Способ определения толщины слоя и массы жидкого шлака над жидким металлом в металлургическом агрегате

 

Изобретение относится к черной металлургии , конкретно к сталеплавильному производству , и может быть использовано для контроля количества шлака в сталеразливочных и чугуновозных ковшах и в сталеплавильньГх агрегатах. Целью изобретения является повышение точности определения толщины и расширение функциональных возможностей способа за счет определения массы шлака. Эта цель достигается тем, что при погружении в жидкий шлак контролируют массу погружаемого тела. По началу изменения массы тела в процессе его погружения определяют положение границы раздела воздух-шлак, и по скачку изменения массы на единицу пути определяют положение границы раздела, шлак-металл. При этом масса шлака в ковше находится как произведение величины изменения массы погружаемого тела при прохождении от границы воздух - шлак до границы шлак - металл на величину отношения плошади поперечного сечения металлургического агрегата к плошади поперечного сечения погружаемого тела. I 3. п. ф-лы, 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЕГо -"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4236637/23-02 (22) 26.0!.87 (46) 15.09.88. Бюл. № 34 (71) Научно-производственное объединение

«Черметавтоматика! (72) В. М. Гиттер, М. P. Рейсс и Б. Е. Гинзбург (53) 669.184.136 (088.8) (56) Способ и устройство для определения веса шлака над жидким металлом.— Экспресс-информация. Ин-т Черметинформация, М., 1979, сер. 15, вып. 6, с. 5. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИHbl СЛОЯ И МАССЫ ЖИДКОГО ШЛАКА

НАД ЖИДКИМ МЕТАЛЛОМ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ АГРЕГАТЕ (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к сталеплавильному производству, и может быть использовано для контроля количества шлака в стадеразли„„SU„„1423601 А 1 (5ц 4 С 21 С 5 30, В 22 D 46 00 вочных и чугуновозных ковшах и в сталеплавильнь!х агрегатах. Целью изобретения является повышение точности определения толщины и расширение функциональных возможностей способа за счет определения массы шлака. Эта цель достигается тем, что при погружении в жидкий шлак контролируют массу погружаемого тела. По началу изменения массы тела в процессе его погружения определяют положение границы раздела воздух †шл, и по скачку изменения массы на единицу пути определяют положение границы раздела. шлак — металл. При этом масса шлака в ковше находится как произведение величины изменения массы погружаемого тела при прохождении от границы воздух — шлак до границы шлак--металл на величину отношения площади поперечного сечения металлургического агрегата к площади поперечного сечения погружаемого тела. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1423601

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для контроля количества шлака в сталеразливочных и чугуновозных ковшах и в сталеплавильных агрегатах.

Цель изобретения — повышение точности определения толщины слоя шлака, а также расширение функциональных возможностей способа за счет определения массы шлака в металлургических агрегатах.

На фиг. 1 представлена схема для осуществления способа; на фиг. 2 — график зависимости массы тела от величины его перемещения.

В ковш 1, содержащий жидкую сталь 2 и жидкий шлак 3, с помощью привода 4 и гибкого каната 5 опускаются цилиндрическое тело 6, изготовленное из огнеупорного материала или тугопл,!Якого металла. Массу тела измеряют встроенным в канат 5 тензометрическим датчиком 7. Положение тела 6 и 3 м е р я го 1 11: I 111 к i 1 8 I! !1, с и я 3 а tl н ы м с и р иводом 4. Б.и>ком 9 Ilo сигналу датчика 8 вычисляется приращение пути, пройденного телом 6. Б.!оком 10 Ifo сигналу датчика 7 вычисляется изменение массы тела 6. Работой блока 10 вычисления изменения массы тела управляет блок 9 вычисления приращения пути. Вычисленные блоком 10 значения изменения массы тела 6 при помощи блока I! сравнения сравниваются с установл tfflotf па .1«д;1з !Яке 12 заданной пороговой неличины. Задатчик 12 подключен через коммутатор 13. В момент превышения очередным изменением массы гела 6 заданной задатчиком 12 величины блок 11 сравнения

ll!.рс.1;11. г Otf f tl3. f в блок 14 $ flpdf3. !ения, KO торый,в свою очередь, дает команду блоку 15 памяти на запоми11ание текущего значения положения и массы тела 6. При этом блок 14 управления выдает сигнал на коммутатор 13 и второе пороговое значение, выставленное на задатчике 16, через коммутатор !3 подключается к блоку 11 сравнения. В момент превышения очереди!.1м изменением массы тела 6 второй пороговйй величины, блок 14 управления вновь передает команду блоку 15 памяти на запоминание текущего значения положения и м!1ссы тела 6. Блок 17 вычисл яеT 1 0.11ци н слоя 111.111 ка и его масс .

