Файл: Бубенков А.И. Автоматический контроль и регулирование в кислородно-конвертерных цехах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 2
Автоматический контроль веса чугуна, заливаемого в конвертер
Слитки, поступающие из разливочного пролета конвер терного цеха на блюминг рельсобалочного цеха, должны удовлетворять целому ряду требований, одними из которых являются вес и геометрические размеры. Прокатка непол новесных слитков неэкономична, так как способствует уве личению отходов. Чтобы получить полновесные слитки, необходимо варить плавку определенного веса. Вес чугуна определяют при сливе его из миксера в ковш чугуновоза, производя последовательно несколько операций: взвеши вание тары (пустого ковша, установленного на тележке), взвешивание наполненного ковша, определение веса чугуна посредством вычитания веса тары из веса наполненного ковша. Все эти операции непрерывно выполняются в про цессе налива чугуна в ковш чугуновоза. По достижении за данного веса миксер возвращается в исходное положение, слив прекращается.
Для взвешивания чугуна в конвертерных цехах при меняют рычажные весы, весы с весовой головкой, автомати ческие системы с тензометрическими датчиками и др. Ко нечная цель усовершенствования взвешивания — его пол ная автоматизация, первым шагом в осуществлении которой является автоматический контроль.
В миксерном отделении конвертерного цеха завода им. Петровского для взвешивания чугуна, сливаемого из миксера в ковщ^чугуновоза, используются рычажные весы. Гиревой рычаг весов и пульт управления наклоном миксера находятся в разных помещениях, что вызывает необходи мость участия в процессе взвешивания двух человек: ма шиниста миксера и миксерового, который по достижении заданного веса дает сигнал машинисту миксера на прекра щение налива. Таким образом, точность взвешивания за
20
висит от практического навыка обслуживающего персо нала.
С целью повышения точности взвешивания и освобож дения одного рабочего лабораторией автоматизации завода была разработана система дистанционной передачи пока заний рычажных весов на пульт машиниста миксера. Дат чик веса установлен в помещении весов, вторичные приборы и задатчик — возле пульта машиниста миксера. В системе применена типовая аппаратура Харьковского завода КИП.
В основу работы системы положен принцип компен сации перемещения гиревого рычага коромысла весов. Дат чиком перемещения является дифференциальный трансфор матор прибора ДМК-2. Плунжер 4 трансформатора через тягу 2, рычаги 6, 7, 8, корректор соотношения 5 и рычаг 3 связаны с концом 1 гиревого рычага (рис. 6). При отсут ствии груза на весовой площадке коромысло весов находится в равновесном среднем положении и с дифференциального трансформатора сигнал в систему компенсации не выдается. Наличие груза Grp на весовой площадке вызывает отклоне ние коромысла от среднего положения. В результате плун жер 4 дифференциального трансформатора перемещается и на вход усилителя УЭ-3 поступает напряжение рассо гласования. Усилитель УЭ-3, чувствительность которого повышена за счет введения в него дополнительного каскада усиления, выполненного на двойном триоде 6Н2П, выдает команду двигателю 12 на компенсацию перемещения рыча-' га (возврат его в среднее положение).
Усилие, развиваемое двигателем Д-32, через компенса ционное лекало 11, двуплечий рычаг с роликом 10 и пружи ну 9 прикладывается к концу гиревого рычага и возвращает его в первоначальное (среднее) положение. Одновременно с лекалом 11 двигатель поворачивает рамки ферродинамических датчиков I и II. Датчик I связан со вторичным прибором ВФС-10 (а), который регистрирует вес ковша
21
Рис. 6. Принципиальная электрическая схема взвешивания чугуна в миксере.
с чугуном, установленного на весовой площадке. Шкала прибора имеет пределы 0—40 т. Датчик // выдает сигнал в систему определения готовности веса чугуна, налитого в ковш. Система состоит из вторичного прибора — индика тора ВФС-10 (б) и задатчика ДЗФ (в). Для повышения точ ности задания (уменьшения цены деления шкалы) диаметр шкалы задатчика увеличен в 2,5 раза. Пределы шкал задат чика 0—40 т, прибора-индикатора (—3)—0—(+3) т. На пряжение рамки ферродинамического датчика прибора-ин дикатора подается на потенциометр R v Параллельно об мотке смещения R w этого же датчика включен потенциометр R2, с которого снимается опорное напряжение. Потенцио
метры |
и R2 включены в измерительную схему системы |
||||
определения готовности веса. |
|
|
|||
Для системы взвешивания, при соответствии веса чу |
|||||
гуна заданию, справедливы |
следующие равенства: |
||||
|
£ д = |
Е п р |
+ |
^зад> |
( 0 |
|
£д = |
£ г + |
£ ч, |
(2) |
|
где Ещ — алгебраическая |
сумма |
напряжений, |
снимаемая |
||
с потенциометров R 1 и R2 прибора-индикатора; |
£ зад — на |
пряжение на выходе задатчика; Еч — напряжение датчика
веса, пропорциональное весу чугуна, налитого в |
ковш; |
ЕТ— напряжение датчика веса, пропорциональное |
весу |
пустого ковша с тележкой.
