Устройство контроля уровня ванны в конвертере во время продувки Советский патент 1982 года по МПК C21C5/30 

нен блок начала продувки, соединенный с датчиком положения фурмы от носительно неподвижных конструкций кон вертора, и через измеритель расхода дутья - с датчиком расхода, к одному из входов первого сумматора непосред ственно подсоединен второй сумматор вход которого подключен к влоку ввода начальных условий и через функциональный преобразователь, третий счетчик импульсов и блок окончания цикла к приводу конвертора, причем выход первого сумматора соединен с третьим сумматором, который, кроме того, через третий блок памяти, измеритель положения зонда и командоаппарат связан с приводом зонда, а выход третьего сумматора подсоединен через четвертый блок памяти к перво(МУ сумматору, причем вход четвертого блока памяти подсоединен непосредственно и через Олок задержки к измери тельному зонду, который, кроме того подсоединен через блок И к третьему блоку памяти, причем блок И и третий блок па№1ти подсоединены к командеаппарату, а блок продолжительности продувки соединен непосредственно и через второй блок задержки с первым и вторым счетчиками -импульсов, последний, кроме того, соединен со вторыгл блоком деления, Схема содержит Па чертеже представлена блок-схема устройства. Схема содерлшт датчик 1 положения фурмы; фурму 2,- конвертер 3; привод фурмы 4) измеритель положения фурмы Ь) блок деления 6; сумматор 7 датчик колебаний фурмы 8; измеритель колебаний фурмы 9; преобразователь 1 счетчики импульсов 11 и 12; блоки памяти 13 и 14; блоки деления 15-17 блок продолжительности продувки 18,блок продувки 19; измеритель расхода дутья 20, датчик расхода дутья 21; су1чматор 22; блок ввода начгшьных условий 23; функциональный преобразователь 24; счетчик импульсов 25,- блок окончания цикла 2G; привод конвертера 27; сумматор 28; блок памяти 29; измеритель положения зонда 30, командоаппарат 31; привод зонда 32, блок памяти 33; блок задержки 34 измерительный зонд 35, И 3G; блоки задержки 37 и 38. Датчик 1 положения фурмы 2 относительно неподвижных конструкций конвертера 3 подсоединен к приводу 4 фурмы. Выход датчика 1 соединен че рез измеритель 5, первый блок деления 6 с сумматором 7.Датчик 8 колеба HHJi фурмы соединен через измеритель и преобразователь 10 с первым 11 и вторим 12 счетчиками импульсов, выходы которых соединены соответственно через первый 13 и второй 14 блоки памяти, второй 15 и третий 16 блоки деления с сумматором 7. Сумматор 7, кроме того, через четвертый блок 17 деления, блок 18 продолжительности продувки подсоединен к блоку 19 начала продувки, представляющего собой схему И. Блок 19 начала продувки соеданен с датчиком 1 положения фург«л относительно неподвижных конструкций конвертера и через измеритель 20 расхода дутья с датчиком 21 расхода. Сум1 1атор 7 также подсоединен ко второму сумматору 22, вход которого соединен с блоком 23 ввода начальных условий и через функциональный преобразователь 24,, третий счетчик импульсов 25, блок 26 окончания цикла с приводом 27 конвертера. Выход cyi iaтора 7 соединен с третьим сумматором 28, который, кро}ие того, через третий блок 29 памяти, измеритель 30 положения зонда и командоаппарат 31 связан с приводом 32 зонда, а выход третьего сумматора 28 подсоединен через четвертый блок 33 памяти к первому сумматору 7, причем вход четвертого блока 33 памяти подсоединен непосредственно и через блок 34 задержки к измерительному зонду 35. Измерительный зонд 35 подсоединен через блок 36 И к третьему блоку 29 памяти, причем блок 36 И и третий блок памяти 29 подсоединены к командоаппарату 31. Блок 18 продолжительности продувки соединен непосредственно и через второй блок 37 задерхски с первым 13 и вторым14 блоками памяти и через третий блок 38 задержки с первым 11 и вторым 12 счетчиками импульсов, последний, кроме того, соединен со вторым 15 блоком деления. В начале процесса, когда продувка проходит в режиме назаглубленной струи, колебания фурмы близки к свободным и происходят с большой амплитудой и малой частотой. По мере затопления фурмы шлако- газо-металлической эмульсией повышается частота колебаний и снижается.их амплитуда. В конце продувки, когда процесс переходит снова в режим незаглубленной струи, повышается амплитуда и снижается частота колебаний фурмы. Уровень ванны в конвертере во время продувки определяется по формуле erolo , (f) + dl,д uL, i) где E -уровень ванны в конвертере во время продувки, м ; «О з -коэффициенты; -амплитуда колебаний фурмы относительно точки ее закрепления, мм, -частота колебаний фурмы относительно точки ее закрепления, имп./мин, положение фур№д относительно неподвижных конструкций конвертера, м; функциональная зависимостьпродолжительность про дувки, мин; поправка, учитывающая изменение уровня спокойного металла от ма сы металлической садк и разгара футеровки конвертера-, м; поправка, определяема по контрольным замера уровня ванны в момент измерения температуры и содержания углерода зондовым методом без повалки конвертера, м .