SU1073290A1 - Устройство контрол температуры металла в конверторе - Google Patents

Abstract

УСТРОПСТВО КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ, содержащее источник ультразвуковых коле- . баний, соединенный через первую схему И с блоком питани , и приемник импульсных ультразвуковых колебаний, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно дополнительно содержит; измеритель газонасыщенности жидкого металла, выполненный в виде измерителей соста:ва , температуры и расхода отход щих газов, массы шихтовых материалов , расхода кислорода и рассто ни  от сопла фурмы до уровн  спокойного металла и блока определени  скорости обезуглероживани , и блок определени  содержани  углерода в конвертере подсоединенные через функциональные преобразователи к сумматору, при этом приемник импульсных ультразвуковых колебаний соединен через усилитель и первый . блок пам ти со схемой Останов счетчика импульсов, вход которого соединен через вторую схему И и второй блок пам ти с выходом первой схемы И, подсоединенной через линию задержки, реле времени и третью схему И к измерительные расходам кислорода и рассто ни  от сопла фурмы до уровн  спокойного металла, причал реле времени подсоединено через блок сброса к блокам пам ти, к схеме Сброс счетчика ш«1ульсов, . выход которого через функциональный преобразователь подсоединен к сумматору , а вход второй схемы И - к генератору импульсов.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии. Известно устройство контрол  тем пературы металла в сталеплавильных агрегатах, содержащее термопару с защитным колпачком, расположенным в конусной втулке из огнеупорного ма ,териала, котора  вмонтирована в футеровку конвертера С1 . Недостатками устройства ; вл ютс  низка  точность, так как при большем градиенте температур, имеющем место в ванне конвертера в процессе продувки, термопара показывает локальную температуру, завис щую от места ее установки, и надежность так как термопара, выход ща  из футеровки конвертера, подвержена разрушению металлическим ломом и сыпучими , вводимыми в конвертер до аливки чугуна. . Известно устройство, содержащее .звуковод, снабженный отражателем ультразвуковых колебаний. Звуковод помещают в тело агрегата так, чтобы его конец входил на 250-50U мм в жидкий -металл. Ультразвуковые колеб ни  посылают по звуководу до отража . тел  и регистрируют продоллсительностьвремени прохождени  ультразву ковыми колебани ми по звуководу рас сто ни  до отра)хател  и обратно CZJ Недостатками устройства  вл ютс  низка  точность, св занна  с градие том температур в ванне агрегата, и низка  надежность, так как конец звуковода входит в ванну. Наиболее близким по.технической сущности к изобретению  вл етс  устройство, содержащее источник уль развуковых колебаний, соединенный через первую схему И с блоком питани , и -приемник импульсных ультразвуковы .х колебаний 31. Недостатком устЁэойства  вл етс  низка  точность из-за наличи  в объ ме металла в процессе продувки газо вых пузырей и вли ни  на плотность металла его химического состава. Цель изобретени  - повышение точ ности контрол . Цель достигаетс  тем, что устрой ство контрол  температуры металла в конвертере, содержащее источник ультразвуковых колебаний, соединенный через первую схему И с блокам питани  и приемник импульсных ультр звуковых, колебаний, дополнительно содержит измеритель газонасыщенности жидкого металла, выполненный в виде измерителей состава, температу ры и расхода отход щих газов, массы шихтовых материалов, расхода кислор да и рассто ни  отсопла фурмы до уровн  спокойного металла и блока определени  скорости обезуглерожива ни , и блок определени  содержани  углерода в конвертере, подсоединенные через функциональные преобразователи к сумматору, при этом приемник импульсных ультразвуковых колебаний соединен через усилитель и первый блок пам ти со схемой Останов счетчика импульсов,вход которого соединен через BTOpyjo схему И и второй блок пам ти с выходе первой схемы И, подсоединенной через линию задержки , реле времени и третью схему И к измерител м расхода кислорода и рассто ни  от сопла фурмы до уровн  спокойного металла, причем реле времени подсоединено через блок сброса к блокам пам ти, к схеме Сброс счетчика импульсов, выход которого через функциональный преобразователь подсоединен к сумматору, а вход второй схемы И - к генератору импульсов. На фиг.. 1 представлена блок-схема устройства. Блок-схема содержит измеритель .