Устройство контроля массы металла, прошедшего через вакуумкамеру при вакуумировании

 

Изобретение предназначено для автоматизации процесса вакуумирования стали и может быть использовано при исследовании процессов вакуумной обработки в сталеплавильном производстве для различных марок стали. Датчиком 6 перемещения определяют текущее положение вакуум-камеры . При нахождении вакуум-камеры в заданном верхнем и нижнем положениях фиксируют в блоках 16 и 17 памяти массу Gi и Ga соответственно металла в ковше 3, которая измеряется датчиком 14. В вычитателе 18 производятся определения разности ДС Gi - G2 за вычетом поправок на массу, записанную в блоке 25 памяти. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 21 С 7/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ 1БЛИ Т;-., 1 (21) 4859045/02 (22) 13.08.90 (46) 07.01.93. Бюл. N. 1 (71) Волгоградское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института "Тяжпромэлектропроект" (72) А.М.Дубо вец (56) Авторское свидетельство СССР

М 1502627, кл. С 21 С 7/10, 1988. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ МАССЫ МЕТАЛЛА, ПРОШЕДШЕГО ЧЕРЕЗ ВАКУУМКАМЕРУ ПРИ ВАКУУМИРОВАНИИ (57) Изобретение предназначено для автоматизации процесса вакуумирования стали

„„5U „„17861 14 А1 и может быть использовано при исследовании процессов вакуумной обработки в GTBлеплавильном производстве для различных марок стали, Датчиком 6 перемещения определяют текущее положение вакуум-камеры. При нахождении вакуум-камеры в заданном верхнем и нижнем положениях фиксируют в блоках 16 и 17 памяти массу G и Gz соответственно металла в ковше 3, которая измеряется датчиком 14. В вычитателе 18 производятся определения разности

ЬЗ = G! — Gz за вычетом поправок на массу, записанную в блоке 25 памяти. 2 ил.

1786114

Изобретение относится к автоматизации процесса вакуумирования стали в вакуумных установках порционного типа и может быть использовано при исследовании процессов порционного вакуумирования в сталеплавильном производстве для различных марок стали.

Цель изобретения — повышение точности контроля массы порции металла, заполняющего вакуум-камеру эа каждый цикл вакуумирования. осуществления непрерывного контроля массы металла, прошедшего через вакуум-камеру по ходу вакуумирования.

На фиг. 1 приведена диаграмма измейения массы металла в ковше в процессе ва- куумирования; на фиг. 2 — блок-схема устройства.

Устройство койтроля массы металла, прошедшего через вакуум-камеру при вакуумировании преимущественно через вакуум-камеру 1 с всасывающим патрубком 2, погруженным в ковш 3 с металлом, содержит механизм 4 перемещения вакуум-камеры, кинематический соединенный через редуктор 5 с датчиком 6 перемещения, первый вход которого соединен с R-входом реверсивного счетчика 7, суммирующий (+) и вычитающий (-) входы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами датчика 6 перемещения, а разрядные выходы реверсивного счетчика 7 — с первыми входами первой и второй схем совпадения

8 и 9, вторые входы которых соединены соответственно с шиной 10 задания верхнего рабочего положения и шиной 11 задания нижнего рабочего положения, а выходы их с входами соответственно первого и второго одновибраторов 12 и 13, датчик 14 массы, соединенный последовательно с аналогоцифровым преобразователем 15, первый и второй блоки памяти 16 и 17, вычитатель 18, триггер 19, третий одновибратор 20, накапливающий сумматор 21, первый и второй блоки регистрации 22 и 23, причем разрядные выходы аналого-цифрового преобразователя 15 соединены с информационными входами первого и второго блоков памяти

16 и 17, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами первой и второй схем совпадения 8 и 9. Выходы первого и второго блоков памяти 16 и 17 поразрядно соединены соответственно с первым и вторым входами вычитателя 18, управляющий вход которого соединен с выходом второго одновибратора 13 и R-входом триггера 14, S-вход которого соединен с выходом первого одновибратора l2, а прямой выход триггера 19 через третий одновибратор 20 соединен с входами сброса первого

15 тора 21 и входом первого блока регистрации. Вход второго вычитателя 24 ное значение коррекции, а адресный А-вход

20 которого соединен с BbixoAoM счетчика 26

Механизм 4 перемещения вакуум-камеры может иметь различные модификации.

