Система управления режимом порционного вакуумирования стали
Изобретение применяется при внепечной обработке стали для автоматизации процесса порционного вакуумирования и доводке стали до заданной марки по химическому составу, структуре. Цель изобретения - снижение потерь легирующих добавок и повышение качества металла. Это достигается введением в систему активометра, преобразователя, компаратора, задатчика концентрации активного кислорода в стали. При этом выход активометра соединен через преобразователь с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом задатчика концентрации активного кислорода. Управляющий вход компаратора соединен с выходом датчика циклов качания вакуум-камеры, выходы "Равно" и "Меньше" компаратора соединены с вторым и третьим входами регулятора, а выход "Больше" компаратора - с выходом системы. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (51) 5 С 21 С 7/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР1 (61) 1101455 (21) 4429562/23-02 (22) 23.05.88 (46) 30.01.90. Бюл. Р 4 (71) Волгоградское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института "Тяжпромэлектропроект" (72) А.M. Дубовец (53) 669.054.2-982(088.8)
I (56) Авторское свидетельство СССР
1101455, кл, С 21 С 7/10, 1986. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ
ПОРЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение применяется при внепечной обработке стали для автоматизации процесса порционного вакуумирования и доводке стали до заданИзобретение относится к внепечной обработке стали и может быть использовано для автоматизации процессов вакуумирования при производстве стали и сплавов.
Целью изобретения является снижение потерь легирующих добавок и повышение качества металла.
На чертеже приведена блок-схема системы.
Система управления режимом порционного вакуумирования стали состоит иэ ковша 1 с металлом, вакуум- . камеры 2 с всасывающим патрубком 3, датчика 4 циклов качания вакуум-камеры, соединенного с входом двоичнодесятичного счетчика 5. Выход последнего соединен с первым входом первой схемы 6 совпадения. Задатчик 7 колиÄÄSUÄÄ 1539214 А 2
2 ной марки но химическому составу, структуре. Цель изобретения — снижение потерь легирующих добавок и повышение качества металла. Это достигается введением в систему активометра, преобразователя, компаратора, задатчика концентрации активного кислорода в стали. При этом выход активометра соединен через преобразо-! . ватель с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом задатчика концентрации активного кислорода. Управляющий вход компаратора соединен с выходом датчика циклов качания вакуум-камеры, выходы "Равно" и "Меньше" компаратора соединены с вторым и третьим входами регулятора, а выход "Больше" компаратора — с выходом системы. 1 ил. чества циклов соединен с вторым входом первой схемы 6 совпадения. Вход регулятора 8 соединен с выходом первой схемы 6 совпадений. Вход исполнительного механизма 9 соединен с выходом регулятора 8 а выход— с приводом 10 перемещения вакуум-.камеры 2. Датчик 11 массы стали в ковде соединен с первым входом алгебра- 4: ического сумматора 12, второй вход которого соединен с задатчиком 13 массы стали в ковше, а выход — с первым входом накапливающего сумматора в
14. Датчик 15 хода вакуум-камеры через дифференциатор 16 соединен с пер- вым входом второй схемы 17 совпадений, второй вход которой соединен с выходом задатчика 18 хода вакуум-камеры, а выход — с входом первого сиг1539214 налиэатора 19. Выход последнего через накапливающий сумматор 14 соединен с первым входом устройства 20 деления, второй вход которого соединен с выходом задатчика 13 массы стали в ковше, а выход — с первым входом третьей схемы 21 совпадения, второй вход которой соединен с задатчиком
22 коэффициента рециркуляции, а выход через второй сигнализатор 23 соединен с первым входом ключа 24, второй вход которого соединен с выходом регулятора 8. Выход ключа 24 соединен с входом исполнительного механизма 9. Кроме того, в систему введены активометр 25, преобразователь 26 компаратор 27, задатчик 28
У концентрации активного кислорода в стали. При этом выход активометра
25 соединен через преобразователь 26 с первым входом компаратора 27, второй вход которого соединен .с выходом задатчика 28 концентрации активного кислорода в ковше. Управляющий вход 25 компаратора ?7 соединен с выходом датчика 4 циклов качания.
Выходы Равно" и "Меньше" компаратора 27 соединены с вторым и третьим входами регулятора 8, а его выход
"Больше" — с выходом системы.
