Устройство для контроля уровня расплава в конверторе

 

Изобретение относится к контролю сталеплавильных процессов. Цель изобретения - повьшение точности измерения уровня расплава в конверторе, надежности ycTpoftctaa в работе и упрощение эксплуатации. УРОВЕНЬ расплава контролируется по интенсивности отраженного от расплава {j -излучения, причем источник (А) у-излучения и детектор (Б) расположены над горловиной конвертора. Сигналы от гетектора (Б) через линейный усилитель .2 поступают на анализатор 3 импульсных амплитуд, выход которого соединен с процессором 4. На другие входы процессора поступают сигналы с датчика 7 промежутка времени, датчика 6 положения фурмы в конверторе, датчика 5 положения конвертора. По сигналам указанных датчиков в процессоре 4 производится вычисление уровня расплава в конверторе во время продувки. 1 кп. (Л tc со ел « ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цр4 С 21 С 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ П!ЛЬСТВУ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 07. 12. 89. Бюл. Ф 45 (21) 3875398/22-02 (22) 30.. 12. 84 (71) Всесоюзный научно-исследовательский,институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии (72) В.Д,Жидков, Н.А.Кудрин, В.И.Соколов, С.Н.Карелин, И.А.Булавинцев и В.Н.Чураков (53) 669.046.564(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1154336, кл., С 21. С 5/30, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ

РАСПЛАВА В .КОНВЕРТОРЕ (57) Изобретение относится к контролю сталеплавильных процессов. Цель изобретения — повЬпаение точности измерения уровня расплава в конверторе, назО 1295753 A l дежности устройс гва в работе и упрощение эксплуатации. Уровень расплава контролируется по интенсивности отраженного от расплава З -излучения, причем источник (А) Р -излучения и детектор (Б) расположены над горловиной конвертора. Сигналы от детектора (Б) через линейный усилитель 2 поступают на анализатор 3 импульсных амплитуд, выход которого соединен с процессором

4. На другие входы процессора поступают сигналы с датчика 7 промежутка времени, датчика 6 положения фурмы

Ф в конверторе, датчика 5 положения конвертора. Ло сигналам укаэанных датчиков в процессоре 4 производится ф вычисление уровня расплава в конверторе во время продувки. 1 ип.

53 при "хлопках", вызванных загрузкой сырого лома, увеличивается поток излучения, воспринимаемый детектором.

Износ футеровкн и конструктивные.изменения влияют на величину постоянной составляющей излучения. Поскольку остальные величины в выражелии {1).являются постоянными, а вьппеприведенЪ ные в течение одной плавки практически не меняются, то для времени продувки отдельно взятой плавки выражение (1) можно записать в виде

Я S а ° и -- ° е °-и Д3 Я2 (1) 1 12957

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к контролю сталеплавильных процессов.

Целью изобретения является повышение точности измерения, надежности в работе и упрощение эксплуатации.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит коцтейнеры 1 с источником А 1 -излучения и детек- Ю тором Б, размещенные над горловиной конвертора. Детектор через линейный усилитель 2 н анализатор 3 импульсных амплитуд соединен с процессором

+. Вход последнего по каналам связан с датчиком 5 положения конвертора я датчиком б положения фуриы, датчиком 7 промежутка времени, а выходс индикаторным блоком 8, информационным цифровым табло 9 и при необходи- 20 мости с вводными устройствами 10 АСУТП.!

Интенсивность отраженного от границы фаз ф-излучения определяется .выражением поток излучения, воснринит-кв. маемый детектором с постоянная составляющая н;..-31 кв лучения (фон),.

35 с активность источника излучения Кюри выход у;квантов на один распад ядра (для источника цезий-137 и 0,82) телесний угол направленного потока излучения, радиан; коэффициент отражения 11-излучения (альбедо), (а.„ 0„2); эффективность счетчика детектора; эффективная площадь счетчика детектора, см расстояние от поверхности расплава до излучателя, см.

Из выражения (1) следует, что при изменении геометрии отверстия под детектором (уменьшении эффективной площади счетчика детектора) при про- у чих раввьщ условиях уменьшается и поток излучения, воспринимаемый детрктором. При увеличении сечения отверстия, что происходит, например, Х =a+Ь(C H) (2) где Н вЂ” уровень расплава в конверT0pC а иЬ -постоянные для данной плавки величины;

С - paccòîaêHa от детектора до дна конвертора.

По значениям интенсивности отраженного излучения в двух фиксированных точках с известной высотой Н (уровень спокойной ванны и бок конвертора при сливе) решением системы двух уравнений с двумя неизвестными определяют кэффициенты в выражении (2) .

При измерении с анализатора импульсных амплитуд снимается сигнал, пропорцяональный интенсивности отраженного от расплава 11-излучения.

u„,х a, + Ъ, (C - Н) . (3}

Изменение внешних условий приводит к изменению коэффициентов а и Ь . в (1 выражении,3). Следовательно, для обеспечения прямо пропорциональной зависимости выходного сигнала от уровня расплава необходимо периодически корректировать коэффициенты ag и Ьу. Для этого в устройство введены новые элементьп процессор и датчики положения конвертора и фурми. С их помощью осуществляется автоматически для каждой плавки коррекция динамического диапазона и коэффициентов линеаризации и при необходимостМ связь с АСУТП.