В металлургический агрегат, содержащий жидкий металл и шлак, при помощи приво.f;1 О11ускают цилиндрическое гело, ось когopof перпендикулярна поверхности шлака. Через каждый заданный отрезок пути

ftS измеряют массу тела. Величина отрезка

ЛЬ выбирается так, чтобы уменьшение массы тела при погружении н шлак на величину

-kS было 13 и раз больше, чем максимальная ошибка Л6 при измерении массы тела (изменения п(it;.Iзаний массы до 0,05Я от диапазона измерения массы могут быть получены из-за íP 1.абилыи!Pти системы измерения массы и привода). где S! — площадь поперечного сечения тела;

ы р I — минимальный удельный вес ц1лака.

Изменение веса тела на 1-м шаге ЛР=

=Р— P сравнивается с первой проговой величиной Nf. Величина N! выбирается между максимальной ошибкой масс Л6 и величиной изменения массы тела и его погруже1О нии в шлак на расстояние ЛЗ:AG(IV!( (Л5 SI р!. Если IAP l)NI, то тело прошло границу воздух — шлак и начало погружаться в шлак. В этот момент запоминают положение тела Н! и массу тела Р1.

При дальнейшем погружении тела в шлак показания масс за каждый отрезок уменьшаются на величину, зависящую от величины отрезка пути, п,1ощади поперечного сечения и плотности шлака. Очередное изменение массы ЛР, сравнивают со вторым поро.

20 говым значением %2, гдет Л г выбирается следующим образом:

- P +- (А г(ЛРм где ЛР— — максимальное изменение массы тепа при погружении в шлак

ЛРЩ=ЛЗ S! ° (h„2, где р — максимальный удельный вес шлака;

\Р„изменение массы тела при погружении на Л5 в жидкую сталь

ЛР„=ЛЯ 5! ° р, где р удепьный вес жидкой стали.

Таким образом, когда тело начинает погружаться в жидкий металл, изменение массы тела на один отрезок становится больше второго порогового значения. В этот момент (прохождение границы шлак — металл) вновь запоминают положение тела Н и его массу Рг.

-Толщину слоя шлака d определяют по разности величины положения тела, зафиксированных в момент прохождения границ воздуx — шлак и шлак — металла: й=Нг — HI.

40 Массу шлака определяют по разности показаний массы тела при прохождении межфазных границ и из отношения плошади сечения металлургического агрегата (ковша) S> к площади сечения погружаемого

45 тела SI

Рш=(Р— Рг)

5, Например, если масса цилиндрического

1тгла равна 80 кГ, длина 1 м, плошадь поперечного сечения Sf 0,01 м (т. е. диаметр=

=0,12 м), максимальная погрешность измерения массы Лб 0,05 кГ. то величина перемещения Л5 равна

55 где и — коэффициент «запаса» (5 — 10); р — минимальный удельный вес шлака (2,5 10 кГ/м )

Например, при n=5, (423601

5-0,05

AS= — — — --1 — — 0,01 м.

0,01.2,5 10

Пусть Л5=-0,01 м, тогда изменен ие м ассы тела при его погружении в шлак ЛР,„бул"т не меньше, чем AS Si р,)=0,0! 0(0,01)с, X2,5Х10 =0,25 кГ. Отсюда с учетом возможной погрешности измерения массы перВоР пороговое значение Л i выбирается равным 0,1 кГ.

Оценивают максимальное изменение массы описанного выше цилиндрического тела при прохождении через шлак

7AР, (AS ° Ьi. р гле р — максимальный удельный вес шлака (5;у, 10 кГ/м ) .

ЛР(0,01.0,01 5.10 =0,5 кГ.

При погружении тела г жи.1кий мс галл изменение массы тела на один отрезок ЛР„ равно соответственно

: Р)) =-ъ- о1 ре где р, — плотность жипкого м T I.I.IB (7)с

><10 кГ/м

ХР)1 — — 0,01 0,01 7 10 =0,7 кl .

