Способ контроля уровня расплава в металлургическом агрегате

 

ф" !

ОПИСАНИЕ 70з574

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл . (22) Заявлено 15.03.78 (21) 2591581/22-02 с присоединением заявки J4

С 21 С 5/30

3Ьеударственньй кемнтет

CCCP в аннам нзабретеннй в етерытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.79. Бюллетень М46 (53 ) УЙ К6 6 9. 184;

: 144.26 (088. 8) Дата опубликования описания 2 О. 12.7 9 (72) Автор изобретения

С. В. Радилов (73) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА

В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ АГРЕГАТЕ

Изобретение относится к металлургии, а именно и контролю уровня расплава металла в конверторном, мартеновском и электрометаллургическом процессах при .продувке через фурму.

Известно устройство для контроля по

5 ложениа фурмы относительно поверхности жидкого металла, основанное на том, что об изменении уровня при касании фур- мой (мерным штырем) расплава судят по изменению тока вцепи фурма-расплав -футе. ровка -земля «фурма от напряжения, наводимого в фурме с помощью замкнутого вок» .

pyr фурмы магнитопровода с обмоткой, питаемой от источника переменного на пряжения 11).

Однако при случайных касаниях фурмы, например с горловиной конвертора. происходит ответвление части тока,- s®щего через фурму, на горловину, минуя расплав, что вызывает появление ложного сигнала, эквивалентного подъему уровня расплава при погруженной фурме или кон такту с расплавом при непогруженной в расплав фурме, Целью изобретения является повышение точности измерения уровня расплава металла в конверторном, мартеновском и электрометаллургическом процессах и исключение появления ложного сигнала.

Бель достигается тем, что измеряют изменение реактивной составляющей параметров (проводимости, сопротивления) системы фурма (мерный штырь) - расплав — футеровка корпус при разности потенциалов между фурмой и расплавом ниже напряжения разрушения двойного

E слоя, а также компенсируют значение реактивной составляющей параметров цепи при отсутствии контакта фурмы в кессойе, горловине, расплаве.

Как известно, при контакте металла с электролитами возникает двойной электрический спой, емкость которого в шлакахвысокотемпературных электролитах между железом и марганцем и шлаком состава

СаО - Ь О2- А1 О составляет 163 7035

20 мкф/смй. Эта электроемкость при по . ь даче на электрод, в данном случае фур- : му (мерный штырь), переменного тока обусловливает реактивную составляющую параметров системы фурма (мерный штырь) - расплав — футеровка — кожух, изменение которой при- изменении уровня-контакта со шлаком (расплавом) фиксируется, С ростом уровня емкость возрастает и наоборот. При контакте фурмы 0

1 с кессоном или горловиной конвертора, вследствие отсутствия при этом контакте двойно о электрического слоя, изме няется только активная составляющая параметров цепи, на которую система не реагирует, При проведении измеренйй напряжение между фурмой (мерным штырем) и расплавом должно быть меньше напряженная пробоя двойного слоя, так как в случае его разрушения получается также чисто акитивное сопротивленне перехода фурма шлак (расплав), Компенсация реактивной составляющей параметров цепи при отсутствии контакта фурмы с горловиной, кессоном, расплавом позволяет за счет устранения возможной значительной реак-,, тивной составляющей параметров цепи, обусловленной собственным потреблением самой. схемой измерения и контроля, а также токов утечки:дойолнительно повы.сить точность контроля продувки и уровня

I расплава.

На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа, где 135 металлический кожух металлургического агрегата; 2 — огнеупорная футеровка агрегата; 3 — расплав; 4 - фурма или мерный металлический штырь при отсутствии

4О в системе фурмы; 5 - горловина металлургического агрегата; 6 — земля; 7 — сердечник, набранный из изолированных листов электротехнической стали, охватывающий фурмы (мерйый штырь); 8 -обмот45 ка, охватывающая сердечник, намотанная изолированным проводом.

Фурма (мерный штырь) 4 является вторичной обмоткой трансформатора, сердечника 7 которого имеет первичную обмотку 8. Напряжение переменного тока, поступающего от генератора 9, при протекании по обмотке 8 дает ток, который наводит на фурме (мерном штыре) 4

ЭДС.

При отсутствии касания фурмы с распйавом, горловиной, камином от генератора 9 в обмотку 8 идет ток холостого хода. При касании фурмой (мерным шты

74 4 . рем) расплава в точке касания появляется двойной электрический слой,.а электропроводность носит емкостно-активный характер. При изменении уровня расплава за счет протекания процессов в жидкой ванне или подаче материалов емкостная и активная составляющие проводимости растут. Однако при касании фурмой (мерным штырем) 4 горловины

5 илй кессона 10 изменяется только активная составляющая проводимости, таккак контакт с ними носит оммический характер. Таким образом, измеряя ток

L, потребляемый обмоткой 8> напряжение

0 на ней и синус угла сдвига между этим током и напряжением 51/Ð определяют реактивное сопротивление системы фурма (мерный штырь) - расплав. Компенсируя начальную реактивную, составляющую тока,; в том числе и тока холостого хода, компенсатором 11 при отсутст« вин контакта фурмы (мерного штыря) 4 с кессоном 10, горловиной 5 и расплавом 3, можно существенно повысить точ ность измерения.

Способ измерения изменения параметров основан на решении следующего со- отношения в вычислительном устройстве

12, к которому подводятся ток и напря жение:

ll U Х=Х-Х; 1,,„„ где индекс О относится к значениям соответствующих величин при отсутствии касания фурмой (мерным .штырем); 4 расплаha 3, горловины 5 и кессона 10;

Х- текущее значение реактивного сопротивления;

А Х- изменение реактивного сопротивления.

Компенсируя начальную реактивную составляющую тока компенсатором 11, получаем второй член уравнения равным нулю, а Х соответствует изменению реактивного сопротивления в системе при изменении уровня расплава, Компенсатор

11 управляется вычислительным устройством 12 в момент отсутствия контакта фурмы (мерного штыря) 4 в кессоне 10, горловине 5, расплаве 3, и компенсация остается неизменной на весь период данной плавки. На выходе вычислительного устройства 12 расположен указатель 13 хода процесса, например показывающий и самопишущий милливольтметр, характеризующий процесс и положение фурмы (мерного штыря) 4.

703574

10 каз 7764/29

3 Подписное

П Патент,,ул.Проектная,4

Технико-экономическая эффективность способа заключается в более надежном и точном контроле хода продувки и уровня расплава, за счет чего можно сократить длительность продувки, улучшить качество металла вследствие более правильного ведения режима шлакообразования, а так-же уменьшить выбросы и вынос металла при своевременном вмешательстве в ход процесса.

Формула изобретения

1. Способ контроля уровня расплава в металлургическом агрегате, включающий измерение изменения электрических величин при касании фурмой (мерным штырем) расплава в цепи фурма - ис-, точник переменного напряжения, о т л и чающийся тем,что, сцельюповышения точности измерения уровня и контроля хода процесса, измеряют изменение реактивной составляющей параметров (проводимос ти, сопротивления) системы фурма (мерный штырь) -расплав-футеровка ° корпус при разности потенциалов между фурмой и расплавом ниже напряжения разрушения двойного слоя. °

2. Способ по п,1, о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля продувки и уровня расплава, компенсируют значение. реактивной составляющей параметров цепи при отсутствии контакта фурмы (мерного штыря) в кессоне, горловине, расплаве, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 325252э кл. С 21 С 5/30, 1970.