Цикл работы устройства начинается с появлением сигнала с датчика 5 положения конвер .ора, который фиксирует период слива стали. Геометрические размеры конвертора таковы, что при сливе стали боковая поверхность его находится на таком же расстоянии от детектора, что и горловина конверто" ра, находящегося в вертикальном положении. При появлении сигнала с дат"

5295753 чика 5 процессор 4 опрашивает анализатор 3 импульсных амплитуд и фиксирует полученное значение интенсивности потока отраженного излучения в памяти. Данный цикл повторяется К раз.

После накопления всех этих К значений определяется математическое ожидание интенсивности потока излучения, соответствующее верхней границе уровня расплава к 50

I Е Т;

i 1

Х (4) мйхр к где Х вЂ” средняя интенсивность поМОис тока излучения, соответствующая верх-.55 ней.границе уровня расплава (у гдрловины конвертора);

Т., — интенсинность потоков излучения от боковой поверхности конвертора при ъ"ом измерении; 20

К вЂ” заранее заданное число опросов.

Полученное значение I„„„ запоминается в памяти процессора.

По окончании периода слива стали процессор 4 переходит s режим ожидания сигнала с датчика положения фурмы. С появлением сигнала с датчика 6 начинается. опрос процессором 4 анализатора 3 импульсных амплитуд. В этот моме .*-т уровень расплава в конверторе находится в крайнем. нижнем положении и интенсивнрсть потока излучения наименьшая. Аналогично опре. деляется математическое ожидание ин-. 35 .тексивности потока излучения, но уже соответствующее нижней границе уров ня расплава

)»I. ,5 1

I . мин К где Х„„„ — средняя интенсивность потока излучения, соответствующая ниж. ней границе уровня расплава;

Х,. - интенсивность потока излучения от нижней границы уровня расплава.

После определения Х„,„„процессор

4 вычисляет коэффициенты а и Ь решением системы двух .уравнений с двумя неизвестными

I„„ a+Ü/(С-Н„„, ) где а и Ь - искомые коэффициенты;

С " расстояние от дна конвертора до детектора 9;

Н „„ ) Н „„cooTBQT(.÷ Веяло ниж ннй и верхний уровни расплава у горловины (известные величины) .

Определив коэффициенты а и Ь из системы уравнений (6), процессор 4 переходит в основной режим работы, в режим контроля за уровнем расплава в конверторе. Используя выходной сигнал с аналиэатдра 3 импульсных амплитуд, определяется текущий уровень расплава в конверторе по формуле

6:ь

Н = С-.,5 — —, к

tn 6К где Н и I « — соответственно те° ек кущие значения уровня расплава и ин-, тенсивности потока излучения.

Вычисленное значение Н,„ сравнивается с Н„ . Полученное соотношеwe передается иэ памяти процессора

4 на индикаторный блок. 8, который и показывает текущий уровень расплава.

Индикаторный блок выполнен в виде светодиодноц матрицы, имеющей форму конвертора. 7&K как это электронное устройство, то у него практически отсутствует инерционность.

После того как приходит сигнал об окончании процесса продувки с датчика 6 положения фурмы, процессор 4 выходит из режима контроля эа уровнем расплава и начинает работать в режиме ожидания сигнала с датчика 5 положение конвертора о том, что начался слив стали. По приходу этого сигнала начинается новый цикл рабсты всего устройства в целом.

Определение текущего значения уровня расплава при додувках плавки осуществляется с использованием коэффициентов, полученных для основной плавки. . Коэффициенты лннеариэацни и динамический диапазон определяются для каждой плавки, что значительно повы. шает точность измерения и избавляет от необходимости ручных подстроек в измерительном тракте.

Информация с выхода процессора 4 поступает на индикаторный блок 8, информационное табло 9 и может быть выдана без дополнительной обработки на вводные устройства 10 ЛСУТП конверторного цеха. Индикаторный блок 8 выполнен в виде светодиодной матрицы профиля конвертора.

Внедрение устройства в кислородноконверторном цехе позволит стабилизи129

5753

Формула изобретения

Составитель Г.Демин

Редактор М.Стрельникова Техред Л.Сердюкова Корректор И. Муска

Заказ 8252 Тираж 5":д," Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 ровать процесс продувки плавки, практически исключить выбросы расплава из конвертора, сократить потери металла в скреп, снизить расход шпакообраэующих материалов.

Устройство для контроля уровня расплава в конверторе, содержащее расположенные над горловиной конвертора источник -излучения и детектор, подсоединенный через линейный усили1 тель к анализатору импульсных амплитуд, датчик промежутка времени и блок отображения информации о уровне расплава, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности из-. мерения, надежности в работе и упрощения эксплуатации, оно снабжено процессором и датчиками положения конвертора и фурмы, причем вход процес сора соединен с выходом анализатора

1О импульсных амплитуд, датчиками поло жения конвертора и фурмы и датчиком промежутка времени, а выход — с бло" ком отображения информации.