(U}(N}, (i) где G - металлическая садка, равная сумме количества лома и чугуна на плавку, т; N - .номер плавки по ходу кампании футеровки конвертера;оС - коэффициент. Вели.чина коэффициентов функциональной зависимости определяется ёмкостью конвертера, .конструкцией фурмы и др. Для условий 130-тон ного конвертера при продувке четы-рехсопловой фурмой с углом раскрытия сопла в 15 и интенсивностью подачи кислорода 3-4 .мин ct-o 5,9 м d 0,440 м/мм; oi Of0055 м.мин/имп otj - 0,235;- fCC) 0,512 sinO.SIt дио-2.99-0.0145а.,о,Уд,4С,001Ы (3 Устройство работает следующим образом. Перед продувкой сигнал, пропорциональный металлической садке, поступает из блока 23 ввода начальных условий, в сумматор 22f в который одновременно поступает сигнал, пропорциональный изменению уровни ванны от износа футеровки с функдионашьного преобразователя 24. С выхода сумматора 22 снимается напряжение, пропорциональное .величине ° формуле (2), которое поступает в сум матор 7. В начале продувки конверттера при опускание фурмы и подаче дутья сигнаслы, пропорциональные величине этих параметров, поступают с привода 4 фурмы в датчик 1 положения фурны и с датчика 21 расхода дутья в измеритель 20. В датчике 1 и измерителе 20 срабатывают позицион ные контакты, установленные на рабочих значениях параметров например, для условий 130-тонных конвертеров при значениях расстояния сопла фурГ.ЛЫ до уровня спокойного металла 3 м и расхода кислорода, равного 75% номинального значения). При этом на выходе блока 19 начала продувки, представляющего собой схему И, появляется напряжение, соответствующее логической которое поступает в блок 18 продолжительности продувки состоящей, например, из электродвигателя, соединенного профилированным кулачком с выходным преобразователем. Профилированный кулачок реализует зависимость f(T) выражения 11). Таким образом, на выходе блока 18 появляется напряжение, пропорциональное величине sinO.BK. Данное напряжение поступает на блок 17 деления, выходное напряжение которого, пропорциональное величине О,512s In О,)It, поступает в сумматор 7. Сигнал, пропорциональный значению положения фур№л относительно неподвижных конструкций конвертера, поступает с датчика 1 на измеритель 5 и оттуда в блок 6 деления. С выхода блока б деления на сумглатор 7 поступает напряжение , пропорциональное величине . Напряжение с датчика 6 коле1баний фурмы поступает на измеритель 9, выходной сигнал с которого поступает на преобразователь 10, представляющий собой, например, стробоцилиндр со щелевыми отверстиями, внутри которого помещены два источника излучения (лампы накаливания), а с другой стороны - приемники излучения (фотодиод). Стробоцилиндр помещают на оси двигателя, перемещающего стрелку измерителя тока. Источники излучения относительно друг друга на расстояние, равное половине ширины щелевого отверстия, т.е. если один источник находится InpoTHp шели, то второй - против выступа. Таким образом, на выходе фотодиодов появляются импульс1д, количество которых пропорционально удвоенному количеству щелевых отверстий, прошедших мимо приемника и источника излучения. Счетчик импульсов 11 подсчитывает импульсы с первого фотодиода. Кроме того, преобразователь 10 содержит два счетчика импульсов на два, входы которых соединены соответственно с первым и вторллм фотодиодом, а схемы сброса со втор1лл и первым фотодиодом, а выходы через схему НЛИ со счетчиком импульсов 12. Таким образом, на выходе схемы ИЛИ появляются импульсы, колрпество которых соответствует количеству изменений направ. вращения двигателя, перемещающего стрелку изг-герителя тока..По истечении времени, разного циклу измерения (для условий 130-тонных конверторов, при продувке четырехсопловой фурмой с углом раскрытия сопла в 15 и интенсивнос ти подачи кислорода 3-4 .