A,(1) где G - масса чугуна в миксере, т; Ч - угол поворота миксера в момент появления струи чугуна, град.; R - радиус эквивалентного цилиндра футеровки миксера, м; Л - ток нагрузки двигателя привода миксера, А. Аналитическая форма системы (1) для угла поворота миксера от горизонтальной оси, равного S° (угол поворота миксера в 5° меньше его холостого хода для слива чугуна при максимальном его наполнении, поэтому при повороте миксера от горизонтальной оси для слива чугуна всегда проходит это положение , имеет вид: Г - - ( 5 3 |.fe + ( Л. где fb/) - (Ьg- коэффициенты уравнений, Из системы (2) получаем: )).j4 dg io cL 4d, Коэффициенты d-o-ctg определяются конструкцией и емкостью миксера, типом двигателя привода, напряжением на якоре двигателя, определяющем скорость вращения миксера. Так, для условий миксера емкостью 1300 т, приводимого во вращение двигателем МП-62, при максимальной скорости вращения коэффициенты равны ii -5,724 0-5. dlii -298-10- -т- ; d3 (А-т ; cL4 36 т/А; d5 1,1 т/град ; i-6 -«б,53 т/град; d.7 12,60б; dLg -0,2k град-; dL -0,2Ц А; -138 Т. Устройство работает следующим образом. В процессе поворота миксера 1 для слива чугуна угол )та двигателя привода 3 миксера передается датчику 5 угла поворота миксера. С выходного преобразователя П2 датчика снимается напряжение,пропорциональное углу поворота миксера, которое поступает на вход компенсирующего преобразователя П7 измерителя 8 угла поворота миксера. Величина тока нагрузки двигателя при вода 3 миксера измеряется датчиком 4 тока. С выходного преобразователя П1 датчика k тока снимается напряжение, проЬорциональное току нагрузки двигателя привода миксера, которое поступает на вход компенсирующего преобразователя ПЗ измерителя 7 тока. Измерители 7 и 8 отрабатывают входные напряжения, устанавливая на выходе напряжения, соответствующие напряжениям на входе. При величине угла поворота двигателя привода 3 миксера, соответствующем углу поворота миксера, равному з, срабатывает микропереключатель 63, включающий реле РЗ. Контакт 1РЗ размыкается, отключается реле Р1 блока 2 управления командоаппаратом, размыкаются контакты 1Р1, 2Р1 и ЗР1, обеспечивая поворот миксера только на максимальной скорости. При величине угла поворота миксера, равной S° , срабатывает микропереключатель В2, включающий реле Р2, Контакт. 1Р2 замыкается, включая реле Р1, обеспечивая поворот миксера на любых скоростях. Контакт 2Р2 размыкается, отключая дви гатель Л1 из/ ерителя 7 тока. При этом выходные преобразователи фиксируют напряжение, пропорциональное току нагрузки двигателя привода миксера при угле поворота миксера, равном 5°, при максимальной скорости .вращения. В момент появления струи чугуна срабатывает микропереключатель В1 дат чика струи чугуна, отключая двигатель Д2 измерителя 8 угла поворота миксера. При этом выходные преобразователи nf-niO фиксируют напряжение, соответствующее .углу поворота миксера в момент появления струи чугуна. Выходное напряжение с преобразова;теля П умножается на резхсторе R1 на коэффициент cLj, причем начальное положение рамки преобразователя П, d-i соответствующее величина г: усиливается И поступает на обмотку возбуждения преобразователя fill блока 11 указания. Положение рамки этого преобразователя соответствует величине б2 , а напряжение с ее выхода пропорционально величине (cLij ) Сц . Напряжение с рамки преобразователя П12, пропорциональное величине Сц , умножается на резисторе R7 на коэффициент AI. Напряжение с выхода преобразователя П6, пропорциональное величи . не Л, умножается на резист оре R3 на коэффициент 01.4, напряжение с выхода преобразователя П8, пропорциональное величине л% умножается на резисторе Rk на коэффициент , напряжение с выхода преобразователя П9, пропорцио нальное величине , умножается на резисторе R5 на коэффициентd, причем начальное положение рамки преобразователя П9 соответствует величине J-. Напряжение с выхода рамки преоб разователя-П9 пропорционально величи не (dft Ч + cLo) . Напряжения с выхода преобразователей ill2, П11, Пб, П8 и П9 суммируются. Таким образом, на вход рамки компенсирующего преобра93 зователя П13 поступает напряжение, пропорциональное величине (). j l Напряжение с выхода рамки преобразователя П5, пропорциональное величине J, умножается на резисторе R2 на коэффициент olg 3 напряжение с выхода рамки преобразователя fllO, пропорциональное величине / , умножается на резисторе R6 на коэффициент ig, причем начальное положение рамки преобразователя то пропорционально величине dT Напряжение с выхода рамки преобразователя П10 пропорционально величине (df +dg4). Напряжения с выхода преобразователей 05 и П10 суммируются, усиливаются -по мощности. Таким образом, на вход обмотки возбуждения компенсирующего преобразователя П13 поступает напряжение, пропорциональное величине (d-; + dgV + dg) . Двигатель ДЗ устанавливает рамку компенсирующего преобразователя П13 в положение, пропорциональное величине G. Формула изобретения Устройство контроля количества чугуна в миксере, содержащее датчик угла поворота миксера с измерителем угла поворота, вход которого соединен с приводом миксера, а выход - с измерителем угла поворота миксера, и датчик появления струи чугуна,блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит командоаппарат, измеритель тока для усиления мощности, преобразователи, датчик тока, вход которого соединен через блок управления с командоаппаратом и непосредственно с якорем электродвигателя привода миксера, а выход с входом измерителя тока, первый выход которого соединен через первый усилитель мощности с входом первого выходного преобразователя блока указания, второй выход - через первый выход измерителя угла поворота миксера и непосредственно - с вторым усилителем мощности, выход которого подключен к входу входного преобразователя блока указания, а третий через последовательно соединенные второй и третий выходы измерителя угла