SU1154336A1

SU1154336A1 - Device for measuring melt level in converter

Info

Publication number: SU1154336A1
Application number: SU833665785A
Authority: SU
Inventors: Эвальд Федорович Драчук; Илья Иосифович Клугерман; Виктор Григорьевич Умрихин; Василий Данилович Жидков; Николай Антонович Кудрин
Original assignee: Челябинский металлургический завод; Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии
Priority date: 1983-10-06
Filing date: 1983-10-06
Publication date: 1985-05-07

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА В КОНВЕРТЕРЕ, содержащее расположенные над горловиной конвертера источник и детектор jf -излучени , подсоединенный через усилитель к анализатору амплитуд, выход которого подсоединен к входам измерител интенсивности излучени и счетчика уробн , поразр дно через регистр пам ти соединенного с цифровым табло , таймерный счетчик и блок управлени , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени и удобства эксплуатации, .в. него дополнительно введен генера-, тор переменной частоты, механически соединенный через лекало с осью двигател измерител интенсивности, причем выход .генератора подсоединен к счетчику входа таймерного счетчика. VO 2.Устройство по п. 1, о т л и чающеес тем, что в него дополнительно введены измерительна схема с реохордом-повторителем измерител интенсивности и линеаризукицим резистором, соединенным с валом двигател измерител интенсивности, усилитель и двигатель. 3.Устр01Йство по пп. 1 и 2, о тли чающеес тем, что с ва лом двигател уровн соединена штор . ка, расположенна между осветителем DO Сдд CD и прозрачньм силуэтом конвертера.1. A DEVICE FOR MEASURING THE LEVEL OF A MELT IN THE CONVERTER containing a source and a jf radiation located above the converter throat, connected through an amplifier to an amplitude analyzer, the output of which is connected to the inputs of the radiation intensity meter and uro counter, is digitally connected to the digital register a scoreboard, a timer counter and a control unit, characterized in that, in order to improve measurement accuracy and ease of operation, .c. it is additionally introduced a generator of variable frequency, mechanically connected through a piece to the axis of the engine intensity meter, with the output of the generator connected to the timer input counter. VO 2. The device according to claim 1, which includes the addition of a measurement circuit with a repeater intensity meter and linearization with a resistor connected to the motor shaft of the intensity meter, amplifier and motor. 3. Arrangement on paragraphs. 1 and 2, for aphids, in that the curtains are connected to the level engine shaft. ka, located between the illuminator DO Sdd CD and transparent silhouette of the converter.

