Устройство для определения остатка жидкого металла в сталеразливочном ковше

 

Изобретение относится к сталеплавильному производству и может быть использовано для уменьшения потерь металла от недоливов при разливке жидкой стали в изложницы . Целью изобретения является повышение надежности определения уровня металла за счет уменьшения отрицательного влияния изменения проводимости в цепи электродов. Сущность изобретения заключается в том, что вблизи основных электродов датчика 1 уровня металла расположены дополнительные электроды 10, за счет чего устраняется отрицательное влияние изменения проводимости в цепи электродов. Применение сумматора 7, подключенного к дополнительным электродам, позволяет выделить чистый сигнал, возникающий на сопротивлениях металл - шлак. Повышение помехозащищенности устройства достигается за счет применения в устройстве усилителя 8 с регулируемым усилением с помощью обратной связи: первый компаратор блока 9 компараторов, генератор 4 импульсов, электронный ключ 5, управляющий вход усилителя 8. 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 22 0 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,В

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4645694/02 (22) 31.01.89 (46) 23,01.91. Бюл. N- 3 (71) Институт черной металлургии (72) А.И,Жилка, Г.А.Полевой, А.С.Горовицкий, В.И.Головко, А,С.Кожевников и А.Д.Мищенко (53) 621,746.3(088.8) (56) Менабде P.À.. Жордания И.С., Джапаридзе Ш.Д. и др. Определение остатка жидкого металла в ковше, — Металлург, 1975, М 3, с. 2-5-26.

Картавенко А,П„Любимов А.А., Баластрик

В.Н, Устройство для контроля остатка жидкого металла в сталеразливочном ковше. — Литеййое производство„1986, М 4, с. 31. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОСТАТКА ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОМ КОВШЕ (57) Изобретение относится к сталеплавильному производству и может быть использовано для уменьшения потерь металла от

5U 1622081 А1 недоливов при разливке жидкой стали в изложницы. Целью изобретения является повышение надежности определения уровня металла эа счет уменьшения отрицательного влияния изменения проводимости в цепи электродов. Сущность изобретения заключается в том, что вблизи основных электродов датчика 1 уровня металла расположены дополнительные электроды 10, за счет чего устраняется отрицательное влияние изменения проводимости в цепи электродов. Применение сумматора 7, подключенного к дополнительным электродам, позволяет выделить чистый сигнал, возникающий на сопротивлениях металл — шлак, Повышение помехозащищенности устройства достигается за счет применения в устройстве усилителя 8 с регулируемым усилением с помощью обратной связи: первый компаратор блока 9 компараторов, генератор 4 импульсов, электронный ключ 5, управляющий вход усилителя 8. 2 ил.

1б22081

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано для уменьшения потерь металла от недоливов при разливке жидкой стали в изложни- 5 цы из сталеразливочных ковшей.

Цель изобретения — повышение надежности определения уровня металла за счет уменьшения отрицательного влияния изменения проводимости в цепи электродов. 10

На фиг.1 показана блок-схема устройства для определения отстатка жидкого металла в сталеразливочных ковшах; на фиг,2 — пример выполнения устройства.

Устройство (фиг,1) состоит из датчика 1 15 уровня металла, выполненного в виде двух установленных в футеровке ковша стальных электродов, один из которых соединен через резистор 2 с источником 3 питания, ге- . нератора 4 импульсов, электронного ключа 20

5 и блока б сигнализации с исполнительным элементом (не показан), Кроме того, устройство снабжено сумматором 7, усилителем 8 а регулируемым усилением и блоком 9 компараторов, а дат- 25 чик 1 уровня металла — двумя дополнительными электродами 10, расположенными вблизи основных электродов и соединенными соответственно с первым и вторым входами сумматора 7, выход которого 30. подключен к входу усилителя 8 с регулируемым усилением, выходом соединенного с входом блока 9 компараторов, причем первый выход блока 9 компараторов подключен к входу блока-6 сигнализации.c исполни- 35 тельным элементом, а второй выход — к входу генератора 4 импульсов, выход которого через электронный ключ 5 соединен с управляющим входом усилителя 8 с регулируемым усилением. 40

Устройство работает следующим абразом.