состава отход щих газов 1, измеои- . тель температуры отход щих газов 2,измеритель расхода отход щих газов 3, газоход 4, измеритель массы шихтовых материалов 5, блок определени  скорости обезуглероживани  ванны б, блок определени  содержани  углерода в ванне жидкого металла 7, функциональный преобразователь 8, сумматор 9, функциональный преобразователь 10, измеритель расхода кислорода 11, фурму 12, измеритель рассто ни  от сопла фурмы до уровн  спокойно.го мeтaл a 13, схему И 14, реле времени 15, блок сброса 16, линию задержки 17, схему И 18, источник импульсных ультразвуковых колебаний 19, источник питани  20, блок пам ти 21, схему И 22, счетчик импульсов 23, генератор импульсов 24, блок пам ти 25, усилитель 26, приемник импульсных ультразвуковых колебаний 27, функциональный преобразователь 28; конвертер 29 На фиг. 2 представлена внутренн   структура блоков 6 определени  скорости обезуглероживани  ванны 7 и определени  содержани  углерода в ванне жидкого, металла. Схема содержит узел содержани  СО в отход щих газах 30, узел содержани  СО в отход щих газах 31, сумматор 32, функциональные преобразователи 33 и 34, узел делени  35, узел умножени  36, узел определени  количества желе за, вносимого рудой вванну 37, сумматор 38, узел ввода начальных услови.й 39, узел продолжительности продувки 40, узел делени  41, интегратор 42, функциональный преобразователь 43, узел определени  степени разложени  известн ка 44, сумматор 45, узел делени  46, сумматор 47, переключатель 48, указатель 49. .Измерители состава 1, температур 2 и расхода 3 отход щих газов в газоходе 4 и массы шихтовых материало 5 подсоединены к блоку 6 определени  скорости обезуглероживани  ванны , который соединен с блоком 7 определени  содержани  углерода в ван не жидкого металла и через функциональный преобразователь 8 с сумматором 9, к которому, кроме того, подключен блок 7 через функциональн преобразователь 10. Измерители расхода кислорода 11 и рассто ни  от сопла фурмы 12 до уровн  спокойного металла 13 подсоединены через схему И 14 к реле времени 15, выход которого подключен к блоку 16 сброса и линии задержки 17, Выход линии задержки 17 соединен через схему И 18 с источником 19 импульсных ультразвуковых колебаний, вход которой, кроме того, соединен с источником 2 питани . Выход схемы И 18 соединен через блок 21 пам ти, схему И 22 к входу счетчика импульсов 23. К схеме И 22 также подключен генерато импульсов 24 Схема сброса счетчика импульсов23 подсоединена через блок 25 пам ти, усилитель 26 к .приемнику 27 импульсных ультразвуковых колебаний . Выход счетчика импульсов 23 через функциональный преобразователь 28 соединен с сумматором 9. Источник и приемник ультразвуко- вых колебаний устанавливают в отверс ти  футеровки конвертера в слое, под верженном минимальному износу (дл  130-тонных конвертеров 5-6-й р д кирпичей от днища }. В качестве источ ника и приемника излучений используют , например, пьезомагнитный составной вибратор с насадкой из деборида циркони . Измеритель 1 состава отход щих газов соединен с узлом 30 содержани  СО и узлом 31 содержани  СО в отход щих газах, подключенным к сумматору 32. Измерители 2 температуры 6тХОДЯ1Ф1Х газов и 3 расхода подсоединены соответственно к функциональным преобразовател м 33 и 34, подключенным к узлу делени  35, соединенного с узлом умножени  36, к которому , кроме того, подключен сумматор 32. Измеритель 5 массы шихтовых материалов соединен с узлом 37 определени  количества железа, вносиМОго рудой в ванну, который соединен с сумматором 38, соединенный, в свою очередь, с узлом 39 ввода начальных, условий и узлом 40 продолжительности продувки. Выходы узлов 36 и 38 соединены с узлом делени  41, который через интегратор 42 подключен к функциональному преобразователю 43. Вход узла 44 определени  степени разложени  известн ка соединен с изителем 5 массы шихтовых материа , а выход - с сумматором 45, коый , кроме того, соединен с узлом да начальных условий 39. Выход матора 45 подсоединен к узлу деи  46, к которому, кроме того, ключен сумматор 38. Выход узла подключен к сумматору 47, который динен с интегратором 42. Выходы матора 47 и функционального преазовател  43 подключены через еключатель 48 к указателю 49. Температура ванны св зана с парарами процесса следующим соотноием: : ДГ К t - температура ванны, Cj дГ - продолжительность времени прохождени  ультразвуковых колебаний через ванну, с; V(j - скорость обезуглероживани  металла, %/мин; С - содержание углерода в ванне жидкого металла, %f Р4 коэффициенты. корость обезуглероживани  металпредел ют по формуле v 0,536() 1+oLtf. (G,,40 4-bQp+df СО-,, С0.2 - СО и СОг - содержание окиси и двуокиси углерода в отход щих газах, %; V(- расход отход щих газов; м/мин; 1йр - масса на плавку чугуна, ло . ма и руды, кг; d. - коэффициент объемного расширени  газов, с-Ч; /t - продолжительность продувки, Ъ - коэффициент, характеризующий степень усвоени  руды и содержание в ней кислорода; d - коэффициент, характеризующий среднюю скорость угара компонентов садки, кг/мин} 6 - масса углерода в 1 м СО и COfl при нормальных услови х, кг/нм. одержание, углерода в ванне жидметалла определ ют по формуле v.v;; -Jv,.t ; 01 + ъер и с :j 0,25%, при с,. 