25 В качестве датчика 6 перемещения мованы на микросхемах.типа К155АГХ или

К155АГЗ, 40, Датчик 12 массы представляет собой си55

50 и второго блоков памяти 16 и 17 и управляющим входом накапливающего сумматора

21, информационный вход которого соединен с входом первого блока 22 регистрации, а выход сумматора 21 — с входом второго блока 23 регистрации, В устройство введены второй вычитатель 24, третий блок памяти 25, счетчики 26 циклов, причем выход первого вычитателя

l8 соединен с А-входом второго вычитателя

24, управляющий вход которого соединен с выходом второго одновибратора 13. выход второго вычитателя 24 соединен с информационными входом накапливающего суммасоединен с выходом третьего блока 25 памяти, по 3-входу которОго записывается исходциклов. Счетный вход: последнего. соединен с выходом второго одновибратора 13. жет быть использовано любой известный датчик со схемой формирования импульсов на шинах (+) и (-) в зависимости от направления перемещения вакуум-камеры.

Счетчик 7 положения представляет собой схемы; выполненную на элементе

К155ИЕ6.

Схемы совпадения 8 и 9 можно выполнить на элементах К555СП1.

Одновибраторы 12, 13 и 20 формируют импульсы по заднему фронту, поступающих сигналов на их входы и могут быть реализолоизмерительный датчик типа ДСТ-9035

В качестве аналого-цифрового преобразователя 15 может быть применена микросхема К1108П В1.

Блоки 16 и 17 памяти могут быть реализованы на любых специализированных узлах или по стандартных микросхемах типа

К155ИР1, К555ИР26.

Вычйтатели 18 и 24 представляют собой любой известный блок комбинационного типа и может быть выполнен на специализированных узлах или на микросхемах.

Сумматор 21 представляет собой накапливающий тип и может быть реализован по известным Схемам с применением регистров памяти или на специализированных узлах, например УБСР-ДИ.

В качестве блоков 22 и 23 регистрации могут быть применены цифровые дисплеи или другие узлы. Блок 25 памяти можно реi 86114

15

25

35

45

55 ализовать на микросхеме типа К588РР11 или К573РФ21, а также др.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом процесса вакуумирования вакуум-камеры 1 с всасывающим патрубком 2 из исходного положения опускают в ковш 3 с металлом при помощи механизма

4 перемещения вакуум-камеры, который через редуктор 5 кинематически связан с датчиком 6 перемещения. Настройка механизма 4 производится установкой датчика 6 так, что по R-входу реверсивного счетчик 7 устанавливается в "0". В этот момент торец патрубка 2 входит в металл, а реверсивный счетчик 7 на разрядных выходах имеет нулевой код, При продолжении опускания вакуум-камеры с всасывающим патрубком 2 в ковш 3 с металлом на втором и третьем выходах датчика 6 перемещения формируются сигналы, которые поступают на суммирующий (+) и вычитающий (-) входы реверсивного счетчика 7. На разрядных выходах последнего вырабатывается код, пропорциональный величине перемещения вакуум-камеры

1 с всасывающим патрубком 2. Сформированный на выходах реверсивного счетчика 7 код поступает на первые входы первой и второй схем соединение 8 и 9, На вторые входы этих схем совпадения по шинам 10 и

11 задания поступает соответственно верхнее рабочее положение и нижнее рабочее положение. Это задание может поступать либо непосредственно от ACY ТП при автоматическом режиме, либо с пульта управления (не показан) в режиме "Совет мастеру", По заднему фронту сигналов схем совпадения 8 и 9 .первый и второй одновибраторы

12 и 13 формируют импульсы.

