Устройство контроля количества чугуна в миксере

 

Изобретение касается коятропя количества чугуна в миксере. Цель изобретения - псжьимеиие то пин- М контроля . Существо изобретения чмклн чается в том, что в устройстве (-онокупностью блоков и связеГ между ними решается следующееуравнение- Сг,г. + (с/, +о(., I) 1+ ( -f K,-l-K .: ,1 с/( ( U + K,)-f-o(J /ic.,-ot,(i, + K,+K,V) , где (Хц . .. .jiq , К ;, К ; - ) аты; (.г -Т- а- S f:yrv , MIC а чугуна в миксере; ц - угол по- i-cpo ia миксера в момент появления с;рул чугуна; I - ток нагрузки двига- 11М. нривода миксера; V - коэффици- 1 ii: вязкостных свойств чугуна. Для lieLn niH уравнения используются датглк 4 угла поворота миксера, датчик 5 нояв.чения струи чугуна, датчик 6 гпка, блоки 7-23 определения массы уна в миксере по величине тока .,г1елч привода миксера и углу нак- Л Ч-,; микс ера в мо(ент появления струи , блок 24 индикации. Поставлен- H.ib: iie. U. достигается путем введения ;1лм1: :1нительных блоков для определения ь о ь. и гициента V вязкостных свойств чуг унл, исгюлнзуюших информацию от ;i:n ; а 29 массы чугужт в ковше, и :... Ч ,и:я определения поправки к I i; 11, орота миксера в момент появ- :. п1г,-{ струи чугуна, что позволяет по- |;:1с ть точность коитроля массы чугуна в миксере. 1 ил. - грг (Л со ьо СП сх 4

С01ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЯ1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

4 А1 (>11 1 С 21 С 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ фг

011ИСАНИЕ ИЗОБРЕ>(ЕНИЯ; :.11:я определения поправки к ((р I;I миксера в момент появН А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ V (21) 4043046/22 — 02 (2?) 24.03,86 (46) 23.07.8/. Ь((>л. kl" 27 (7! ) Киевский инсти(ут явтом(TIII;t( им, ХГ (ъезд:i К!1СС (72) и. В.присяж(11(>к, 11.с. Церконниц: 1(й., В.С.13огу((овский и И,А.Косе(ко (53) 669.!84,41(088.8) (56) Авторское свил(тельc т(«> Г(гСР

>! 908833 кл, С 21 С 5/ 30, 1".7;(. (54) УСТРОЙСТВО V()kk РО. !Я,((3!! (!.(Г(3А

ЧУГУНА В 11ИКС1 .РЕ (57) Изобретение кясяе Тс я ко((тро.о( количества чугуна в м((ксер< .. If и> изобретения — повышение т I(::c".I(контроля, Су(це ство из о 6 роте((11я > 11;.,1((((— ется в том, что E(ус тр(й(I Br, ов(;— купностью блоков и (: вязей ме>1.;, ним;1

i решается следукше- - у(я;(нс ((н. Сг =,;.! :(+ (4 +((- ) (г 1+ 1- ((-(((1 > К;,(+К +К 7)+ ),,<.((,+К +К. k+n гдe с,...(q k К ° — ко >ффи(it з м; м(я чугу(ка E(миксере, g — угол пор та миксера в момент появления (., ру(» чугуна; I — ток нагрузки двига(„1» 1(ривода миксера; 1(— коэффици(о(1(кости(,(х свойств чугуна. Для!

>((зс((ия уравнения используются дат.: ь - > угла поворота миксера, датчик

5 и яв.(ения струи чу(.уня, датчик 6 блоки 7-23 определения массы (;1 уi(II H миксере по величине тока .:f и;; I л I привода миксеря и углу някмикос ря в момент появления струи (у;>ня, 6.(ок 24 индикации. Поставлендос тигяется путем введеиия ,11((тельнык бл ков для определе((н 1 1 .,(>(1>1(цие((Tcl У вязкостных свойств (угl I.(i!o и зукшик и((Ф(рмяцию от я °,, 29 массы чугуна в ковше, и труи чугуна, что позволяет not I т, точность контроля массы чугумиксеpe . l

2 084

1 !3

11зобретение огнос нтся к контролю

,:одесса планки г металлургической лромышленнс1сти а 1астности к конт ролю количества чугуна в миксере, и может быть осущесгвлено в сталеплавильных цехах металлургических заводов.

