Устройство контроля количества чугуна в миксере
Союз Советсиин
Социапистичесиии
Респубпик
О П И С-" < < ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2709.79 (21) 2822714/22-02 с присоединением заявки,%(23)ПриоритетОпубликовано 2802В2. Бюллетень М 8 (5 l ) N. Кл. С 21 С 5/30 Гооударстееиный комитет СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 669.184;.41(088.8) Дата опубликования описания 28Л282 В.С.Богушевский, Н.А.Сорокин, Е.И.Беляев, С.К.Соболев и А.В.Сколобанов «. .Киевский институт автоматики им. )(Xg съеЗДа- КИСС .. (72) Авторы изобретения (7 l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОЛИЧЕСТВА ЧУГУНА В HNKCEPE Изобретение относится к области контроля процесса плавки в металлургической промышленности, в частности контроля количества чугуна в миксере, и может быть осуществлено в сталеплавильных цехах металлургических. заводов. Известно устройство, в котором измеряют уровень расплава в агрегате и по известным геометрическим размерам последнего определяют количество чугуна. Устройство содержит измеритель уровня расплава, блок ввода начальных условий, с помощью которого вводятся геометрические размеры миксера, соединенные с вычислительным блоком, преобразующим значения измеряемого уровня в количество чугуна в миксере f13. Недостатками устройства являются его сложность, так как для измерения уровня требуется сложная аппаратура, и низкая точность вследствие износа футеровки агрегата в процессе Эксп-. луатации. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст- / ройство, содержащее датчик угла поворота миксера, вход которого соединен с приводом миксера, а выход - с измерителем угла поворота миксера, и датчик появления струи чугуна (21. Недостатком устройства является низкая точность вследствие износа футеровки агрегата в процессе эксплуатации. Износ футеровки миксера приводит к снижению уровня расплава при одном и том же количестве чугуна,что I5 приводит к увеличению угла поворота миксера в момент появления струи чугуна. Цель изобретения - повышение точности контроля. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик угла поворота миксера, вход которого соединен с приводом миксера, а выход908833 с измерителем угла поворота миксера, и датчик появления струи чугуна, дополнительно содержит датчик тока, вход которого соединен через блок управления с командоаппаратом и непосредственно с якорем злектропривода миксера, а выход — с .входом измерителя тока, первый выход которого соединен через первый усилитель мощности с входом первого выходного преобразо- 10 вателя блока указания, второй выходчерез первый выход измерителя угла поворота миксера и непосредственно— с вторым усилителем мощности, выход которого подключен к входу входного преобраэоьателя блока указания, а третий через последовательно соединенные второй и третий выходы измерителя угла поворота миксера — к первому выходу входного преобразователя блока указания и через последовательно соединенные первый и второй выхо-. ды блока указания — к его усилителю, который кроме того, соединен с вторым выходом входного преобразователя блока указания, причем позиционный вход измерителя угла поворота миксера соединен с датчиком появления струи чугуна, а его выходы — с измерителем угла поворота миксера и измерителем тока. Введение в устройство новых блоков и связей между ними позволяет учесть влияние износа футеровки миксера на зависимость между количест35 вом чугуна и углом поворота в момент появления струи чугуна, что позволяет производить контроль согласно поставленной цели, так как масса чугуна и ток нагрузки зависят от двух параметров, т.е. угла поворота миксера в момент появления струи чугуна и массы футеровки, уменьшающейся по хо-ду кампании миксера. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит миксер 1,блок 2 управления командоаппаратом, привод 3 миксера; датчик 4. тока, датчик 5 угла поворота миксера, датчик 6 по- явления струи чугуна, измеритель 7 тока, измеритель 8 угла поворота миксера, усилители 9 и 10 мощности, блок 11 указания, преобразователи flE-flE3, усилители Уl-У3, переменные резисторы RE-R7, профилированные кулачки К1 Ê3, реле Pl Р3, контролер управления (КУ), двигатели Дl"Д3, микропере4 ключатели BE-В3, ступени 1- И напряжения. Вход датчика 5 угла поворота миксера 1 механически соединен с приводом 3 миксера. Выход датчика 5 угла поворота миксера соединен со входом измерителя 8 угла поворота миксера. Вход датчика 4 тока соединен через блок 2 управления командоаппаратом с якорем привода 3 миксера,,а выход со входом измерителя 7 тока. Первый выход измерителя 8 тока соединен через первый усилитель 9 мощности со входом первого выходного преобразователя блока 11 указания, второй выход через первый выход измерителя 8 угла поворота миксера и непосредствен-. но — со вторым усилителем 10 мощности. Выход усилителя 10 подключен ко входу входного преобразователя блока 11 указания ° Третий выход измерителя 7 тока подключен через последовательно соединенные второй и третий выходы измерителя 8 угла поворота миксера к первому выходу входного преоЬразователя блока !1 указания и через последовательно соединенные первый и второй выходы блока 11 указания к его усилителю, который кроме того соединен.