Ток от источника 3 питания, проходя через резистор 2 и датчик 1 уровня металла, вызывает падение напряжения на сопро- 45 тивлениях в цепи электродов, в том числе и на сопротивлении стали. Напряжение, вызванное протеканием тока по сопротивлению стали и сопротивлению в цепи электрода, соединенного с общим проводом, с помощью 50 дополнительного электрода, расположенного вблизи электрода, соединенного с резистором 2, поступает на первый вход сумматора

7. На второй его вход с помощью дополнительного электрода. расположенного вблизи 55 электрода, соединенного с общим проводом, поступает напряжение, вызванное протеканием тока по сопротивлению этого электрода.

При этом, на выходе сумматора 7 присутствует напряжение, равное разности. напряжений, поступающих на первый и второй его входы, и соответствующее напряжению, вызванному протеканием тока по сопротивлению стали. Это напряжение с выхода сумматора 7 подается на вход усилителя 8 с регулируемым усилением, коэффициент усиления которого первоначально равен единице. Таким образом, на его выходе также присутствует напряжение, равное напряжению, вызванному протеканием тока по сопротивлению стали и достаточному для срабатывания первого компаратора блока 9 компараторов, что влечет появление на втором выходе блока 9 компараторов низкого логического уровня, запрещающего включение генератора 4 импульсов.

В момент, когда граница шлак — металл во время разливки стали спускается до уровня установки стальных электродов датчика

1 уровня металла и они оказываются в шлаке, напряжение между дополнительными электродами 10, расположенными вблизи основных электродов, а следовательно, и напряжение на входе блока 9 компараторов, увеличивается. Эта влечет срабатывание второго компарато,;..1 блока 9 компараторов и включение сигнализации.

Если сопро-",: ление в цепи электродов датчика 1 уровн . металла равно нулю, то на первый вход сумматора 7 поступает все напряжение, вызванное протеканием тока от источника 3 питания по сопротивлению стали, а на второй вход сумматора 7 поступает нулевое напряжение, так как он оказывается подключенным через основной и дополнительный электроды и небольшое сопротивление стали к общему проводу.

В случае появления в цепи электродов. паразитного сопротивления ток от источника 3 питания уменьшается, а из-за этого уменьшается и падение напряжения на сопротивлении стали, Однако этого напряжения недостаточно для: срабатываниия первого компаратора блока 9 компараторов, и высокий логический уровень íà его втором выходе разрешает включение генератора 4 импульсов. Импульсы, поступая на электронный ключ 5, открывают.его. При этом, напряжение на накопительном конденсаторе (не показан) усилителя 8 с регулируемым усилением ступенчато увеличивается, увеличивая коэффициент усиления усилителя

8. В результате этого, напряжения на выходе усилителя 8 с регулируемым усилением при неизменном напряжении на входе возрастают. Как только оно становится равным напряжению порога срабатывания первого . компаратора блока 9 компараторов, он срабатывает и низкий логический уровень на его втором выходе выключает генератор 4

1622081 импульсов. Это приводит к фиксированию коэффициента усиления усилителя 8 с регулируемым усилением нэ некотором уровне.

Таким образом, при изменении сопротивления стали на сопротивление шлака входной сигнал усиливается до уровня срабатывания второго компаратора блока 9 компараторов. В итоге включается сигнализация.

Остаток металла в сталеразливочном

10 ковше определяют после срабатывания сигнализации на основании статистических данных с учетом состояния огнеупорной футеровки в зависимости от времени ее службы с начала кампании ковша, Устройство установлено на кране и 15 включается крановщиком в начале разливки металла, Кроме того, датчик 1 уровня металла может быть выполнен в виде двух стальных электродов (фиг.2): электрода 11, соединен20 ного через резистор 2 с источником 3 пита-. ния, и электрода 12. соединенного с общим проводом. Вблизи электродов 11 и 12 расположены дополнительные электроды 13 и

14. Сумматор 7 выполнен на микросхеме

0А1 типа К140УД1А. Выходное напряжение сумматора определяется выражением

О.. = Uax1 — Овх2. Усилитель 8 с регулируемым усилением состоит из операционного

30 усилителя на микросхеме DA2 типа

К14ОУД8, накопительного конденсатора

35 транзисторе VT2 типа КПЗОЗЖ. Блок 9 компараторов содержит два компаратора, выполненных по идентичным схемам, но настроенных на разные пороги срабатывания. Генератор 4 импульсов построен на микросхеме 0D1 типа К155ЛАЗ. В качестве электронного ключа 5.применен полевой транзистор VT3 типа КПЗОЗЖ. Блок 6 сигнализации с исполнительным элементом состоит из реле К1 и электрической лампоч40 ки Н1 1.