Цель изобретения — лсвышение точности контроля количества чугуна в миксере..

На чертеже представлена схема пред лагаемого устройства.!

О !

Устройство содержит миксер 1,блок

2 управления командоалларатом, двигатель 3 привода миксера, датчик 4 угла поворота миксера, механически связанный с приводом миксера, датчик 5 появления струи чугуна, датчик Ь тока, вход которого соединен через блок 2 управления командоаппаратом и непс средственно с якорем двигателя привода миксера, первый блок 7 памяти, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, первый блок 8 у.|ножения, второй блок 9 умножения, первый блок 10 вычислительных операций, входы которых соединены с выходом первого блока 7 памяти, блок 11 переключений, первый выход которого соединен со входом блока 2 управления команцоапларатом, а второй выход— со вторым входом первого блока 7 памяти, второй блок 12 памяти, первый вход которого соединен с выходом датчика 4 углг1 поворота миксера, а второй — с датчиком 5 появления струи чугуна, первый функциональный блок

13, второй блок 14 вычислительных операций, третий блок 15 вычислительных операций, третий блок 16 умножения, вход которого соединен с выходом первого функционального блока 13, первый блок 17 суммирования, первый вход которого соединен с выхоцом третьего блока 15 вычислительных операций, а второй вход — с выходом второго блока

9 умножения. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные первый блок 18 деления, второй функциональный блок !9 и четвертый блок

20 умножения, причем первый вход первого блока 18 деления связан с выходом первого блока 17 суммирования, а второй вход четвертого блока 20 умножения — с выходом первого блока 10 вычислительных операций, соединенные между собой третий функциональный блок 21, вход которого связан с выходом первого блока 18 деления, и пятый блок 22 умножения.

Устройство также содержит второй блок 23 суммирования, первый вход которого соединен с выходом четвертого блока 20 умножения, второй вход — с выходом первого блока 8 умножения, третий вход — с выходом третьего блока 16 умножения, четвертый вход — с выходом второго блока 14 вычислительных операций, пятый вход — с выходом пятого блока 22 умножения, а выход— со вторым входом первого блока 18 деления, блок 24 индикации, вход которого соединен с выходом первого блока

18 деления, реле 25, вход которого соединен с якорем двигателя привода миксера, блок 26 логического умножения, первый вход которого соединен с выходом реле 25, а второй вход — с датчиком 5 появления струи чугуна, электромагнитную муфту 27, реле 28 времени, входы которых соединены с выходом блока 26 логического умножения, причем электромагнитная муфта механически соединена с датчиком 29 массы. Кроме того, устройство содержит третий блок 30 памяти, первый вход которого соединен с датчиком 29 массы, а второй вход — с первым выходом реле 28 времени, блок 3! вычитания, первый вход которого соединен с выходом третьего блока 30 памяти, а второй вход — с датчиком 29 массы, последовательно соединенные второй блок 32 деления, первый вход которого соединен с выходом третьего блока

30 памяти, а второй вход — с выходом блока 31 вычитания, четвертый блок

33 памяти, второй вход которого соединен со вторым выходом реле 28 времени, четвертый функциональный блок

34, третий блок 35 деления, четвертый блок 36 вычислительных операций, третий блок 37 суммирования, второй вход которого соединен с выходом второго блока 12 памяти, а выход соединен со входом первого функционального блока 13, со входом второго блока

14 вычислительных операций и со входом третьего блока 15 вычислительных операций

Датчик 5 появления струи чугуна представляет собой, например, фотореле типа ФРСУ с контактом В!. Блок

2 управления командоалпаратом представляет собой контроллер управления

КУ, соединенный с обмотками генерато3 1325 ра, причем I-III обмотки соединены с контроллером управления через контакты реле Pl, установленного в этом блоке.

Датчик 6 тока выполнен на базе преобразователя Е824.

В качестве датчика 4 угла поворота миксера может быть использован, например, преобразователь типа 3 2Д1.