со вторым выходом входного преобразователя блока 11 указания. Позиционный вход измерителя 8 угла поворота миксера соединен с датчиком 6 появления струи чугуна, первый позиционный выход — с блоком 2 управления командоаппаратом, а второй— с измерителем 7 тока. Блок .2 управления командоаппаратом представляет собой контролер управления (КУ), соединенный с обмотками генератора, причем I --II0 Iобмотки соединены с контролером:управления через контакты реле Pl, установленного в этом блоке. Датчик 6 появления струи чугуна представляет собой, например, фотореле ФРСУ-48. Измеритель 7 тока выполнен, например, на базе функционального преобразователя ПФФ Харьковского завода КИ1i. При поступлении на вход измерителя 7 (на преобразователь ПЗ) сигнала, пропорционального величине тока нагрузки двигателя привода миксера, на выходах измерителя 7 (на преобразователях П4, П и П6) появляются аналогичные сигналы. Измеритель 8 угла поворота миксера выполнен, например, на Ьазе функционального преобразователя ПФФ КИП 5 9088 с двумя микропереключателями В2 и В3. При поступлении на вход измерителя 8 угла поворота миксера (на преобразователь f17) сигнала, пропорционального величине угла поворота миксера, на выходе измерителя 8 (на преобразователе П8), соединенном с двигателем Д2 измерителя через профилированный кулачок Kl, появляется сигнал, пропорциональный величине квадрата 10 угла поворота, а на преобразователях П9 и П10 — сигнал, пропорциойальный величине угла поворота миксера. Микропереключатели В2 и В3 соединены соответственно с реле Р2 и Р3. Кон- is такты 1Р2 и 1Р3 соединены параллельно между собой и являются первым позиционным выходом, а контакт 2Р2 — вторым. Усилители 9 и 10 мощности выполне- в ны, например, на базе преобразователей .ПЭФ. Блок 11 указания выполнен, например, на базе функционального. преобразователя Пфф. При поступлении на вход блока 11 указания (на преобразователь П13) сигнала, пропорцио нального величине массы чугуна в миксере, на выходе блока 1l (на преобразователе П11), соединенном с двигателем Д3 блока через профилированный кулачок К2, появляется сигнал, про порциональный величине квадрата массы чугуна, а на преобразователе П12, соединенном с двигателем Д3 блока через профилированный кулачок K3,ñèã- ss нал, пропорциональный величине куба массы чугуна. Количество чугуна в миксере связано с измеряемыми параметрами при сливе чугуна соотношением: 40 G„= (Ч,К)п; У(6,,R)A, (1) где G - масса чугуна в миксере, т; Ч - угол поворота миксера в момент появления струи чугуна, град.; R - -радиус эквивалентного цилиндра футеровки миксера, м; - ток нагрузки двигателя привода миксера, A. Аналитическая форма системы (1) для угла поворота миксера от горизонтальной оси, равного 50 (угол поворота миксера в 5 меньше его холостого хода для слива чугуна при максимальном его наполнении, поэтому при повороте миксера от горизонтальной оси 33 6 для слива чугуна агрегат всегда проходит это положение), имеет вид: Рл + 8ZR + ЬЬ s Ill (54R + i%5 = + 5 R + В0ч А, (2) 1 где л -(3e - коэффициенты уравнений, Из системы (2) получаем: Ch„Qчt($gk4 3)gчtgggP 5" "Ь о l Коэффициенты с о -d g определяются конструкцией и емкостью миксера, типом двигателя привода, напряжением на якоре двигателя, определяющем скдрость вращения миксера. Так, для условий миксера емкостью 1300 т, приводимого во вращение двигателем Mll-62, при максимальной скорости вращения коэффициенты равны -5,72 10 ° тle,y-- 298-10 т д 4 10-4 (p )-л d4= 36 т/А; с 5 = 1,41 т/град ; А = -46,53 т/град; aL — — 12,606; dLg = -0,241 град "; сСсг= -0,24 А л; — -138 т. Устройство работает следующим образом. В процессе поворота миксера 1 для слива чугуна угол поворота двигателя привода 3 миксера передается датчику 5 угла поворота миксера. С выходного преобразователя Н2 датчика снимается напряжение, пропорциональное углу поворота миксера, которое поступает на вход компенсирующего преобразователя П7 измерителя 8 угла поворота миксера. Величина тока нагрузки двигателя привода 3 миксера измеряется датчиком 4 тока. С выходного преобразователя П1 датчика 4 тока снимается напряжение, пропорциональное току нагрузки двигателя привода миксера, которое поступает на вход компенсирующего преобразователя П3 измерителя 7 тока. Измерители 7 и 8 отрабатывают входные напряжения, устанавливая на выходе напряжения, соответствующие напряжениям на входе. При величине угла поворота двигателя привода 3 миксера, соответствующем углу поворота