С выхода датчика 14 массы сигнал, пропорциональный массе 61 "БРУТТО" ковша с металлом, поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 15, где преобразуется в цифровой код.

При достижении торцом патрубка 2 уровня погружения в металл, равного заданному по шине 10 верхнему рабочему положению, на выходе первой схемы совпадения 8 формируется сигнал. По переднему фронту этого сигнала измеренная в этот момент начальная масса G> "Брутто" ковша с металлом перезаписывается в первый блок памяти 16 и хранится в нем.

При достижении требуемого разрежения в вакуум-камере 1 патрубок 2 продолжа-. ет опускаться в ковш 3 с металлом. С этого момента за счет разности давления в ковше и в вакуум-камере металл из ковша по ходу погружения засасывается через патрубок 2 порция металла в вакуум-камеру 1 и заполняет ее нижнюю часть. Заполнение вакуумкамеры металлом прекращается, когда торец патрубка достигает глубины погружения, равной заданному по шине 11 нижнему рабочему положению. За время погружения патрубков в вакуум-камеру поступает только часть металла (порция) из ковша. Масса этой порции под действием вакуума отрывается от начальной массы "Брутто" ковша с металлом и датчик 14 фиксирует уже новое значение 62 массы "Брутто" ковша с металлом, В этот момент срабатывает вторая схема совЪадения 9 и на выходе ее формируется сигнал. По переднему фронту этого сигнала код нового значения 62 массы

"Брутто" ковша с выхода аналого-цифрового преобразователя 15 перезаписывается во второй блок 17 памяти и хранится в нем до очередного вычисления.

По импульсу, сформированному вторым одновибратором 13, значения масс 61 и G2 с выходов первого и второго блоков 16 и 17 памяти поступают на входы вычитателя 18, где от начальной массы G> "Брутто" вычитается новое значение массы G2 "Брутто", Эта разность 61 — Gz = Л G является массой порции металла, поступившего в вакуум-камеру на обработку.

Одновременно второй одновибратор 13 устанавливает 19 в "0" и на выходе третьего одновибратора 20 формируется импульс. По переднему фронту этого импульса включается накапливающий сумматор 21, информация на который и с которого заведена соответственно на первый и второй блоки

22 и 23 регистрации. Вычисленная масса G в аычитателе 18 корректируется вторым вычитателем 24 на заданную величину. В сумматоре 21 скорректированные значения массы Л6 порции металла суммируются с набегающим итогом за каждый цикл вакуумирования и выводится на второй блок 23 регистрации.

По окончании вычисления по заднему фронту импульса с выхода третьего. одновибратора 20 первый и второй блоки 16 и 17 памяти устанавливаются в "0" и устройство готово и следующему циклу вакуумирования, Диаграмма динамики изменения показаний весов сталевоза в процессе вакуумирования приведена на фиг. 1.

Когда торец патрубка 2 вакуум-камеры

1 находится в заданном нижнем рабочем положении, показания датчика 14 массы (точка К) минимальное, т.к. произошел забор порции металла, 1786114

20

30

40 которого соединен с выходом первого одновибратора, а прямой выход триггера через третий одновибратор соединен с входами сброса первого и второго блоков памяти и с

50

При движении вакуум-камеры вверх засасанный металл начинает вытекать из вакуум-камеры в ковш 3. Сигнал датчика 14 массы будет возрастать (участок К-L), Когда торец патрубка 2 достигает заданного верхнего рабочего положения и останавливается в этом положении, то сигнал с выхода датчика 14 массы стабилизируется: (участок L-M).