Блок 11 переключений состоит из реле Р2 и РЗ, контактов путевого выключателя привода миксера В2 и ВЗ, причем контакт ВЗ замыкается при нако лоне миксера на угол более 3, а контакт В2 замыкается при наклоне миксе- 15 ра на угол более 5 . Контакты В2 и с

ВЗ включают реле Р2 и РЗ.

В качестве датчика 29 массы использован, например, преобразователь типа

Э-2Д1, встроенный в головку платфор- 20 менных весов (Macca чугуна в ковше пропорциональна выходному сигналу датчика).

В качестве блоков 7, 12, 30 и 33 памяти можно использовать, например, 25 регулятор РБА системы АКЭСР, работающий в режиме ПИ-регулятора и охваченный отрицательной обратной связью. В этом случае сигнал на выходе регулятора будет равен в установившемся 3р режиме сигналу на его входе. Если закоротить вход регулятора, т.е. установить рассогласование на входе регулятора равным нулю, регулятор запомll нит значение входного сигнала в момент замыкания и, таким образом, регулятор будет выполнять функцию блока памяти.

Блоки 8, 9, 16, 20 и 22 умножения, блоки 18, 32 и 35 деления, блоки 17, 4р

23 и 37 суммирования, блоки 10, 14, 15 и 36 вычислительных операций, функциональные блоки 13 и 19 выполнены, например, на базе преобразователей

БВО системы АКЭСР. Функциональные бло 45 ки 21 и 34 выполнены, например, на базе блоков нелинейных преобразований типа HHII системьi АК3СР. В качестве реле 28 времени использовано, например, реле времени типа ВС-4810.

Блок 24 индикации выполнен, например, на базе вторичного прибора КСП-4.

Количество чугуна в миксере связа08 де Сч

50 G

Ъ1(Ц+К +КЛЧ)+/ь2 R+,úç ч

I = Pr+Jl R +,(3 Сг (4)

Решив систему уравнений (4) относительно Gr, получаем но с измеряемыми параметрами при сливе чугуна соотношением

=f (ч, R); — (G„, R), (1) мзссз ч г нэ в миксере т угол поворота миксера в момент появления струи чугуна, град; радиус эквивалентного цилиндРа футеровки миксера м ток нагрузки двигателя привода миксера, A.

Аналитическая форма системы (1), выведенная для угла поворота миксера от r оризонтальной оси, равного 5 град (угол поворота миксера в 5 град меньше его холостого хода для слива чугуна при максимальном его наполнении

4 поэтому при повороте миксера от горизонтальной оси для слива чугуна агрегат всегда проходит это положение), имеет в ид:

Л14 + / Z R + Лi

/ 4 (2) / 6 Л1R 180-1 где,1 „ — 138 — коэффициенты.

Измеренный угол поворота миксера в момент появления струи чугуна будет различным при разных вязкостных свойствах жидкого металла. Чем больше вязкость, тем на больший угол повернется миксер до начала слива чугуна при одинаковом era количестве. Для учета погрешности, связанной с изменением вязкостных свойств металла, введем поправку в определение угла поворота миксера в момент слива чугуна. р,= -К„+К,V, (3) где — приведенный угол поворота миксера в момент начала слива чугуна, град;

V — коэффициент вязкостных свойств чугуна, с

К,,К„ — коэффициенты.

После подстановки в систему (2) вместо угла приведенного угла поворота миксера ч, определенного по

1 формуле (3), получаем систему уравнений

44 Gr + с1 2+ 3 I) Gr 4I+x8 (q+Kl +KzVp + Мд(М+К +К1Ч)+Юо с11 + 448 (4+ K + K. ) + с1 8 > где Ыс - ol 8 — коэффициенты. (5) 1325

G. привода миксера измеряется датчиком

6 тока. С выхода датчика 6 тока на 55 первый вход первого блока 7 памяти поступает сигнал, пропорциональный току нагрузки двигателя миксера. При »е

Массу чугуна G, Вытекающего из миксера эа время, можно предстаВИТЬ В ВИДЕ

Ч

С = А (А е ) йг, (6) о

5 где А — постоянный коэффициент: р — плотность чугуна, т/м

Н вЂ” начальный уровень напора чугуна н момент =G, м.