С целью повышения точности взвешивания часть веса тары GTapbl, равная 25 т, скомпенсирована гирей, уста новленной на соответствующую отметку гиревого рычага. Поэтому GTapbI в действительности пропорционально из бытку веса тары над 25 т, образующемуся в результате зарастания ковша шлаком или неполного опорожнения ковша и изменяющемуся от 0 до 5 т. Перед взвешиванием тары стрелка задатчика устанавливается на нуль шкалы
(£зад = 0).
23
При установке тележки с ковшом на площадку весов дат чик веса выдает сигнал Ед — Етв схему определения готов ности веса на регистрирующий прибор (а). Стрелка при бора-индикатора устанавливается в положении, соответ ствующем избытку веса тары. Поворотом шкалы прибора совмещают ее нуль с концом стрелки. При этом равенство
(1) имеет вид
Ет= £пР- |
(3) |
Стрелку задатчика устанавливают на отметку его шкалы, соответствующую заданному весу чугуна (£заД Ф 0). Так как Езад и £ Пр— напряжения одного знака, то прибор-ин дикатор отрабатывает за отметку (—3) ш, при этом имеет место неравенство
|
£т < £зад- |
|
(4) |
При сливе чугуна в ковш чугуновоза Ед непрерывно |
|||
увеличивается за счет увеличения Еч (£„ > 0 ). По |
дости |
||
жении |
равенства Е д = £ т + Еч = |
Езад дальнейшее |
изме |
нение |
веса чугуна фиксируется |
прибором-индикатором |
|
(Епр > |
0). При этом все время соблюдается равенство (1). |
Как только стрелка прибора-индикатора совместится с се рединой шкалы (нулем), слив чугуна прекращается. Уста новка стрелки прибора-индикатора в процессе слива чугуна в ковш на середину шкалы свидетельствует о том, что он скомпенсировал напряжение, пропорциональное Ет, в то время как задатчик скомпенсировал напряжение Еч.
Для устранения переливов в момент трогания с места стрелки прибора-индикатора загорается сигнальная лам почка, которая длет предупреждающий сигнал машинисту миксера на уменьшение скорости слива. Погрешность взве шивания не превышает 0,5%, что при пределе 40 m со ставляет 0,2m. Система питается переменным напряжением 120 в от стабилизатора напряжения. Применение стабили затора обусловлено значительным колебанием напряжения
24
при работе мостовых кранов, питающихся, так же как и система взвешивания, от цеховой подстанции. Система ра ботает в течение нескольких, лет, отличается простотой обслуживания, высокой точностью и надежностью.
Автоматическое дозирование шихтовой добавки, подаваемой в конвертер
В кислородный конвертер по ходу плавки загружаются шихтовые добавки, состоящие из набранных в определен ном объемном или весовом соотношении шлакообразующих материалов (извести, руды, известняка). Количество шла кообразующих существенно влияет на характер физико химических реакций в ванне металла и, следовательно, от ражается на качестве выплавляемой стали.