Description

1 Изобретение относитс к черной металлургии, к антоматизации выплавки стали в кислородных конвертерах. Известно устройство дл контрол уровн ванны в конвертере, содержащее подвижную кислородную фурму с датчиком положени , микрофон, соеди ненный С усилителем, регистрирующий прибор и детектор скачкообразного изменени сигнала уровн шума 1J . Однако данное устройство имеет недостаточные точность и надежность и, кроме того, неудобно технологиче ки, так как требует дл измерени уровн ванны подъема и последующего опускани фурмы, т.е. добавочных технологических операций, cн iжaюlциx ритм производства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му эффекту вл етс устройство, содержащее контейнер с источником изл чени и детектором, подсоединенный через усилитель к анализатору ампли туд, выход которого подсоединен к входам измерител интенсивности излучени и счетчика уровн , поразр дно через регистр пам ти соединен ного с цифровь&1 табло, таймерный счетчик и блок управлени 2 . Основными недостатками известног устройства вл ютс недостаточна точность при примен емых значени х экспозиции и мощност х источника излучени и принципиально нелинейна шкала радиометра, что затрудн ет промышленное использование устройст ва. Интенсивность отраженного сигна ла экспоненциально убывает при удалении источника излучени от отражател . Поскольку диапазон измер емых уровней весьма велик (от 11 до 5 метров), интенсивность отражен ного сигнала при этом различаетс на два пор дка. Поскольку отраженны сигнал имеет статический характер, достоверное измерение сигнала при малых значени х представл ет значительные трудности и требует увеличе ни экспозиции до размеров, вно нецелесообразных, если иметь в виду измерение сигнала при его больших значени х. Цель изобретени - повьшение точ ности измерени и удобства эксплуатации . Поставленна цель Достигаетс те что в устройство дл измерени 36 уровн расплава в конвертере, содержащее расположенные над горловиной конвертера источник и детектор -излучени , подсоединенный через усилитель к анализатору амплитуд, выход которого подсоединен к входам измерител интенсивности излучени и счетчика уровн , поразр дно через регистр пам ти соединенного с цифровым табло, таймерный счетчик и блок управлени , дополнительно введен генератор переменной частоты, механически соединенный через лекало с осью двигател измерител интенсивности , причем выход генератора подсоединен к счетчику входа таймерного счетчика. I Кроме того, в устройство дополнительно введены измерительна схема с реохордом-повторителем измерител интенсивности и линеаризующим резистором , соединенным с валом двигател измерител интенсивности, усилитель и двигатель. Причем с валом двигател уровн соединена шторка, расположенна между осветителем и прозрачньм силуэтом конвертера. . На фиг. 1 изображена блочно-кинематическа схема устройства; на фиг. 2-5 - схемы отдельных блоков. Устройство дл измерени уровн расплава в конвертере содержит контейнер 1 с источником излучени и детектором, помещенным над горловиной конвертера 2 с расплавом 3. Контейнер 1 через линейный усилитель 4 и анализатор 5 амплитуд соединен с измерителем 6 интенсивности и счетчиком 7 уровн , поразр дно через регистр 8 пам ти соединенного с цифpOBbw табло 9. С валом двигател 10 измерител 6 интенсивности соединены лекала 11 и 12. С лекалом 11 механически соединен жток генератора 13 переменной частоты , выход которого подсоединен к входу таймерного счетчика 14. Работу таймерного счетчика 14, счетчика 7 уровн и регистра 8 координирует блок 15 управлени . Реохорд-повторитель 16 измерит ел 6, соединенный с валом двигател 10, и линеаризующий резистор 17, механически соединенный с лекалом 12, составл ет основу измерительной схемы 18, выход которой подсоединен к усилителю 19, работающему на двигатель 20 уровн . Вал двигател 20 механически соединен со стрелкой 21 указани уровн и через тросик 22 со шторкой 23 расположенной между осветителем 24 и силуэтом 25 конвер тера 2, выполненным, например, из красного органического стекла. Тросик 22 движетс по роликам 26 и сое динен со шторкой 23 скрепками 27. . Силуэт 25 конвертера 2 и шторка 23 расположены на передней панели прибора. Анализатор 5 амплитуд соединен со счетчиком 7 уровн через схему 28 совпадени . Измеритель 6 интенсивности (фиг. 2) состоит из одновибратора 29 соединенного с выходом анализатора 5 aмплитyДj выпр мител 30, операционного усилител 31, компенсаци онной схемы 32 с рабочим реохордом 33 и реохордом-повторителем 16, ,движки которых механически соединены с валом двигател 10, подключенного к выходу усилител 34. Измерительна схема 18 (фиг. 3) содержит реохорд 35, источник .36 ст бильного напр жени , линеаризующий резистор 17 и реохорд-повторитель 1 измерител 6 интенсивности. Генератор 13 переменной частоты содержит неподвижную катушку 37 индуктивности и подвижную катушку 38, операционные усилители 39 и 40, фаз сдвигающую цепь из резистора R1 и емкости С1, транзистора Т1 стабилизации , амплитуды и буферного каскада на транзисторе Т2 (фиг. 4). Таймерный счетчик 14. (фиг. 5) со держит, например, схему 41 совпадени , счетчик 42, переключатель 43 коэффициента счета и управл ющий триггер 44. Блок 15 управлени содержит, наприме р , мультивибратор 45, инверторы 46-, 47 и 48, одновибратор 49, дифференцирующие цепочки на резисторах R2 и R3 и емкост х С2 и СЗ. Блокировочный контакт 50 через форми рователь 51 запрещает измерение при необходимостн, например при повороте конвертера 2. Устройство дл измерени уровн расплава работает следующим образом Отраженные от поверхности расплава 3 у -лучи воспринимаютс детектором , помещенные в, контейнере 1, располагаемом над горловиной конвертера 2. Линейный усилитель 4 усиливает импульсы детектора, а анализатор 5 амплитуд позвол ет путем установлени пороговых значений вьщел ть регистрируемые импульсы от импульсов возможных помех. Выделенные анализатором 5 импульсы поступают на одновибратор 29, где нормируютс по амплитуде и длительности , а затем выпр митель 30 вьщел ет посто нную составл ющую последовательности импульсов. С выхода выпр мител 30 через операционный усилитель 31 сигнал посто нного тока поступает на компенсационную схему 32 с рабочим реохордом 33, движок которого перемещаетс двигателем 10, управл емым усилителем 34. Интенсивность регистрируемых импульсов З-г (имп./с) определ етс формулой а- т 4. i - о цг где Цд - посто нна составл юща излучени или фон{ Н - рассто ние от источника излучени до поверхности расплава 3; К - посто нный коэффициент. Угол поворота двигател 10 и св занный с его валом реохорд-повторитель 16 по указанному квадратичному закону определ ют уровень расплава 3 в конвертере 2. Каждому положению движка реохорда 16 соответствует некоторое положение движка линеаризующего резистора 17, также св занного с валом двигател 10 через лекало 12, профиль которого подобран так, что сигнал, поступающий на вход усилител 19, линейно -зависит от уровн расплава 3. Стрелка 21 указывает уровень ее линейной шкале. С дублирующего реохорда прибора уровн (не показан) может быть подан в ЭВМ токовый сигнал , соответствук ций уровню расплава 3. В прибор может быть встроен также конечный выключатель (на фиг,1 не показан) дл прин ти экстренных мер (прекращение или снижение дуть и др.) при чрезмерном повышении уровн расплава 3 в конвертере 2 Дл удобства наблюдени уровн расплава 3 предусматриваетс подсвеченный осветителем 24 силуэт 25 конвертера 2, открываемый шторкой 23, вижущейс благодар скрепкам 27 совместно с тросиком 22 при повышении уровн расплава 3.1 The invention relates to ferrous metallurgy, to the automation of steelmaking in oxygen converters. A device for monitoring the level of a bath in a converter is known, which contains a movable oxygen lance with a