Формула (6) верна при отсутстнии 10 вращения миксера, причем период интегрирования должен быть меньше времени между двумя поворотами миксера.

Пз (6) для равных промежутков времени следует:, г

) а

Т/2 где ф— масса чугуна, слитого из мик-20 сера эа первый промежуток времени 0 в /2, т;

G — масса чугуна, слитого из миксера за второй промежуток времени /2-7, т.

Из формулы (7) имеем ч1п

G, gl

Сz (8)

37

Таким образом, определив по фор- 30 муле (8) коэффициент »яэкостных свойств чугуна и решив уравнение (5), можно определить м lccj p1»»» MHK сере с учетом изменяющихся реологических свойств металла. 35

Дня условий миксера емкостью

1300 т, при»одимого но вращение двигателем МП-6?, при максимальной сКОрости вращения коэффициенты ранцы:

di =-5,72 10 о т 1; о! =-298 .10-4 т ; 40

o(=4 10 (A T) ; 4 =36 т/А; а(=

=1,41 т/град ; о =-46,53 т/град; d, ==12,606; 3 s =-0,241 град ; aug =0,24А с(=-138 т; К 5,6 град;К =666 град х. х с ; " =15 с. 45

Устройство работает следующим образом.

При повороте миксера 1 для слива чугуна с выхода датчика 4 угла поворота миксера на первый вход второго 50 бЛока 12 памяти поступает сигнал, про. порциональный углу поворота миксера.

Величина тока нагрузки двигателя 3

084 личине угла поворота миксера, соответстнующего углу, равному 3 град, срабатывает путевой выключатель привода миксера ВЗ, включающий реле Р3. Контакт 1Р3 размыкается, отключается реле Р1 блока 2 управления командоаппаратом, размыкаются контакты 1Р1, 2Р1, ЗР1, обеспечивая поворот миксера только на максимальной скорости при фиксированном напряжении на якоре двигателя привода миксера. При величине угла поворота миксера, равной 5 град, срабатывает путевой выключатель привода миксера В2, включающий реле Р2. Контакт 1Р2 замыкается, включая реле Р1, обеспечивая поворот миксера на любых скоростях. Контакт 2Р2 замыкается, чем обеспечивается запоминание первым блоком 7 памяти сигнала, пропорционального току I нагрузки двигателя привода миксера при угле поворота миксера, равном 5 град, при максимальной скорости вращения. В момент появления струи чугуна срабатывает контакт Вl датчика 5 появления струи чугуна. Позиционный сигнал от датчика 5 поступает на второй вход второго блока 12 памяти, который запомнит" значение угла поворота миксера ц, соответствующее началу слива чугуна. Одновременно сигнал, соответствующий единичному", с выхода датчика 5 поступает и на второй вход блока 26 логического умножения. При остановке принода ток на якоре двигателя становится равным нулю, замыкается контакт реле 25 и сигнал, соответстнующий "единичному", поступает на первый вход блока 26 логического умножения. При этом на выходе блока 26 логического умножения появляется управляющее напряжение, которое поступает на входы электромагнитной муфты 27 и реле 28 времени. При срабатывании электромагнитной муфты

27 датчик 29 массы соединяется с осью вращения указателя платформенных весов. Одновременно включается реле 28 времени (начинается отсчет времени), а датчик 29 массы фиксирует количество чугуна, залитого в ковш с момента остановки привода миксера. Сигнал с датчика 29 массы поступает на второй вход блока 31 вычитания и первый вход третьего блока 30 памяти. По истечении промежутка времени 7 /2 срабатывает реле 28 времени и позиционный сигнал с его первого выхода поступает на второй вход третьего блока 30

7 13! t памяти. Третий блок 30 памяти зап нит значение сигнала от датчика !1;!i — сы и на его выходе устанавливается сигнал, пропорциональный массе слитого чугуна за первый промежуток нре- 5 мени о /2 и равный Г, . Этот сигна:I поступает на первый вход блока 3! вычитания и первый вход блока 31 вычитания и первый вход второго блока 32 деления. При дальнейшем сливе металла10 сигнал с выхода блока 31 вычитания, пропорциональный разности G --G„, поступает на второй вход второго блока

32 деления. С выхода второго блока

32 деления сигнал, пропорциональный величине G, /(G-G ), поступает на первый вход четвертого блока 33 памяти.

