SU1082831A1 - Устройство дл контрол уровн шлака в кислородном конвертере - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ -, УРОВНЯ ИШАКА В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТОРЕ , содержащее последовательно сое диненные датчик звукового давлени , предварительный усилитель, низкочастотный фильтрf смеситель, полосовой фильтр, усилитель, детектор, преобразователь напр жение-ток, регистриру1а1101й прибор, а также гетеродин, выход которого соединенс первым входом смесител , о т л и ч а ющ е ее   тем,что, с цепью повышени  точности и надежности контрол  уровн  шпака в кислородном конверторе , в него дополнительно введены блок автоматического регулировани  усилени , датчик определени  мрмента погружени  фурмл в металл, компаратор, коммутатор, блок контрол  положени  фурмы датчик температуры отход щих гадов, анализатор состава отход врпс газов и блок расчета уровн  шпака в конверторе, причем вход блока автоматического регулировани  усилени  подключен к выходу низкочастотного фильтра, а выход - к второму входу смесител , последовательно соединены между собой датчик определени  момента погружени  фурьш в металл, компаратор и коьмутатор, к второму входу коммутатора подключен выход блока контрол  положени  фурмы, к первому входу блока расчета уровн  шлака в конверторе подключен выход преобразовател  напр жение-ток, к второму его входу - выход датчика температуры отход щих газов, к третьему входу - выход анализатора состава отход щих газов и к четвертому входу подключен выход коммутатора, а выход его подключен к входу регистри-.. рующего прибора.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к контролю и регулированию процессов кислородноконверторной плавки Известно устройство дл  контрол  ошакообраэовани  в ванны конвертора содержащее датчик вибрации, выход которого через усилитель и полосово фильтр подключен к детектору, выход которого подключен к регистрирующем прибору, причем между детектором и регистрирук цим прибором установлен регул тор уровн  выходного сигнала. Показани  регистрирующего прибора характеризуют уровень и } 1эическое состо ние шпака в конверторе f 1, Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность контрол  вшакообразовани , св занна  с отсут ствием коррекции определ емого пара метра по фактическому уровню шлака в ванне конвертора от плавки к плав ке поскольку в течение кампании из за износа футеровки измен ютс  геометрические размеры полости конвертора . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  контрол  уровн  шпака в кислородном конверто ре, содержащее последовательно соединенные между собой датчик звуково го Давлени , предварительный усилитель , низкочастотный фильтр, смеситель , полосовой фильтр, усилитель, детектор, .преобразователь напр жение-ток ,; регистрирующий прибор, а также гетеродин, причем выход последнего соединен с другим входом смесител . Недостатками известного устройст ва- вл ютс  низка  надежность и точность контрол  уровн  вшака в конве торе ввиду износа кладки футеровки и как следствие изменение величины .резонансной частоты свободного гобъема, рабочего пространства конвертора . Цель изобретени  - повьшение точ ности и надежности контрол  уровн  шпака в кислородном конверторе. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  уровн  шлака в кислородном конверто ре, содержащее последовательно соединенные между собой звуково ГО давлени , предварительный; усчлитель , низкочастотный фильтр, смеситель , полосовой фильтр, усилитель, 31 1 детектор, преобразователь напр жение-ток , регистрирующий прибор, а также гетеродин, выход которого соединен с первым входом смесител , дополнительно введены блок автомати- ческого регулировани  усилени , датчик определени  момента погружени  фурмы в металл, компаратор, коммутатор , блок контрол  положени  фурмы, датчик температуры, отход щих газов, анализатор состава отход щих газов и блок расчета уровн  шлака в конверторе , причем вход блока автоматического регулировани  усилени  подключен к выходу низкочастотного фильтра, а выход - к второму входу смесител , последовательно соединены между собой датчик определени  момента погружени  фурмы в металл, компаратор и коммутатор, к второму входу коммутатора подключен выход блока контрол  положени  фурмы, к первому входу блока расчета уровн  шлака в конверторе подключен выход преобразовател  напр жение-ток, к второму его входу - выход датчика температуры отход щих газов, к третьему входу - выход анализатора состава отход щих газов и к четвертому входу подключен выход коммутатора , а выход его подключен к входу регистрирующего прибора. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства на фиг.2частотна  характеристика полосового фильтра. I. Устройство содержит датчик 1 звукового давлени , предварительный усилитель 2, низкочастотный фильтр 3, блок 4 автоматического регулировани  усилени , смеситель 5, гетеродин 6, полосовой фильтр 7, усилитель 8, детектор 9, преобразователь 10 напр жение-ток , датчик 11 температуры отход щих газов, анализатор 12 состава отход щих газов, датчик 13 определени  момента погружени  фурмы в металл, компаратор 14, коммутатор 15, блок 16 контрол  положени  фурмы, блок 17 расчета уровн  шлака в конверторе , регистрирующий прибор 18. Блок 4 автоматического регулировани  усилени  выполнен в виде усилител  с переменным коэффициентом усилени , измен ющимс  автоматиески , и служит дл  поддержани  на выходе блока 4 заданной величины амплитуды акустического сигнала про31 цесса о ходе шлакообразовани  незаBHciiMO от изменени  величины амплитуды входного сигнала. Полоса пропускани  низкочастотного фильтра 3 выбираетс  таким образом , чтобы вьщелить спектр частот соответствующих резонансной частоте свободного объема рабочего пространства конвертора при изменении уровн  шлака от минимального до Mak симального значени , и имеет полосу пропускани , определ емую по зависи мости , где f- нижн   гранична  частота пропускани  низкочастотного фильтра 3, соответствующа  минимальному уровню шпака s ванне конвертора, Гц, f - верхн   гранична  частота пропускани  низкочастотного фильтра 3, соответствукмца  максимальному уровню шлака в ванне конвертора, Гц; полоса пропускани  низкочастотного фильтра 3, Гц. Дл  конверторов различной конфигурации резонансные частоты свободного объема рабочего пространства конвертора, соответствующие минималь ному уровню шпака, измен ютс  от 15 до 28 Гц, а резонансные частоты свободного объема рабочего пространства конвертора, соответствующие запол нению полости конвертора шлаком до отметки 0,5 м от среза горловины конвертора, измен ютс  от 70 до 111 Гц. Таким образом, полоса пропускани  низкочастотного фильтра 3 выбрана равной - Д , - 111-15 96 Гц. Полоса пропускани  полосового фильтра 7 выбираетс  таким образом, чтобы на его частотной характеристи ке (фиг. 2) полоса частот, приход ща с  на линейный участок, равн лас полосе пропускани  низкочастотного фильтра 3. Таким образом, величина выходного сигнала полосового фильтра 7 линейно зависит от частоты вход ного сигнала, поступающего с выхода смесител  5. Итак df f, где jf -полоса частот, приход ща с  на линейный участок частотной ха рактеристики полосового фильтра 7, Гц, 4f- полоса пропускани  низкочастотного фильтра 3, Гц 1 Полоса частот, приход ща с  на линейный участок частотной характеристики полосового фильтра 7 опреде л( fl rl л етс  по зависимости Л г где f-J - верхн   гранична  частота, прихо;. ща с  на конец линейного участка частотной характеристики полосового фильтра 7, Гц, f -нижн   гранична  частота, приход ща с  на начало линейного участка частотной характеристики полосового фильтра 7, Гц, т.е. при настройке полосового фильтра 7 экспериментальным путем подбираетс  разность fyf равна  96 Гц. Так, например, в опытном образце предлагаемого устройства используетс  полосовой фильтр 7 со следующими данными (фиг. 2): f« 497 Гц, fI 485 Гц, 1 38 Гц. 4f s ffj-f 485-389 96 Гц. Выходна  частота гетеродина 6 выбрана равной 500 Гц, что не противоречит двум.следующим равенствам: f -ff 389-И11 500 Гц, 485+15 500 Гц. Полоса частот, приход ща с  на нелинейный участок частотной характеристики полосового фильтра 7 4f (фиг. 2) в.опытном образце устройства дл  контрол  уровн  шпака в кислородном конверторе получаетс  равной 4f 12 Гц. Полоса пропускани  полосового фильтра 7 определ етс  по зависимости4Р 2-(4 f4r) О 2(96+12) « 216 Гц. Устройство работает следукицим образом. До начала плавки в блок 17 расчета уровн  шпака ввод т информацию о величине .,равной высоте от уровн  спокойной ванны до верхнего конечного положени  фурмы, определ емой 80 врем  тарировки фурмы. С момента начала плавки акустический сигнал, воспринимаемый датчиком звукового давлени , усиливаетс  при помощи предварительного усилител  2. Усиленный сигнал проходит через низкочастотный фильтр 3, который вьщел ет спектр частот, соответствующих резонансной.частоте свободного объема рабочего пространства конвертора при изменении уровн  пшака от минимального до максимальноГо значени . Сигнал с выхода низкочастотного фильтра 3 поступает на вход блока 4 автоматического регули ровани  усилени , на выходе которого получаетс  сигнал посто нной амплиту ды со спектром частот, соответствующим резонансным частотам свободного объема рабочего пространства конвертора при изменении уровн  шлака от минимгшьного до максимального значени . На смеситель 5 поступает сигнал с выхода блока 4 автоматического регулировани  усилени  й сигнал, выработанный гетеродином 6. Разность час тот этих сигналов проходит через полосовой фильтр 7, усиливаетс  усилителем 8 и выпр мл етс  детектором 9. Выпр мленное напр жение в преобразователе 10 напр жение-ток преобразуетс  в пропорциональный ток в диапазоне от О до 5 Ма. Сигнал с выхода блока 10 поступает на первый вход блока расчета уровн  шлака 17. На второй и третий входы блока 17 расчета поступают соответственно сигнал с выхода датчиг ка 11, пропорциональный температуре отход щих газов, а также сигнал с выхода анализатора 12, пропорциональный содержанию двуокиси углерода в отход щих конверторных газах iСигнал с-выхода блока 16 контрол  положени  кислородной фурмы в момент вхождени  среза сопел и шлакометаллическую эмульсию через коммутатор 15 поступает на четвертый вход блока 17 расчета. В блоке 17 расчета уровн  шЛака полученна  информаци  обрабатываетс  I в соответствии с нижеприведенной зависимостью , , , Ншд Но5щ к где Н„,- текущий уровень шлака в ванне конвертора, мН - значение высоты от уровн  металла до верхней точки