position sensor, a microphone connected to an amplifier, a recording instrument and a 1J noise level detector. However, this device has insufficient accuracy and reliability and, moreover, is inconvenient in technology because it requires lifting and subsequent lowering of the tuyere, i.e. additional technological operations, the production rhythm. The closest to the invention by technical essence and achieved this effect is a device containing a container with a source of radiation and a detector, connected through an amplifier to an amplitude analyzer, the output of which is connected to the inputs of a radiation intensity meter and a level meter, bitwise through the memory register connected to the digital & 1 scoreboard, timer counter and control unit 2. The main drawbacks of the known device are the lack of accuracy with the applied exposure values and the power of the radiation source and the fundamentally non-linear scale of the radiometer, which makes it difficult for the device to be used industrially. The intensity of the reflected signal decreases exponentially when the radiation source is removed from the reflector. Since the range of measured levels is quite large (from 11 to 5 meters), the intensity of the reflected signal varies by two orders of magnitude. Since the reflected signal is of a static nature, a reliable measurement of the signal at low values presents considerable difficulties and requires an increase in exposure to dimensions that are clearly impractical if we mean the measurement of the signal at high values. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and ease of use. Goal Achieved Those that reached the device for measuring 36 melt level in a converter containing a source and a radiation detector located above the converter neck, connected through an amplifier to an amplitude analyzer, the output of which is connected to the inputs of the radiation intensity meter and level meter, parked through the memory register When connected to a digital display, a timer counter and a control unit, a variable-frequency generator is mechanically connected through a piece to the motor axis. is the intensity of the generator, and the generator output is connected to the counter of the input of the timer counter. I In addition, a measuring circuit with an intensity meter repeater and a linearizing resistor connected to the motor shaft of the intensity meter, amplifier and motor are additionally introduced into the device. Moreover, a curtain is connected to the motor shaft of the level, located between the illuminator and the transparent silhouette of the converter. . FIG. 1 shows a block-kinematic diagram of the device; in fig. 2-5 - schemes of separate blocks. A device for measuring the level of the melt in the converter contains a container 1 with a radiation source and a detector placed above the mouth of the converter 2 with the melt 3. The container 1 through a linear amplifier 4 and an amplitude analyzer 5 is connected to an intensity meter 6 and a meter 7 level through the register 8 memory connected to the digital OBbw board 9. The motor 10 of the intensity meter 6 is connected to the patterns 11 and 12. The pattern 11 is mechanically connected to the variable frequency generator generator 13, the output of which is connected to the input of the timer The timer 14. The operation of the timer counter 14, the counter 7 level and the register 8 is coordinated by the control unit 15. A repeater 16 measures a 6 connected to the motor shaft 10, and a linearizing resistor 17 mechanically connected to the template 12 forms the basis of the measuring circuit 18, the output of which is connected to an amplifier 19 operating on a level 20 motor. The motor shaft 20 is mechanically connected with an arrow 21 indicating the level and through a cable 22 with a shutter 23 located between the illuminator 24 and the silhouette 25 of the converter 2, made, for example, of red organic glass. The cable 22 moves along the rollers 26 and is connected with the curtain 23 with clips 27.. The silhouette 25 of the converter 2 and the shutter 23 are located on the front panel of the device. The amplitude analyzer 5 is connected to a level 7 counter via a coincidence circuit 28. The intensity meter 6 (Fig. 2) consists of a single vibrator 29 connected to the output of an analyzer 5 amplitude Дj rectifier 30, an operational amplifier 31, a compensation circuit 32 with a working reohord 33 and a reohord repeater 16, the engines of which are mechanically connected to the engine shaft 10, an amplifier 34 connected to the output. Measuring circuit 18 (Fig. 3) contains a reohord 35, a source of .36 static voltage, a linearizing resistor 17 and a reohord repeater 1 of intensity meter 6. The variable frequency generator 13 comprises a fixed inductance coil 37 and a moving coil 38, operational amplifiers 39 and 40, a phase shifting circuit of resistor R1 and capacitance C1, stabilization transistor T1, amplitude and buffer cascade on transistor T2 (Fig. 4). The timer counter 14. (FIG. 5) contains, for example, a matching circuit 41, a counter 42, a counting factor switch 43 and a control trigger 44. The control unit 15 comprises, for example, a multivibrator 45, inverters 46, 47 and 48, one-shot 49, differentiating chains on resistors R2 and R3 and capacitors C2 and SZ. The blocking contact 50 through the shaper 51 prohibits measurement when necessary, for example when turning the converter 2. The device for measuring the level of the melt works as follows Reflected from the surface of the melt 3 y rays are sensed by the detector placed in the container 1 located above the mouth of the converter 2. Linear the amplifier 4 amplifies the detector pulses, and the amplitude analyzer 5 allows, by setting threshold values, to select the recorded pulses from the possible interference pulses. The pulses extracted by the analyzer 5 are fed to a one-shot 29, where they are normalized in amplitude and duration, and then the rectifier 30 selects the constant component of the pulse train. From the output of the rectifier 30 through the operational amplifier 31, the direct current signal is fed to the compensation circuit 32 with a working reohord 33, the slider of which is moved by the motor 10 controlled by the amplifier 34. The intensity of the detected pulses Hr (imp / s) is determined by the formula a - t 4. i - o cg where CD is the constant component of the radiation or background {H - the distance from the radiation source to the surface of the melt 3; K is a constant coefficient. The angle of rotation of the engine 10 and the follower repeater 16 connected to its shaft determine the level of the melt 3 in converter 2 according to the indicated quadratic law. Each position of the slide motor 16 corresponds to a certain position of the drive of the linearizing resistor 17 also connected to the shaft of the engine 10 through curve 12 whose profile is chosen so that the signal arriving at the input of the amplifier 19 linearly depends on the level of the melt 3. An arrow 21 indicates the level of its linear scale. A current signal can be fed into the computer from a backup device level (not shown) corresponding to the melt level 3. A limit switch (fig. 1 not shown) can also be built in to take emergency measures (stopping or reducing blowing and others) with an excessive increase in the level of the melt 3 in the converter 2 For convenience of observing the level of the melt 3, a silhouette 25 of the converter 2 illuminated by the illuminator 24 is provided, opened by the shutter 23, moving because of the clips 27 together with the cable 22 when the level of the melt increases 3.