По истечении промежутка времени снова сработает реле 28 времени и позиционный сигнал с его второго вы- 20 хода поступает на второй вход четвертого блока 33 памяти. Так как масса чугуна, слитого за второй промежуток времени от "t./2 до >, определяется, как разность С =С вЂ” С,, то на выходе четвертого блока 33 памяти зафикоируется сигнал, пропорциональный Г,/С„.

Далее этот сигнал поступает на вход четвертого функционального блока 34.

С выхода четвертого функционального блока 34 сигнал, пропорциональный

1n (G /G ), поступает на третий блок г

35 деления. На выходе третьего блока

35 деления будет сигнал, пропорциональный (1n(/G /3/4 i ) или коэффици — 35

2 енту вязкостных свойств чугуна 7.

Этот сигнал преобразуется в четвертом блоке 36 вычислительных операций н сигнал, пропорциональный величине (К + К V) и поступает на первый вход4о

1 третьего бпока 37 суммирования.

Сигнал, пропорциональный току нагрузки I, с выхода первого блока 7 памяти поступает на входы первого блока 8 умножения, второго блока 9 умно- 45 жения и первого блока 10 вычислительных операций. Сигнал с выхода первого блока 1О вычислительных операций, пропорциональный величине о(+ « 1, поступает на второй вход четвертого бло — 5о ка 20 умножения. На первый вход четвертого блока 20 умножения с выхода второго функционального блока 19 поступает сигнал, пропорциональный Gr а на его выходе будет сигнал, пропор- 55 циональный величине (+ d I) Gr .

Этот сигнал поступает на первый вход второго блока 23 суммирования. Сигнал н; с: . . пс;>но) о б:to«, Я tttiяt,i ния прон )1пп>опачьнь». t«T поступ 1ет на второй нхоп второго блока 23 суммирования. С выхода второго блока 9 умножения сигнал, пропорциональный величине а Т, поступает н; второй вход первого блока 17 суммирования.

Зафиксированное значение угла поворота миксера о с выхода второго блока 12 памяти поступает на второй вход третьего блока 37 суммирования, на выходе которого будет сигнал, пропорциональный величине g, = +К +К

Это значение поступает на входы первого функционального блока 13, второго блока 14 вычислительных операций и третьего блока 15 вычислительных операций. Сигнал с выхода первого функционального блока 13, пропорциональный величине Ч,, поступает на вход третьего блока 16 умножения. С выхода третьего блока 16 умножения сигнал, пропорциональный значеник>,« с-, поступает на третий вход второго блока

23 суммирования. С выхода второго блока 14 вычислительных операций сигнал, пропорциональньпt >, + ot,ц, поступает на четвертый вход второго блока

23 суммирования. С выхода третьего блока 15 вычислительных операиий сигнал, пропорциональный Sq +с q, поступает на ttepr>»ttt вход первого блока

17 суммирования, на выходе которого б > де T сиги >л > пропорпиональныи с(+

+ а > i, t а 1. Этот сиг нал поступает на первый вход первого блока 18 деления.

На второй вход первого блока 18 деления поступает сигнал с выхода второ—

ro блока 23 суммирования, пропорциональный величине !с(+ >I)Gr + с(1 +

+ ° + +o1 Gr

С выхода первого блока 18 деления сигнал, пропорциональный С, поступает tta входы третьего функционального блока 21, второго функционального блока 19 и блока 24 индикации. Ila вход пятого блока 22 умножения поступает сигнал с выхода третьего функционального блока 21, пропорциональный величине Gr . С выхода пятого блока 22 умножения сигнал, пропорциональный а G-. поступает на пятый вход второ> го блока 23 суммирования.