В качестве датчика 4 циклов и датчика 15 хода вакуум-камеры применяются бесконтактные выключатели типа
БВК-201-24 со встроенными электрон35 ными логическими схемами пересчета.
Эти датчики через редуктор механически связаны приводом качания вакуумкамеры 2 и работают по принципу формирования одного импульса при верти- @
1 кальном перемегцении вакуум-камеры на 10 мм.
В датчике 4 циклов электронная логическая схема пересчета построена таким образом, что выходной импульс вырабатывается в конце каждого цикла качания вакуум-камеры 2, т.е. при перемещении ее из нижнего в верхнее положение и достижении торцом патрубка вакуум-камеры верхнего рабочего положения, 1
В датчике 15 входа вакуум-камеры
2 логическая схема пересчета построена так, что на выходе датчика BbIpB батывается сигнал, пропорциональный величине перемещения вакуум-камеры
2 относительно уровня металла в ков-!
11е 1 .
В качестве активометра 25 может быть применено устройство для непрерывного измерения содержания кислорс да в металлических расплавах.
Непрерывный контроль содержания активного кислорода в металлическом расплаве производится при помощи электрохимического датчика длительного погружения методом ЭДС или методом отношений почти мгновенно и точно. Контроль активного кислорода по ходу процесса вакуумирования можно определять по содержанию элементов в расплаве.
Система работает следующим образом.
Ковш 1 с металлом подают под вакуумную камеру 2 и патрубок 3 вакуумкамеры 2 погружают в жидкий металл.
В процессе вакуумирования информация с выхода датчика 4 циклов качания вакуум-камеры 2 поступает на вход двоично-десятичного счетчика 5, на котором формируется величина, равная количеству отработанных циклов качания вакуум-камеры 2. Содержимое счетчика 5 сравнивается на первой схеме 6 совпадения с заданным по технологической конструкции для данной марки стали количеством циклов качания вакуум-камеры 2, набранным на задатчике 7 циклов. Сигнал с выхода схемы б совпадения поступает на первый вход регулятора 8. Последний управляет исполнительным механизмом 9 привода 10 перемещения вакуумкамеры 2.
При совпадении текущего значения двоично-десятичного счетчика 5 с заданным значением количества циклов схема б совпадения подает на регулятор 8 сигнал на отключение исполнительного механизма 9. В процессе вакуумирования сигнал с выхода датчика
11 массы стали в ковше 1 поступает на первый вход алгебраического сумматора 12. На второй вход его поступает сигнал с выхода задатчика 13, пропорциональный заданной массе стали в ковше 1, поданной на вакуумирование.
На выходе алгебраического сумматора
12 непрерывно формируется сигнал разности, пропорциональной массе порции стали dG, засасываемой в вакуумкамеру 2 из ковша за каждый цикл вакуу лирования Й Г = Сс г С у Где Г с заданная масса стали в ковше, поданном на в акуумиров ание; G — текущее
1539214
„значение массы стали в ковше, иэме- тельный механизм 9 привода 10 перемеренное в процессе вакуумирования. щения вакуум-камеры 2.
Сигнал йГ с выхода сумматора 12 Вакуум-камера останавливается в поступает на первый вход накаплива5 верхнем рабочем положении. В этом емого сумматора 14, который суммиру- положении захваченная через патрубок ет массы порций металла, эасасыва- 3 очередная порция металла сливается емых в вакуум-камеру 2 за все циклы обратно в ковш 1 и смешивается с освакуумирования ° татками стали в ковше.