положени  фурмы перед началом плавки. Mi

высота от горловины конвертора до верхней точки положени  фурмы, коэффициент завис щий от

геометрических размеров полости конвертора;

Ки,((-Фо

Кг

(,

если

ч шл где К. - значение коэффициента К, на предыдущей (i-1 )-й плавке резонансна  частота свободного объема рабочего пространства конвертора, Гц, универсальна  газова  посто нна , Дж/(), температура отход щих газов , К X - дол  содержани  СО- в отход щих газах, (1-х) - дол  содержани  СО в отход щих газах. соответственно удельные изобарные и изохорные теплоемкости двуокиси и окиси углерода Дж()} соответственно молекул рные веса двуокиси и окиси углерода. Из-за износа футеровки конвертора увеличиваетс  внутренний радиус конвертора, уровень спокойной ванны постепенно снижаетс  И величина Н Н ,, соответствующа  высоте от горловины конвертора до уровн  спокойного г еталла, увеличиваетс . Вследствие этого измен ютс  геометрические размеры полости конвертора, поэтому от плавки к плавке в ходе кампании необходимо корректировать значение коэффициента К, завис щего от геометрических размеров Полости конвертора . Во врем  плавки в момент вхождени  среза сопел кислородной фурмы в шлако-металлическую эмульсию на выходе датчика 13 определени  момента погружени  среза сопел кислородной фурмы в шлако-металлическую эмульсию по вл етс  сигнал, которьй через компаратор 14 поступает на вход коммутатора 15, который коммутирует выход блока 16 контрцл  положени  кислородной фурмн с четвертым входом блока 17 расчета. ,/ В блоке расчета 17 рассчитываетс  также скорректированное значение коффициента К по следующей зависимоси I JL «I К- . . есАй Ф шл 1-1 К: - значение коэффициента К - на текущей i -и плавке - высота фурмы под уровнем спокойного металла в момент ее вхождени  в шлако „ металлическую эмульсий, м fl... - расчетное значение уровн  шлака в ванне конвертора в foмeнт вхождени  фурмы в шлако-мета шическую эмульсию, м ; посто нна  величина, дел ема  опытным путем. В дальнейшем в режиме заглубленной струи уровень шлака в ванне конвертора рассчитываетс  по зависимоти с корректированным значением коэффициента К. Таким образом, на выходе блока 17 расчета получаем величину текущего УРОВНЯшлака в ванне конвертора , котора  фиксируетс  на регистрирующем приборе 19. При использовании изобретени  увеличиваетс  выход годного на 0,1% путем сокращени  числа плавок с выбросами и сокращени  средней продолжительности плавки на 1,0% за счет увеличени  доли плавок, попадающих с первой повапки в заданные пределы по химическому составу.

U. t/mcrx 389 Wl V/3 V25 V37 VV9 V6/ 73 /85 VP7

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ·, УРОВНЯ ШЛАКА В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТОРЕ, содержащее последовательно соединенные датчик звукового давления, предварительный усилитель, низкочастотный фильтр, смеситель, полосовой фильтр, усилитель, детектор, преобразователь напряжение-ток, регистрирующий прибор, а также гетеродин, выход которого соединен с первым входом смесителя, о т л и ч а ю- щ ё е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля уровня шпака в кислородном конверторе, в него дополнительно введены блок автоматического регулирования усиления, датчик определения мрмента погружения фурма в металл, компаратор, коммутатор, блок контроля положения фурмы* датчик температуры отходящих газов, анализатор состава отходящих газов и блок расчета уровня шпака в конверторе, причем вход блока автоматического регулирования усиления подключен к выходу низкочастотного фильтра, а выход - к второму входу смесителя, последовательно соединены между собой датчик определения момента погружения фурмы в металл, компаратор и коммутатор, к второму входу коммутатора подключен выход блока контроля положения фурмы, к первому, входу блока расчета уровня шпака в конверторе подключен выход преобразователя напряжение-ток, к второму его входу - выход датчика температуры отходящих газов, к третьему входу - выход анализатора состава отходящих газов и к четвертому входу ' подключен выход коммутатора, а выход его подключен к входу регистрирующего прибора.

   в (Л а

   00 ю 00 00 .1 1082831 1