Испытания макета устройства показали, что использование устройства контроля количества чугуна в 1300-тонном миксере позволяет повысить точ— ность контроля на 30 т. Повышение точ—

1325084

45

ВБИ1П11 Заказ 3022/25 Тираж э49 Подписное

Произв-по.(1нгр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 н(оти контроля приводит к сокращению ((pod òîå(3 коннертерных агрегатов íà 17.. формула изобретения

Устройс(13o контроля количества чугуна в миксере, содержащее датчик yrJta поворота миксера, вход которого соед((нен с приво;(ом миксера, датчик появ3(ения струи чугуна, датчик тока, соединен- 10 ный через блок управления с команда(пп(аратоы и непосредственно с якорем дьигателя 1(ринода миксера, первый блок памяти, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, перв (й 15 и второй(блоки умцоже(н(я, а также первый блок вычислительных операций, нходь(которых coegittf((III(с 13ыходом первого блока памяти, блок переключений, перв(,(1(выход которого соединен с 13хэ- 20 дом 67 ок 1 у((ранлегн(я комапдоаппарагоы, ", «торой т(((ход — с вторым вход(м п(рно(О блока памя(и, второй блок па((ятlt, ((ерный вход которого соединен (-. выходом датчика уг3(а поворота ь(иксерс(а нтОрой с датчнкОГ! полн

J(of(I(((струи чангg на Il oрный функцио пален::1"(блок, второй блок вычислиl.е3(1,!(f-(ottp par(»(3, тре (1(1(блок вычис.(п(тел(lt(ьх Операц(ьй, третий блок умн э- ЗО женин, соединенный с выходом первогэ фу((к((1((.(, .(н((ого блок;(, первый блок сум(::(pn:;:.н((((, вернь:й н:(OII которого соед((1«(с выходом третьего блока вы;ис(п(;е:.1.1(ь:х o((ep (((1((t, а второй вход — 35 с и(,!кодо. (13торОГО 6 (Ока умнОжения, IIo (Jt Jt(13((теч(,(ьо со(,Дн(ге f(f(f (Q неРный

6лок де (ния, I(l (рой функционал(н((й блок, ".- -(Ie(3 г(,(1(6:1(к у((((ожении, npu, . (((: I3.:Од l(ерного 6лока деле- 40 ((l ((Сl l(:1(l " 3Ь(.,О, (О."(П Рl .) ГО (Зло(1<1

cvM".;1. (н;(ния, а (3 (îðot(вход четвертого 6:(ока умножения — с выходом первого 6:(ока 13ычис((ительных Операций, соедп((еllll K между oобой третий функ((I(OIIBJIL II((It 6J OK заы с в(ыходом первого блока деления, и пять(1(блок умножения, второй блок сум (иро нп(и, ITE рвьп(вход которого соединеH с 13f,ходом четвертого блока умножения, второй вход — с выходом первого блока умножения, третий вход— с выходом третьего блока умножения, четвертый вход — с выходом второго блока вычислительных операций, пятый вход — с выходом пятого бпока умножения, а выход — с вторым входом первого блока деления, блок индикации, вход которого связан с выходом первого блока деления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено датчиком массы, третьим и четвертым блоками памяти, вторым и третьим блоками деления, четвертым функциональным блоком, четвертым блоком вычислительных операций, третьим блоком суммирования, реле, блоком логического умножения, электромагнитной муфтой, реле времени, причем датчик массы, третий блок памяти, второй блок деления,четвертый блок памяти, четвертый функциональный блок, третий блок деления, четвертый блок вычислительных операций, третий блок суммирования соединены последовательно, вход реле соединен с якорем двигателя привода миксера, а его выход — с первым входом блока логического умножения, второй вход которого соединен с датчиком появления струи чугуна, а выход — с электромагнитной муфтой, электромагнитная муфта механически соединена с датчиком массы, вход реле времени соединен с ныходом блока логического умножения, первый выход — с вторым входом третьего блока памяти, а второй выход — с вторым входом четвертого блока памяти, блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, второй вход— с выходом датчика массы, а выход — с вторым входом второго блока деления, (.ðI(этом второй вход третьего блока суммирования соединен с выходом второго блока памяти, а выход — с входами первого функционального блока, второго блока вычислительных операций и третьего блока вычислительных операций.