Объемные методы дозирования шихтовых добавок не получили распространения в кислородно-конвертерном про изводстве стали из-за больших погрешностей: вес материа лов при объемном дозировании может отклоняться от за данного на ±25% . Во вновь проектируемых установках, а также при модернизации старых применяют только весо вое дозирование материалов. В СССР широко распростране ны весы типов «Госметр» и ЛТ, на площадке которых разме щается одна из секций конвейера, подающего шихтовый материал в бункер. Стрелка весов через систему рычагов соединена с плунжером трансформаторного датчика. В ре зультате угловое перемещение стрелки преобразуется в на пряжение, величина которого пропорциональна весу. На пряжение подается на вторичный прибор типа ЭПИД (рис. 7). Задатчик веса устанавливается в приборе или вне его. В качестве задатчика может быть использовано контактное устройство, перемещаемое по шкале вторичного прибора, или реохорд, включенный в мостовую схему прибора. Пол
25
зунок реохорда соединяется со стрелкой прибора. В обоих случаях при отклонении веса материала от заданного зна чения замыкается контакт или в диагонали мостовой схемы появляется напряжение. В результате изменяется режим работы питателя, подающего материал на конвейер так, что бы вес материала стал равен заданному и стрелка весов воз
|
|
вратилась в исходное поло |
||||||||
|
|
жение. В случае применения |
||||||||
|
|
питателя вибрационного ти |
||||||||
|
|
па |
отклонение |
веса |
от за |
|||||
|
|
данного |
значения |
приводит |
||||||
|
|
к |
изменению |
|
амплитуды |
|||||
|
|
вибрации, |
при |
|
применении |
|||||
|
|
конвейерного |
или |
тарель |
||||||
|
|
чатого |
питателя — к |
изме |
||||||
|
|
нению |
скорости |
вращения |
||||||
|
|
двигателя |
питателя. |
|
||||||
|
|
в |
В СССР и |
|
за |
рубежом |
||||
|
|
системах |
взвешивания |
|||||||
|
|
широко используются тен |
||||||||
|
|
зометрические датчики, ус |
||||||||
Рис. 7. Принципиальная схема весо |
танавливаемые |
под опора |
||||||||
ми |
одной |
из секций |
кон |
|||||||
вого дозатора с пластинчатым пита |
||||||||||
телем: |
|
вейера, |
транспортирующего |
|||||||
1 — пластинчатый питатель; |
2 — бункер; |
материал |
к |
|
конвертеру. |
|||||
5 — весы; 4 — индуктивный |
датчик; 5 — |
Существенным недостатком |
||||||||
компенсатор; 6 — регулирующее устрой |
||||||||||
ство; 7 — двигатель. |
|
большинства тензометриче- |
||||||||
ских датчиков является их низкая |
стабильность. |
Большой |
интерес представляют индукционные потенциометры, раз работанные в ИАТ АН СССР. Промышленный выпуск индук ционных потенциометров еще не налажен, но они уже по лучили признание. Так, в конвертерных цехах металлур гического завода им. Петровского (г. Днепропетровск) и металлургического комбината им. Ленина (г. Кривой Рог)
26
длительное время работают системы автоматического дози рования шихтовых добавок, основными элементами кото рых являются индукционные потенциометры.
Индукционные потенциометры могут использоваться как датчики и как задатчики веса, упрощая тем самым систему взвешивания. Они удовлетворяют требованиям, которые обычно предъявляются к электрическим датчикам и задат чикам: надежность и долговечность работы в условиях кон вертерного цеха; линейность в большом диапазоне; малые фазовые искажения; малая величина остаточного напряже ния; отсутствие трущихся контактов.
В диапазоне 80° индукционные потенциометры имеют линейную зависимость выходного напряжения от угла по ворота ротора. Соотношение остаточного U0 и максималь ного выходного и ыат напряжений составляет 0,2—0,4%. Малые фазовые искажения позволяют использовать потен циометры в схемах суммирования. Индукционные потенцио метры питаются переменным напряжением 18 б с частотой 50 гц. Выходное напряжение при максимальном рабочем угле поворота равно —2,5 в.
Индукционный потенциометр (рис. 8) состоит из статора и ротора, помещенных в алюминиевый корпус. Статор и ротор изготовляются из стали и конструктивно состоят из двух половин. Половины статора закрепляются в корпусе с помощью распорных клиньев. Части ротора крепятся двумя винтами к валику, выполненному из латуни. На сред ние выступы двух половин статора и двух половин ротора надеты индукционные катушки Wlt W2 (на ротор), W3, Wi (на статор). Выводы катушек ротора выходят через отвер стие в валике. Потенциометр-задатчик отличается от по тенциометра-датчика возможностью регулировки наклона
характеристики.
Эта возможность реализована как смещение на 1 мм оси ротора относительно оси статора. Для регулировки
27
Вид со снятой крышкой
1 — шестерня; 2 — валик; 3 — крышка; 4 — корпус; 5 — пружина; 6 — контргайка;
7 — регулирующий винт; 8 — ротор; 9 обмотка ротора; 10 — статор; 11 — об мотка статора.
Рис. 9. Схема индукционного потенциометра с углом поворота ротора а:
а — 0°; 6 — 45°; в -9 0 °.