Цифровой канал устройства работает следующим образом.The digital channel of the device operates as follows.

Двигатель 10 через лекало 11 воздействует на шток, перемещающий подвижную катушку 38 генератора 13 (фиг. 4) относительно неподвижной катутаки 37, благодар чему частота генератора 13 измен етс . .The engine 10 through the mold 11 acts on the rod, which moves the moving coil 38 of the generator 13 (Fig. 4) relative to the fixed katutaki 37, so that the frequency of the generator 13 changes. .

В качестве генератора 13 выбран стандартньш преобразователь ПГ, выходна частота которого может измен тьс от 4000 до 8000 Гц.As generator 13, a standard PG converter is selected, the output frequency of which can vary from 4,000 to 8,000 Hz.

Измерение производ т следующим образом.The measurement is made as follows.

При сн тии блокировки (фиг, 5) размыканием контакта 50 мультивибратор 45, входы а и Ь которого вл ютс входами его внутренней схемы ИЛИ, переходит в режим автоколебаний первым же импульсом возбуждени управл ющего триггера 44 таймерного счетчика 14. Дальнейша работа мультивибратора 45 запрещаетс сигналом с инверсного выхода триггера 44.When blocking (FIG. 5) is opened by opening contact 50 of the multivibrator 45, inputs a and b of which are the inputs of its internal circuit OR, the self-oscillations are switched on by the first excitation pulse of the control trigger 44 of the timer counter 14. Further operation of the multivibrator 45 is prohibited by the signal with inverse trigger output 44.

