RU2119537C1

RU2119537C1 - Probing scanning system

Info

Publication number: RU2119537C1
Application number: RU97114197A
Authority: RU
Inventors: В.А. Доброскок; И.Ф. Курунов; Ю.С. Карабасов; Ю.В. Липухин; В.Н. Логинов; А.П. Васильев
Original assignee: Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет)
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1998-09-27

Abstract

FIELD: metallurgy, testing configuration and thickness of layers of iron ore, coke and their mixtures in stacks of blast furnaces. SUBSTANCE: probing scanning system includes horizontal scanning probe with translation mechanism, electric motor drive, transmitter of kind of burden materials, limit switches, transmitter of probe position, transmitter of level of burden with translation mechanism and drive, unit of analog-to-digital converters, computer, control unit of electric motor drive of probe, device measuring rate of vanishing of burden materials in blast furnace. Information outputs of transmitters and limit switches are connected to inputs of unit of analog-to-digital converters and outputs of this unit are connected to inputs of computer. Outputs of computer are connected to inputs of control units of electric motor drive of probe and of drive of transmitter of level of burden. On coming of instruction to conduct measurement cycle from control unit of computer probing scanning system carries out scanning cycle which results in obtainment of graphical and digital information on configuration and thickness of layers of materials in furnace that is generated to video terminal or printer. EFFECT: increased operational reliability of probing scanning system. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к средствам контроля доменного процесса, и может быть использовано для контроля распределения шихтовых материалов в доменных печах. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to means for controlling a blast furnace process, and can be used to control the distribution of charge materials in blast furnaces.

Известен зонд для контроля распределения шихтовых материалов в доменной печи, содержащей корпус с чувствительными элементами на нем в виде металлических колец, изолированных от корпуса. Кольца подсоединены к источнику питания и каждое из них образует с корпусом зонда электрическую сеть. Зонд устанавливается в печи стационарно и это ограничивает его функциональные возможности и срок службы. Кроме того, недостатком такого зонда является зависимость точности измерений от числа чувствительных элементов, увеличение которых снижает прочность зонда [1]. A known probe for controlling the distribution of charge materials in a blast furnace containing a housing with sensitive elements on it in the form of metal rings isolated from the housing. The rings are connected to a power source and each of them forms an electric network with the probe body. The probe is installed in the furnace permanently and this limits its functionality and service life. In addition, the disadvantage of such a probe is the dependence of the measurement accuracy on the number of sensitive elements, the increase of which reduces the strength of the probe [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является зондовая сканирующая система для контроля распределения шихтовых материалов, содержащая горизонтальный зонд с механизмом перемещения, электроприводом, датчиком вида шихтовых материалов, датчиком перемещения зонда и двумя конечными выключателями, вычислительное устройство, блок аналого-цифровых преобразователей, информационные входы которого соединены с датчиками и конечными выключателями, а выходы с входами вычислительного устройства [2] . Данная зондовая система свободна от недостатков аналога, но она не позволяет производить измерения структуры столба шихты в автоматическом режиме и требует участия в ее работе операторов. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a probe scanning system for controlling the distribution of charge materials, comprising a horizontal probe with a movement mechanism, an electric drive, a sensor of the type of charge materials, a probe movement sensor and two limit switches, a computing device, an analog-to-digital converter unit , information inputs of which are connected to sensors and limit switches, and outputs with inputs of a computing device [2]. This probe system is free from the disadvantages of the analogue, but it does not allow measurements of the structure of the charge column in automatic mode and requires the participation of operators in its work.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей зондовой системы и обеспечение ее работы в автоматическом режиме. The aim of the invention is to expand the functionality of the probe system and ensure its operation in automatic mode.

Указанная цель достигается тем, что зондовая сканирующая система, содержащая горизонтальный зонд с механизмом перемещения, электроприводом, датчиком вида материалов и двумя конечными выключателями, вычислительное устройство, блок аналого-цифровых преобразователей, информационные входы которого соединены с датчиками и конечными выключателями, а выходы - с входами вычислительного устройства, дополнительно снабжена блоком управления работой привода зонда и устройством контроля уровня засыпи шихты в печи с приводом и блоком управления его работой, причем входы блоков управления соединены с выходами вычислительного устройства, а информационный выход устройства контроля уровня засыпи соединен с входом блока аналого-цифровых преобразователей. This goal is achieved by the fact that a probe scanning system containing a horizontal probe with a movement mechanism, an electric drive, a sensor of the type of materials and two limit switches, a computing device, a block of analog-to-digital converters, the information inputs of which are connected to sensors and limit switches, and the outputs are connected to the inputs of the computing device is additionally equipped with a probe drive operation control unit and a charge charge level control device in the furnace with a drive and a control unit its work, and the inputs of the control units are connected to the outputs of the computing device, and the information output of the mound level control device is connected to the input of the block of analog-to-digital converters.