миксера, равному 3, срабатывает микропереключао тель В3, включающий реле Р3. Контакт 1Р3 размыкается, отключается реле Р1 блока 2 управления командоаппаратом, размыкаются контакты 1Р1, 2Р1 и 3Р1, 7 90883 обеспечивая поворот миксера только на максимальной скорости. При величио не угла поворота миксера, равнои 5 срабатывает микропереключатель В2, включающий реле Р2. Контакт, 1Р2 замыкается, включая реле Р1, обеспечивая поворот миксера на любых скоростях. Контакт 2Р2 размыкается, отключая двигатель Д1 измерителя 7 тока . При этом выходные преобразователи П -ПЬ фикси- о руют напряжение, пропорциональное току нагрузки двигателя привода миксера при угле поворота миксера, равном 5о, при максимальной скорости,вращения. В момент появления струи чугуна срабатывает микропереключатель Вl датчика струи чугуна, отключая двигатель Д2 измерителя 8 угла поворота миксера. При этом выходные преобразователи П -П10 фиксируют напряже- zo ние, соответствующее .углу поворота миксера в момент появления струи чугуна. и Ф 5" > 6 01. формула изобретения. устройство контроля количества чугуна в миксере, содержащее датчик угла поворота миксера с измерителем угла поворота, вход которого соединен с приводом миксера, а выход — с измерителем угла поворота миксера, и датчик появления струи чугуна, блок управления, о т л и ч а ю щ е е с А тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит командоаппарат, измеритель тока для усиления мощности, преобразователи, датчик тока, вход которого соединен через блок управления с командоаппаратом и непосредственно с якорем электродвигателя привода миксера, а выход— с входом измерителя тока, первый выход которого соединен через первый усилитель мощности с входом первого выходного преобразователя блока указания, второй выход - через первый выход измерителя угла поворота миксера и непосредственно — с вторым усилителем мощности, выход которого подключен к входу входного преобразователя блока указания, а третий через последовательно соединенные второй и третий выходы измерителя угла 1 25 Выходное напряжение с преобразова;теля П4 умножается на резисторе Rl на коэффициент cLg, причем начальное положение рамки преобразователя П4, с1 соответствующее величине --, усилива- go <3 ется и поступает на обмотку возбуждения преобразователя Иll блока 11 указания. Положение рамки этого преобразователя соответствует величине 4 ч .1 а напряжение с ее выхода пропорционально величине (dg +cLg 3) G< . Напря1 жение с рамки преобразователя П12, пропорциональное величине Сч, умно3 жается на резисторе R7 на коэффициент с(,>. Напряжение с выхода преобра4О зователя Пб, пропорциональное величи.не Л, умножается на резисторе R3 на коэффициент dL, напряжение с выхода преобразователя П8, пропорциональное величине >, умножается на резисторе М на коэффициент с), напряжение с выхода преобразователя П9, пропорциональное величине 4, умножается на резисторе R5 на коэффициент с(6, причем начальное положение рамки преобразователя П9 соответствует величине halo с 6 Напряжение с выхода рамки преобразователя П9 пропорционально величине (с(61+ *а) . Напряжения с выхода ss преобразователей f112, Пll, Пб, П8 и П9 суммируются. Таким образом, на вход рамки компенсирующего преобра3 8 3oBBTpJ1R f113 поступает напряжение, пропорциональное величине Напряжение с выхода рамки преобразователя П5, пропорциональное величине умножается на резисторе R2 на коэффициент с g, а напряжение с выхода рамки преобразователя П10, пропорциональное величине 4, умножается на резисторе R6 на коэффициент с(.я, причем начальное положение рамки преобразователя П10 пропорционально величине т EL Напряжение с выхода рамки преобразователя П10 пропорционально величине (d y + с(В ч>) . Напряжения с выхода преобразователей f15 и П10 суммируются, усиливаются:по мощности. Таким образом, на вход обмотки возбуждения компенсирующего преобразователя П13 поступает напряжение, пропорциональное величине (cL + с В + с g 3). Двигатель Д3 устанавливает рамку компенсирующего преобразователя П13 в положение, пропорциональное величине G.„. 9 08833 l0 поворота миксера — к первому выходу . на, а его. выходы - с измерителем угвходного преобразователя блока ука- ла поворота миксера и измерителем эания и через последовательно соеди- тока ненные первый и второй выходы блока ,указания — к его усилителю, который Источники информации, кроме того соединен с вторым выходом принятые во внимание при экспертизе входного преобразователя блока ука- 1. Патент Франции Н 2271548, - зания, причем позиционный вход изме- кл. G 01 F 23/24, 1971. рителя угла поворота миксера .соеди- 2. Авторское свидетельство СССР "нен с датчиком появления струи чугу- p 300785, кл. G 01 К 11/06, 1972. Составитель А.Абросимов Редактор Ю.Ковач Техред,Л.Пекарь . Корректор С.Щомак Заказ 754/29 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