Импульсы генератора 13, поступа через схему 41 совпадени на вход счетчика 42, заполн ют последний, обеспечива необходимую экспозицию дл счетчика 7 уровн подачей разрешающего потенциала на схему 28 сонпадени .The pulses of the generator 13, coming through the coincidence circuit 41 to the input of the counter 42, fill the latter, providing the necessary exposure for the counter 7 of the level by applying the resolving potential to the sleep circuit 28.

На D-входах (не показаны) счетчика 7 предварительно записывают число, например, 1180, которое подачей импульса на С-вход заноситс в счетчик 7.On the D inputs (not shown) of the counter 7, a number is preliminarily recorded, for example, 1180, which is fed to the C input by applying a pulse to the C input.

Во врем Экспозиции через схему 28 совпадени в счетчик 7, работающий в режиме вычитани , поступают импульсы с анализатора 5 амплитуд, число которых пропорционально времени экспозиции и интенсивности отраженного сигнала 3.During Exposure, through the coincidence circuit 28, the counter 7, operating in the subtraction mode, receives pulses from the analyzer 5 amplitudes, the number of which is proportional to the exposure time and the intensity of the reflected signal 3.

По заполнении счетчика 42 на Rвходе триггера .44 формируетс импульс сброса, а через инверторы 46 и 47 поступает короткий ч пулъс дл переписки содержимого счетчика 7 (т.е. результата измерени ) в регистр 8 пам ти и индикации на цифровом т бло 9.When the counter 42 is filled at the trigger input of the .44 trigger, a reset pulse is generated, and short inverters 46 and 47 are sent through the inverters 46 and 47 to transfer the contents of the counter 7 (i.e., the measurement result) to the memory register 8 and display on the digital block 9.

Запрет с входа мультивибратора 45 снимаетс .The interdiction from the input of the multivibrator 45 is removed.

Импульс с выхода дифференцирующей цепочки RjC поступает также на одновибратор 49, вновь дифференцируетс цепочкой , поступает 0 на С-вход;счетчика 7 и со счетчика 7 вновь записываетс число 1180. Устройство готово к следующему изме . рению. .The pulse from the output of the differentiating chain RjC also goes to the one-shot 49, is again differentiated by the chain, goes 0 to the C input; counter 7 and the number 780 is again recorded from counter 7. The device is ready for the next change. rhenium. .

Линеаризаци кривой 3 f-(H) из мененнем времени экспозиции таймерНого счетчика улучшает одновременно метрологические характеристики, так как экспозици дл слабых сигналов увеличиваетс .Linearizing the 3 f- (H) curve by changing the exposure time of a timer counter simultaneously improves the metrological characteristics, as the exposure for weak signals increases.

0 Если позвол ет технологи , то экспозици может быть увеличена, например в 10 раз одновременньм увеличением уставок счетчиков 42 и 7 до номиналов, соответственно 5 60800 и 11800, чем достигаетс дальнейшее увеличение точности устройства с отсчетом высоты в миллиметрах.0 If technology permits, exposure can be increased, for example, by a factor of 10 at the same time increasing the settings of counters 42 and 7 to nominal values, respectively 5,60800 and 11800, which results in a further increase in the accuracy of the device with a height reading in millimeters.

Годовой экономический эффект сос0 тавйт при внедрении на трех конвертерах не менее 150 тыс. руб.The annual economic effect of each unit when implementing at three converters is at least 150 thousand rubles.

фиг Лfig L

и пит. and pit

Unttm Unttm

Claims

1. DEVICE FOR MEASURING THE MELT LEVEL IN THE CONVERTER, containing a source located above the neck of the converter and a γ radiation detector connected through an amplifier to an amplitude analyzer, the output of which is connected to the inputs of the radiation intensity meter and level meter, bitwise through a memory register connected to a digital a display board, a timer counter and a control unit, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy and ease of operation, c. It is additionally introduced general. a variable frequency torus, mechanically connected through the pattern with the axis of the engine of the intensity meter, and the output of the generator is connected to the input counter of the timer counter

2. The device according to claim 1, wherein the measuring circuit is additionally introduced with a reochord repeater of the intensity meter and a linearizing resistor connected to the motor shaft of the intensity meter, an amplifier and an engine.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that a ¹ ka curtain is connected to the level motor shaft, located between the illuminator and transparent * to the silhouette of the converter.

>