Положительный эффект достигается за счет устранения отрицательного влияния изменения проводимости в цепи электродов B результате повышения чувствительно45

50 сти устройства и выделения "чистого" сигнала, непосредственно возникающего на сопротивлениях металл — шлак, Это достигается благодаря тому, что дополнительные электроды расположены вбли55 зи соответствующих основных электродов датчика уровня металла. Причем они так близко расположены друг относительно друга, что пара электродов (основной и дополнитель.ный) контактирует с жидким металлом практически в одной точке, Примeíåíèå

С1, истокового повторителя VT1 на транзисторе КПЗОЗЖ и схемы управления на микросхеме DA3 типа К140УД1А и полевом сумматора, подключенного к дополнительным электродам, позволяет выделить "чистый" сигнал, возникающий на сопротивлениях металл — .шлак. Последующее усиление этого сигнала с помощью усилителя с регулируемым усилением является основным фактором повышения надежности устройства, так как дает возможность использовать любой ослабленный паразитным сопротивлением в цепи электродов сигнал для определения уровня металла в ковше, Повышенная чувствительность устройства повышает вероятность его ложного срабатывания в результате действия различного рода флуктуаций, помех. Чтобы снизить эту вероятность в устройстве используется регулировка коэффициента усиления усилителя с регулируемым усилением с помощью обратной связи: первый компарэтор блока компараторов — генератор импульсов — электронный ключ — управляющий вход усилителя, Это позволяет увеличивать коэффициент усиления усилителя только. тогда, когда в цепи электродов появляется паразитное сопротивление, снижающее полезный сигнал, ухудшая надежность определения уровня жидкого металла. В остальных случаях коэффициент усиления минимальный и равен единице.

Таким образом, вероятность ложного срабатывания устройства снижается, т,е. надежность определения уровня металла повышается, так как вероятность одновременного действия различного рода флуктуаций и появления паразитного сопротивления в цепи электродов мала.

Кроме того, дополнительно вероятность ложного срабатывания устройства при высокой чувствительности снижается из-за применения стабилизированного источника питания датчика уровня металла с высокими характеристиками, а благодаря шунтированию входных цепей устройства малым сопротивлением стали исключается влияние на работу устройства различного рода помех, наводимых в ковше от работающего в цехе электрооборудования.

Появление в цепи электродов, установленных вблизи основных, паразитного сопротивления не оказывает влияния на работу устройства, так как входное сопротивление сумматора по сравнению с этим паразитным сопротивлением очень высоко.

Устройство позволяет повысить надежность определения уровня металла, а следовательно, остатка металла в сталеразливочнЫх ковшах и сохранить работоспособность. устройства при паразитном сопротивлении в цепи электродов до 2 кОм, что практически

1622081

Составитель А;Абросимов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор И дрдей ., Редактор И.Дербак

Заказ 73 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 полностью устраняет отрицательное влияние изменения проводимости в цепи электродов на надежность устройства.

Формула изобретения .Устройство для определения остатка, жидкого. металла в сталеразливочном ковше, содержащее датчик уровня металла, выполненный в виде двух установленных в футеровке ковша стальных электродов, один из которых соединен через резистор с источником питания, генератор импульсов, электронный ключ и,блок сигнализации с исполнительным элементом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности определения уровня металла за счет уменьшения отрицательного влияния изменения проводимости в цепи электродов, оно снабжено сумматором, усилителем с регулируемым усилением и блоком компараторов, а датчик уровня металла.— двумя дополнительными электродами, рас5 положенными около основных электродов и соединенными соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого подсоединен к входу усилителя с регулируемым усилением, выходом соединенного с

10 входом блока компараторов, причем пер: вый выход блока компараторов подсоединен к входу блока сигнализации с исполнительным элементом, а второй выходк входу генератора импульсов, выход которого

15 через электронный ключ соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым усилением.