0,25%, где С, Сц - содержание углерода в лоМе и чугуне соответственно , %; 0| - масса на плавку извест н ка, кг; а коэффициент, характери зующий содержание днуокиси углерода в извес н ке и степень разложе ни  последнего; f,Pn, коэффициенты. Коэффициент PQ дл   -и плавки оп редел етс  по формуле /)о| 1530 - 0,7 Лр(.,«С, (51 где Др/. ., - погрешность в определе на повалке агрегата , например конвертера , в (i- 1)-и плав ке, С. Коэффициент |Ь , завис щий от ма та установки источника ультразвуковых колебаний и приемника на агрега те , определ етс  по формуле . ;3 0-С-С/М. (И где ди - рассто ние между источнико и приемником ультразвуковы колебаний, м. Другие коэффициенты соответствен но равны: /, 1,47--10 °с2; и - 2,37-10 °С 2 (мин,/% ; ./}4 - 80 С/%; йу 5,52%-- ; (ij, - 34,5%-2. Устройство работает следующим .образом, . В начале продувки конвертера при опускании фурмы и подаче дуть  в измерител х 11 расхода кислорода и 13 рассто ни  от сопла фурмы до уровн  скопойного металла срабатыва1от позиционные контакты, установленные на рабочих значени х парамет ров (например, дл  условий 130-тонных конвертеров при рассто нии сопла от фурмы до уровн  спокойного металла, равном 3000 мм, и расходе кислорода, равном 75% номинального значени ). На выходе схемы И 14 по вл етс  напр жение, соответствую щее 1, которое пЬступает на реле ;времени 15 и включает последнее. На выходе реле времени по вл етс  напр жение , которое очищает блоки 21 и 25 пам ти и счетчик импульсов 23. Это же напр жение через линию задер ки 17 поступает на схему И 18 и подает напр жение от источника питани  20 к источнику 19 импульсных ультразвуковых колебаний. Одновреме . но напр жение со схемы И 18 поступа ет в блок пам ти 21, с выхода которого поступает на схему И 22. Схема срабатывает и пропускает импульсы от генератора импульсов 24 на счетчик импульсов 23, который подсчитывает эти импульсы. Источник 19 излучает импульсы ультразвука, которые проход т через металл и принимаютс  приемником 27 импульсных ультразвуковых колебаний. Сигнал с приемника усиливаетс  усилителем 26 и поступает в блок 25 пам ти. На выходе блока 2.5 пам ти по вл етс  напр жение, соответствующее 1, которое останавливает счетчик импульсов 23. Таким образом, показани  счетчика пропорциональны продолжительности времени прохождени  ультразвуковых колебаний через ванну. Сигналы, пропорциональны составу отход щих газов, температуре и их расходу, поступают соответственно с измерителей 1, 2 и 3 к блоку 6 определени  скорости обезуглероживани  ванны. Туда же поступает информаци  о массе шихтовых материалов с измерител  5. В блоке б производитс  определение Скорости обезуглероживани  металла по формуле (21. Напр жение, пропорциональное скорости обезуглероживани  ванны , поступает в блок 7 определени  содержани  углерода в ванне жидкого металла, в котором производитс  вычисление по формуле и ). Выходное напр жение из блока 23 поступает на функциональный преобразователь 28, выходное напр жение которого пропорциоаально величине. - , из блока 6 на функциональный преобразователь 8, выходное напр жение которого пропорционально величине Y( из блока 7 на функциональный преобразователь 10, выходное напр жение которого пропорционально величине ( Ро Выходные напр жени  с преобразователей 8, 10 и 28 поступают на сумматор 9, в котором определ ют температуру ванны по формуле (}. По истечении определенного промежутка времени (например, дл  плавок , проводимых по обычной техноло ,гии, 10 с ), срабатывает реле времени 15, и цикл измерени  повтор етс .. Регулировка промежутка времени цикла измерени  осуществл етс  установкой реле времени. Блоки 6 определени  скорости . обезуглероживани -и 7 определени  содержани  углерода в ванне жидкого металла работают следующим образом. . Выходное напр жение с измерител  1 состава отход щих газов поступает в узлы 30 содержани  СО,в отход щих газах и 31 содержа1ни  СО в отход щих газах. Выходное напр жение с узлов 30 содержани  СО и 31 содержани  COj поступает в сумматор 32, выходное напр жение которого