После обработки паузы вакуум-камера начинает движение вниз. В этот момент происходит засасывание металла вакуумкамерой, но сигнал с выхода датчика 14 массы возрастает (участок М-N). Это объясняется воздействием вакуум-камеры 1 через металл в ковше на датчик массы на основании закона Архимеда и Ш-го закона

Ньютона и зависит от различных марок стали и сплавов, На участке N-Р вакуум-камера движется вниз. При этом засасывается очередная порция металла, сигнал с выхода датчика 14 массы уменьшается до минимальной.

Второй вычитатель 24 производит коррекцию путем вычитания от каждой вычисленной порции Л6 значение массы на участке M-N (фиг. 1), Исходное значение коррекции в зависимости от номера цикла, марок сплавов на этом участке записывается в третий блок 25 памяти заранее при подаче сигнала на 3-й вход его. Выбор этих значений масс на каждом цикле вакуумирования производится кодом с выхода счетчика 26 циклов. Счетчик 26 циклов запускается сигналом с выхода второго одновибратора 13.

При подъеме вакуум-камеры происходит быстрый слив захваченной порции Й3 металла в ковш. Процесс вакуумирования продолжается до тех пор, когда масса проходимого через вакуум-камеру металла достигает своего максимального значения.

Практическая реализация устройства может быть осуществлена как аппаратным, так и программным путем на программируемом контроллере, например МУ58.02.

Применение предложенного устройства позволяет контролировать массу порции металла, поступающего в вакуум-камеру, непосредственно по ходу процесса вакуумирования с учетом угара элементов и добавок сыпучих материалов. При этом .повышается точность контроля, исключаются субьективные оценки массы.

Эффективность от внедрения устрой- 5 ства определяется за счет повышения качества металла. обеспечения стабильности процесса вакуумирования и его контроля.

Формула изобретения

Устройство контроля массы металла, прошедшего через вакуум-камеру при вакуумировании преимущественно через вакуум-камеру с всасывающим патрубком, погруженным в ковш с металлом, механизмом перемещения вакуум-камеры, содержащее датчик перемещения, кинематически соединенный через редуктор с механизмом перемещения, первый вход которого соединен с R-входом реверсивного счетчика, суммирующий (+) и вычитающий (-) входы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами датчика перемещения, а разрядные выходы реверсивного счетчика — с первыми входами первой и второй схем совпадения, вторые входы которых соединены соответственно с шиной задания верхнего рабочего положения и шиной задания нижнего рабочего положения, а выходы их-с входами соответственно первого и второго одновибраторов, датчик массы, соединенный последовательно с аналогоцифровым преобразователем, первый и второй блоки памяти, вычитатель, триггер, третий одновибратор, накапливающий сумматор, первый и второй блоки регистрации, причем разрядные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с информационными входами первого и второго блоков памяти, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами первой и второй схем совпадения, выходы первого и второго блоков памяти поразрядно соединены соответственно с первым и вторым входами вычитателя, управляющий вход которого соединен с выходом второго одновибратора и R-входом триггера, S-вход управляющим входом накапливающего сумматора, информационный выход которого соединен с выходом вычитателя и входом первого блока регистрации, а выход сумматора — с входом второго блока регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля массы порции металла, заполняющего вакуум-камеру за каждый цикл вакуумирования, осуществления непрерывного контроля массы металла, прошедшего через вакуум-камеру по ходу вакуумирования, в него введены второй вычитатель, третий блок памяти и счетчик циклов, причем выход первого вычитателя соединен с А-входом второго вычитателя, управляющий вход которого соединен с выходом второго одновибратора, а

1786114

4Pvzf

Составитель А. Абросимов

Техред M.Моргентал Корректор О. Густи

Редактор

° Заказ 229 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 выход с информационным входом накапливающего сумматора и входом первого блока регистрации, В-вход второго вычитателя соединен с выходом третьего блока памяти, адресный А-вход которого соединен с выходом счетчика циКлов, счетный вход которого соединен с выходом второго одновибратора,