Указанная цель достигается также тем, что система дополнительно снабжена устройством контроля скорости шихты в печи, информационный выход которого соединен с входом блока аналого-цифровых преобразователей. This goal is also achieved by the fact that the system is additionally equipped with a device for controlling the speed of the charge in the furnace, the information output of which is connected to the input of the block of analog-to-digital converters.

Признаки, отличающие изобретение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники, и, следовательно, изобретение отвечает критерию "изобретательский уровень". Signs that distinguish the invention from the prototype, not identified in other technical solutions in the study of this and related fields of technology, and, therefore, the invention meets the criterion of "inventive step".

На чертеже представлена блок-схема зондовой сканирующей системы согласно изобретению. The drawing shows a block diagram of a probe scanning system according to the invention.

Зондовая сканирующая система содержит горизонтальный зонд 1 с механизмом перемещения и электроприводом 2, датчик вида шихтовых материалов 3, датчик перемещения зонда 4, конечные выключатели 5, вычислительное устройство 6, блок аналого-цифровых преобразователей 7, блок управления работой привода зонда 8, устройство контроля уровня засыпи шихтовых материалов в печи с приводом 9, блок управления работой устройства контроля уровня засыпи 10. Дополнительно зондовая сканирующая система может содержать также устройство контроля скорости схода шихтовых материалов 11 /фиг. 1/. The probe scanning system contains a horizontal probe 1 with a movement mechanism and an electric drive 2, a sensor for the charge materials 3, a sensor for moving the probe 4, limit switches 5, a computing device 6, an analog-to-digital converter 7, a probe 8 operating control unit, a level control device charge charge materials in the furnace with a drive 9, the control unit of the device for controlling the charge level 10. Additionally, the probe scanning system may also include a device for monitoring the shear descent rate tovyh materials 11 / FIG. one/.

Информационные входы блока аналого-цифровых преобразователей 7 соединены с датчиком вида шихтовых материалов 3, датчиком перемещения зонда 4, конечными выключателями 5, устройством контроля уровня засыпи 9 и устройством контроля скорости схода шихты в печи 11. Выходы блока аналого-цифровых преобразователей 7 соединены с входом вычислительного устройства 6, а выходы вычислительного устройства соединены с блокам 8 управления работой электропривода зонда и блоком 10 управления устройством контроля уровня засыпи. The information inputs of the block of analog-to-digital converters 7 are connected to the sensor of the type of charge materials 3, the sensor for moving the probe 4, the limit switches 5, the device for controlling the level of the charge 9 and the device for controlling the speed of the charge in the furnace 11. The outputs of the block of analog-to-digital converters 7 are connected to the input computing device 6, and the outputs of the computing device are connected to blocks 8 for controlling the operation of the electric drive of the probe and block 10 for controlling the device for controlling the level of the mound.