пропорционально величине (СО + СО). Выходное напр жение от измерител  2 температуры отход щих газов поступает на функциональный преобразовател 33, где производитс  вычисление величины (1 +oLtj.), а напр жение от измерител  3 расхода отход щих газов . - на функциональный преобразова тель 34, где производитс  вычисление величины О,536Vf. Напр жение с узлов 33 и 34 поступает в узел делени  35, выходное напр жение которого , пропорциональное величине 0,536 -з- г:гх- поступает в узел умножени  36. В -узле умножени  36 вычисл етс  величина f jf/ V выход ное напр жение, пропорциональное этой величине, поступает в узел делени  41. Напр жение, пропорционал ное количеству железной руды, загружаемой в .конвертер, поступает от измерител  5 в узел 37 определени  количества железа, вносимого рудой в ванну, выходное напр жение узла пропорционально величине Ъбр . Выхо ное напр жение узла 37 поступает в сумматор 38,.в который одновременно поступает напр жение, пропорциональ ное величине (ид+ Сц), из узла 39 ввода начгшьных условий и,пропорциональное величине d f , из узла 40 продолжительности пррдувки. Таким образом, с выхода сумматора 38 снимаетс  напр жение, пропорциональное величине (буН- Эд + + , ко-, торое поступает в узлы 41 и 46 деле ни . Б узле; 41 вычисл етс  скорость обезуглероживани  металла по формуле (2|. Напр жение, пропорциональное скорости обезуглероживани  металла , поступает с узла 41 к функциональному преобразователю 8 и интегратору 42. Выходное напр жение интегратора 42 поступает в сумматор 47 и функциональный преоб зазователь 43. Напр жение, пропорциональное количеству известн ка, загружаемого в конвертер, поступает от измерител  5 в узел 44 определени  степени разложени  известн ка, выходное напр жение которого, пропорционёшьное величине cxG, поступает в сумматор 45. Туда же поступает напр жение , пропорциональное величине . i (йцСц + Од Сд/ из узла 39 ввода начальных условий Таким образом, с выхода сумматора 45 снимаетс  напр жение , пропорциональное величине (CyGj + С/(Зд+ «(чу, поступающее в узел делени  46. С выхода узла делени  снимаетс  напр жение, пропорциональное величине .5..± йц + Од-ьЪвр + йГ которое поступает в сумматор 47. С выхода сумматора 47 снимаетс  напр жение , пропорциональное величине содержани  углерода в ванне жидкого металла, рассчитанной по формуле .(3|, которое через переключатель 48 поступает на указатель 49. С выходи функционального преобразовател  43 снимаетс  напр жение, пропорциональное величину содержани  углерода в ванне жидкого металла, рассчитанной по формуле (4I, которое также поступает на переключатель 48. Переброс переключател  с выхода сумматора 47 на функциональный преобразователь 43 производитс  при выходном напр жении сумматора 47, соответствующем содержанию углерода, равному 0,25%. С выхода указател  49 напр жение, пропорционсшьное содержанию углерода в ванне жидкого металла, поступает к функциональному преобразователю 10. Экономический эффект от использовани  изобретени  составл ет 50 тыс. py6i в год. Экономическа  эффективность обеспечиваетс  за счет повышени  производительности конвертера на 1,5%, сокращени  расхода огнеупорных материалов на 5%,что снижает себестоимость стали на 0,09 руб./т.

ЬЕ

30

J2

§

с

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ, содержащее источник ультразвуковых коле- . баний, соединенный через первую схему И с блоком питания, и приемник импульсных ультразвуковых колебаний, отличающееся тем, что, 'с целью повышения точности, оно дополнительно содержит; измеритель газонасыщенности жидкого металла, выполненный в виде измерителей состава, температуры и расхода отходя щих газов, массы шихтовых материалов, расхода кислорода и расстояния от сопла фурмы до уровня спокойного металла и блока определения скорости обезуглероживания, и блок определения содержания углерода в конвертере; подсоединенные через функциональные преобразователи к сумматору, при этом приемник импульсных ультразвуковых колебаний соединен через усилитель и первый . блок памяти со схемой Останов счетчика импульсов, вход которого соединен через вторую схему И и второй блок памяти с выходом первой схемы И, подсоединенной через линию задержки, реле времени и третью схему И к измерительные расходам кислорода и расстояния от сопла фурмы до уровня спокойного металла, причете реле времени подсоединено через блок сброса к блокам памяти, к схеме Сброс счетчика импульсов, _: выход которого через функциональный' преобразователь подсоединен к сумматору, а вход второй схемы И - к генератору импульсов.

   СО

   I