Отсюда с учетом возможной ошибки измерения Лб выбирается второе пороговое значение А =0.6 кГ.

Масса тела в процессе измерения меняется следующим образом:

Положение тела, Н„см Масса тела, Р, кГ

1 80 01

2 80,02

3 80,00

4 79,98

5 79 )8

6 79,18

7 78,76

8 78,40

9 78.02

10 77,67

11 77.37

l2 7!,02 !

3 76,74

14 76,44

15 76,20

16 75 с!5

17 7! 25

18 74,52

Соответственно Н,=-4 см, Р1=79,98 кГ, Н2=16 см; P =75,95 кГ. Толщина iiiëàhà

d=12 см.

Для разливочного ковша с лиаметром

3 м (S>=7,06 м ) масса шлака Р,„(79,98-7,06 — 75,95) — --=2850 кГ.

0,01

График зависимости м;)ссы тела от величины перемешения тела и ковше лля приведенных в примере данных изображен на фиг. 2.

Использование в качестве KoIITpn)i«рхемой величины массы погружаемого тела позволяет более точно опрелелить положение границ раздела возлух- шлак и шлак металл.

Расчеты показывают, что при привелеi!Hblx в примере характерисTHKBx устройства .5 максимальная погрешность опрелеления толшины слоя шлака составляет около 0,01 м (или 1,5% от макси мал ьного ожидаемого значения толщины слоя lilлака!. МаксимBльная погр It)HQB Tb опрелеления массы плака

10 зависит от площади сечения ковша. HBllpttмер, для разливочного ков)па, лиаметр которого равен 3 м, максимальная погрев)носгь массы шлака меньн)е 200 кГ. В настоящее время максимальная погрешность определе15 ния массы шлака составляет около 1000 кГ.

Снижение погрешности опрелеления массы

III.1. 1K,i HI) 800 hl поз во. l я T 3 X N tt) IITh TI) tlность определения массы жидкой с)али в ковше и на 0,1% увеличить Bi lxo;j гол)ц)го при разливке стали в изложницы.

Фор.чула пзоб)ретенп«

1. (пособ опрелечения толщины слоя и массы жидкого шлака нал жилким металлом в металлургическом агрегате, включаю25 (ц и погрхжен е B ° е;.1. 3р е й; рецилинлрического тела, ось которого псрпенликулярна поверхности шлака, Опрелеление толщины шлака по всличине пути, пройлез1ному телом между границами возлух- п)лак и шлак- -металл. отлп«аю)аппея тем, что, с целью увеличения точности опреле H.HIIH толщины слоя шлака, а также расширения фу нкциона.lhHhlx возможностс и сносo(3B счет лопол интел ьного оп релелен и я массы

IIiëàêà, в процессе опускания тела через равные отрезки пути измеряют положение и массу тела, вычисляют 1)е1ичин3 изменения массы тела, 3Р на очередном отрезке пути, сравнивают 3Р с поро)овым значенисм Л1 и при ус,loBHii IAÐ ()Л, опрелеляют пали чие границы воздух — шлак, далее сравнива40 ют очерелное изменение массы тела . Р с втоРой поРоговой величиной А 3, пРи Условии . Р )Л опрелеляют наличие границы

ill lBh -металл, вычисляют массу IHëàêà

i1 hовшс как произведение величitны изменения массы погружаемого тела llpH npo45 хожцении от границы возЛух — Ill ldh Ло границы шлак -металл на величину отн1)п)ения площади сечения металлургическог0 агрегата к плошали поперечного сечения погружасмого тела.

2. Способ по п. 1, от.)п«аюп(ппе«тем, что значения Л ) и А выбирак)тся по слелук1щим зависимостям:

AG(A I(AS S I pull

AP-,— ) 6(Л ()Р— Л6, 55 тле 3 (i — максимальная ошибка при измерении массы тела;

Р) — площаць попс рс чного сечения те1а

1423601 шлака;

norpyудельный вес

pi — минимальный удельный вес

Л5 — величина отрезка пути при женин тела;

ХРш= Ю S l . рмег, где р — максимальный шлака;

КР„=ЛЯ S, р,, р — удельный вес жидкой стали

l42360l

Составитель Н. Лбросимов

Редактор H. Киштулинец Техред И. Верес Корректор Л. Обр чар

Заказ 4607/30 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4