Зондовая сканирующая система согласно изобретению работает следующим образом. Команда на включение зондовой сканирующей системы в работу подается с пульта управления вычислительного устройства 6. Вычислительное устройство 6 формирует управляющий сигнал и подает его на блок 2 управления электроприводом механизма перемещения зонда 1. Через шлюзовое устройство на кожухе доменной печи горизонтальный зонд 1 с помощью механизма перемещения вводится в печь. При движении зонда от периферии к центру печи чувствительный элемент датчика вида шихтовых материалов 3 генерирует электрический сигнал дискретного вида, уровень которого зависит от вида материала, в котором находится датчик вида материалов в этот момент времени. Через блок аналого-цифровых преобразователей 7 сигнал поступает в вычислительное устройство 6. Одновременно датчик перемещения зонда генерирует сигнал о координате датчика вида шихтовых материалов по горизонтальной оси печи на горизонте зондирования, который также поступает в вычислительное устройство 6. При достижении зондом заданной точки, например центра печи, конечный выключатель 5 генерирует управляющий сигнал на прекращение движения зонда к центру печи и на его движение в обратном направлении. При достижении зондом исходной позиции конечный выключатель 5 генерирует управляющий сигнал на прекращение движения зонда. Через заданный интервал времени, например 1 минута, вычислительное устройство снова подает команду блоку управления электроприводом на ввод зонда в печь. Число проходов зонда /цикл сканирования/ задается с пульта управления вычислительного устройства. A probe scanning system according to the invention operates as follows. The command to turn on the probe scanning system is supplied from the control panel of the computing device 6. The computing device 6 generates a control signal and feeds it to the electric drive control unit 2 of the probe 1 moving mechanism. A horizontal probe 1 is entered through the gateway device on the blast furnace casing using the moving mechanism to the oven. When the probe moves from the periphery to the center of the furnace, the sensitive element of the sensor of the type of charge materials 3 generates an electrical signal of a discrete type, the level of which depends on the type of material in which the sensor is the type of materials at this point in time. Through the block of analog-to-digital converters 7, the signal enters the computing device 6. At the same time, the probe displacement sensor generates a signal about the coordinate of the charge type sensor along the horizontal axis of the furnace at the sensing horizon, which also enters the computing device 6. When the probe reaches a predetermined point, for example, the center of the furnace, the limit switch 5 generates a control signal to stop the probe moving to the center of the furnace and to move it in the opposite direction. When the probe reaches its initial position, the end switch 5 generates a control signal to stop the probe. After a predetermined time interval, for example 1 minute, the computing device again sends a command to the drive control unit to enter the probe into the furnace. The number of probe passes / scan cycle / is set from the control panel of the computing device.

После включения зондовой сканирующей системы в работу сигналы от устройства контроля уровня засыпи шихты в печи поступают через блок аналого-цифровых преобразователей 7 в вычислительное устройство 6. При наличии в зондовой сканирующей системе устройства контроля скорости схода шихтовых материалов информация с него также поступает через блок аналого-цифровых преоброзователей 7 в вычислительное устройство 6. Вычислительное устройство по заданному алгоритму преобразует поступающую от датчиков информацию в двухмерное изображение /по вертикальной и горизонтальной осям печи/ слоев железорудных материалов, кокса и их смеси и вычисляет рудную нагрузку по радиусу печи. Графическая и цифровая информация с вычислительного устройства поступает на видеотерминал или на печатающее устройство и запоминается. After the probe scanning system is turned on, the signals from the charge level control device in the furnace are fed through the block of analog-to-digital converters 7 to the computing device 6. If there is a control device for the charge of materials coming down from the probe scanning system, the information from it also comes through the analog- digital converters 7 into a computing device 6. The computing device according to a given algorithm converts the information received from the sensors into a two-dimensional image / tikalnoy and horizontal axes furnace / layers of iron materials, coke and mixtures thereof, and calculates the load on the ore furnace radius. Graphic and digital information from a computing device is fed to a video terminal or to a printing device and stored.

Таким образом, зондовая сканирующая система согласно изобретению позволяет оперативно по мере надобности получать информацию о структуре столба шихтовых материалов в "сухой" части шахты доменной печи ниже горизонта зондирования на заданную глубину, которая определяется циклом зондирования и временем выжидания между поступательно-возвратными проходами зонда. Thus, the probe scanning system according to the invention allows to quickly obtain information on the structure of a column of charge materials in the “dry” part of the shaft of a blast furnace below the sounding horizon to a predetermined depth, which is determined by the sounding cycle and the waiting time between the translational-return passages of the probe.

Количественная оценка распределения рудной нагрузки по радиусу печи, конфигурации и толщины слоев железорудных материалов и кокса и их смесей позволяет оперативно регулировать распределение материалов в печи с целью минимизации расхода топлива в доменной плавке или достижения максимальной производительности печи. A quantitative assessment of the distribution of ore load along the radius of the furnace, the configuration and thickness of the layers of iron ore materials and coke and their mixtures allows you to quickly adjust the distribution of materials in the furnace in order to minimize fuel consumption in blast-furnace smelting or to achieve maximum furnace productivity.

Claims

1. A probe scanning system comprising a horizontal probe with a movement mechanism, an electric drive, a sensor of the type of charge materials, a probe movement sensor and two limit switches, a computing device, an analog-to-digital converter unit, the information inputs of which are connected to sensors and limit switches, and the outputs are with inputs of a computing device, characterized in that the system is additionally equipped with a control unit for operation of the probe electric drive and a device for monitoring the level of mound you in the furnace with the drive and control unit of its operation, the control unit inputs are connected to outputs of the computing device, and information output level control device is connected to the grist input of analog-to-digital converters.

2. The system according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a device for controlling the speed of the charge in the furnace, the information output of which is connected to the input of the block of analog-to-digital converters.