Моменты суммирования определяются 1р Содержание кислорода в ковше непрепри нахождении вакуум-камеры 2 B ниж- рывно определяется активометром 25 ° нем рабочем положении. Это осущест- Эта величина поступает на первый вляется следующим образом. Сигнал вход компаратора 27, где она сравнивас выхода датчика 15 входа вакуум- ется с заданным значением, набранным камеры 2 поступает на вход дифферен 15 на задатчике 28 концентрации активциатора 1б. На выходе последнего фор- ного кислорода. В компараторе 27 опемируется сигнал, пропорциональный рация сравнения производится в конце производной во времени оТ величины каждого цикла вакуумирования. Для хода вакуум-камеры 2 из верхнего ра- этого на управляющий вход компаратобочего положения в нижнее, Этот сиг- 2р ра 27 поступает сигнал с выхода датнал поступает на первый вход второй чика 4 циклов качания. Сигнал на высхемы 17 совпадения. При достижении ходе датчика 4 циклов формируется в торцом патрубка 3 вакуум-камеры 2 момент, когда патрубок 3 вакуум-канижнего рабочего положения, т.е. меры находится в верхнем рабочем покогда производная станови1ся мень- 25 ложении. В этот момент засасываемый ше заданной величины, установленной вакуум-камерой металл снова сливаетна задатчике 18 хода вакуум-камеры 2, ся в ковш 1. срабатывает первый сигналиэатор 19 Если измеренное содержание кислои подает команду на суммирование в рода в ковше и заданное задатчиком накапливающий сумматор 14. Содержи- 30 28 будут равны или меньше после многомое с выхода накапливающего суммато- кратного прохождения металла через ра 14 поступает на вход устройства . вакуум-камеру 2, то на выходах ("Рав20 деления. На второй вход последне- но" или "Меньше" ) компаратора 27 форго поступает заданная масса с выхода мируется сигнал. По этому сигналу задатчика 13 массы стали в ковше 1. З5 регулятор 8 выдает команду на остаНа выходе устройства 20 деления нов исполнительного механизма и проформируется результат„равный текуще- цесс вакуумирования прекращается. му значению коэффициента рециркуля- Если после многократного прохожции дения металла через вакуум-камеру 2 .Д Г
40 содержание кислорода в ковше измеКр= нилось от заданного эадатчиком 28, т то на втором выходе (" Больше" ) комгде .ЕЛà — сумма с выхода накапли- паратора 27 формируется сигнал, котовающего сумматора 14; рый поступает на выход системы. По
С, — заданная величина массы 45 этому сигналу в АСУТП производят расС в ковше. чет легирующих и раскисляющих компоВ процессе вакуумирования вычислен- нентов. Для этого не нарушая вакуума, ное в устройстве ?О деления значение в вакуум-камеру загружают через шлюкоэффициента К > сравнивается на зовое устройство рассчитанные компотретьей схеме 21 совпадения с задан- 5О ненты и присаживают их на поверхности ным значением задатчика 22 коэффици- жидкого металла. Процесс вакуумироента рециркуляции в соответствии с вания продолжается до момента, когда технологической конструкцией на ва- содержание кислорода в стали достигкуумирование данной марки стали. При нет заданного или окажется меньше saдостижении коэффициентом рециркуля- 55 данного. ции заданного значения по выходному Практическая реализация системы сигналу схемы ?.1 совпадения срабаты- может быть выполнена как аппаратным, вает второй cHIна.чиэзатор 23 и сигнал так и программным путем, например с выхода ключа ?4 отключает исполни- на контролере типа МУ58.02.
1)39214
Применение узлов измерения содержания кислорода в стали в конце каждого цикла вакуумирования позволяет совместить вакуумную дегазацию стали с раскислением и рафинированием его.
Формула изобретения
Составитель А. Абросимов
Редактор T. Лазаренко Техред H.Ходанич Корректор С. Шекмар
Заказ 192 Тираж 495 Подписное
БНИИПИ Гасударственного коьттета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский к iмй нат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1Q1
Использование системы управления режимом порционного вакуумирования
Стали позволяет сократить расход доро-1р гостоящих материалов, легирующих добавок и элементов в процессе вакуумной обработки стали, вести оптимальный процесс вакуумирования, снизить
Время на доводку марок стали с отклоНением химсостава и IIoBblcHTb качество стали.
Эффективность от внедрения системы определяется за счет повышения качест-,2р ва металла, снижения времени вакуумирования и зависит от уровня контроля и автоматизации процесса.
Система управления режимом порционного вакуумирования стали по авт.сВ
N 1101455, отличающаяся тем, что, с целью снижения потерь легирующих добавок и повьппения качества металла, в нее введены активометр, преобразователь, компаратор, задатчик концентрации активного кислорода в стали, причем выход активометра соединен череэ преобразователь с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом задатчика концентрации активного кислорода в ковше, а управляющий вход— с выходом датчика циклов качания вакуум-камеры, выходы Равно" и
"Меньше" компаратора соединены с вторым и третьим входами регулятора, а выход "Больше" компаратора — с выходом системы,