ыкн. 10 с), блок 18 продолжительности продувки выдает импульс в блоки 13 и 14 памяти на сброс предыдущих показаний, через блок 37 задержки, этот же импульс разрешает запись в блоки 13 и 14 памяти показаний счет чиков импульсов 11 и 12, а затем пр изводит через блок 38 задержки сбро показаний счетчиком 11 и 12. Далее цикл измерения повторяется. Показания блока 14 пропорциональны частоте колебаний фурмы, а показания бло ка 1 3 - сумме амплитуд колебаний фурмы за цикл измерения. Выходное напряжение блока 14 памяти поступае в блок 16 деления, выходное напряже ние которого, пропорциональное вели чине , поступает в сумматор 7. Выходное напряжение блока 13 памяти поступает в блок 15 деления, куда одновременно поступает напряжение с блока 14. Выходное напряжение бло ка 15 деления, пропорциональное величине ot(A, поступает в сумматор 7 Таким образом, выходное напряжение сумматора 7 пропорционально уровню ванны в конвертере во время продувки . . В Г4омент измерения уровня ванны зондовым методом угол поворота привода 32 передается через командоаппарат 31 на измеритель 30 положения зонда и оттуда в блок 29 памяти. Командоаппарат 31 разрешает запись в блок 29 памяти. При касании -поверхности гаэо-шлако-металлической Э1лульсии зондом 35 срабатыва ет блок И, посылая в блок памяти 29 сигнал Останов, таким образом, показания блока 29 памяти соответст вуют уровню ванны. Напряжение с выхода блока 29 поступает в сумматор где суммируется в противофазе с виходным напряжением сумматора 7. Выходное напряжение сумматора 28, про порциональное величине -.uL , поступа ет в блок 33 памяти и оттуда в сумматор 7. При новом измерении уровня ванны зондовым методом производи ся сброс блока 33 памяти при касаНИИ поверхности газо-ш 1ако-металлической эглульсии зондом 5 и разрешение на запись через блок Зс1держки 3 По окончании плавки и слив€ шлака срабатывает блок 26 окончания цикла передавая импульс в счетчик импульсов 25, в котором происходит изменение номера плавки по футеровке на единицу. Выходное напряжение счетчи ка импульсов 25 поступает в функцио нальный преобразователь 24, выходно напряжение которого пропорционально вели 1ине. (--upTo.uaN .). Экономический эффект от использования изобретения по расчетным данным составляет 40 тыс. руб. в год. Экономическая эффективность обеспечивается за счет повышения выхода годного на 0,3%, что снижает себестоимость стали на 0,07 руб/т. Формула изобретения Устройство контроля уровня ванны в конвертере во время продувки, содержащее датчик положения фурмы относительно неподвижных конструкций конвертера, вход которсэгосочленен с приводом фурмы, а выход электрически подсоединен к измерителю, соединенному через первый блок деления с первым сумматором, и зонд для ввода коррекции, привод зонда, командоаппарат, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности контроля, оно дополнительно содержит датчик горизонтальных колебаний , измеритель колебаний ФУР1/1Ы, преобразователь, три счетчика импульсов, четыре блока памяти, второй, третий и четвертый блоки деления, блок продолжительности продувки, Г5лок начала продувки, измеритель расхода дутья, датчик расхода дутья, второй и третий сумматоры, блок ввода начальных условий, функциональный преобразователь, блок окончания цикла, измерительположения зонда, три блока задержки, блок И причем датчик горизонтальных колебаний соединен через измеритель и преобразователь с первым и вторым счетчикшли импульсов, выходы которых соединены соответственно через первый и второй блоки памяти, второй и третий блоки деления с первым сумматором, к которому, кроме того, через четвертый блок деления, блок продолжительности продувки подсоединен блок начала продувки, соединенный с датчиком положения фурмы относительно неподвижных конструкций конвертера и через измеритель расхода дутья - с датчиком расхода непосредственно к одному из входов первого сумматора подсоединен второй сумматор, вход которого подключен к блоку ввода начальных условий и через функциональный преобразователь, третий счетчик импульсов и блок окончания цикла к приводу конвертера, причем выход первого сумматора соединен с третьим сумматором, который, кроме того, череэ третий блок памяти, измеритель положения зонда и Командоаппарат связан с- природом. зонда, а выход Т15етьего сумматора подсоединен через ч твертый блок памяти к первому сумматору, причем вход четвертого блока памяти подсоединен непосредственно и через

первый блок задержки к измерительному зонду, который, кроме того, под соединен через блик И к тpeтьe ty блоку памяти, причем блок И и третий блок памяти подсоединены к командоаппарату, а блок продолжительности продувки соединен непосредственно и через второй блок задержки с первым и вторим блоками памяти и через третий блок задержки с первым и вторым счетчиками иМпульсов, последний, кроме того, соединен со вторым блоком деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3701518, кл. С 21 С 7/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 326222, кл. С 21 С 5/30, 1968.