УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ

Предлагаемая полезная модель относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству и может быть использована для замера параметров жидкого металла, а именно для замера уровня ванны жидкого металла посредством измерения его температуры.
Известно устройство для измерения параметров жидкого металла, включающее водоохлаждаемую фурму с измерительным блоком и кронштейном, закрепленным на наконечнике фурмы, в направляющие которого установлен датчик измерения температуры и измерительная трубка (Патент РФ №38761).
Недостатком приведенного устройства является то, что каждый такой замер требует дополнительного времени на специальные действия над измерительной фурмой для замера уровня, что ведет к некоторому снижению производительности.
Ближайшим аналогом к заявляемому устройству является устройство для измерения уровня металла в конвертере, включающее измерительную фурму с датчиком измерения температуры, датчик высоты измерительной фурмы, блок управления, входы которого связаны с датчиками измерения температуры и высоты измерительной фурмы, а выход с индикатором уровня металла (Патент РФ №45393).
Недостатком приведенного устройства является то, что измерение уровня металла, основанное на фиксации высоты подъема измерительной фурмы в момент пересечения температуры границы «металл-шлак» и производимое блоком управления по графику изменения температуры расплава, является недостаточно точным, т.к. в процессе предварительного замера температуры, для которого традиционно использовалась измерительная фурма, продувка конвертерной плавки не прекращается и граница между металлом и шлаком является весьма условной, что приводит к неточности замера.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, - повышение надежности и точности измерения уровня металла, что позволяет более эффективно вести технологический процесс плавки и оперативно отслеживать изменения состояния футеровки конвертера, т.е. обеспечить снижение эксплуатационных затрат, сокращение продолжительности плавки, снижение количества додувок, повышение стойкости футеровки конвертера.
Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве для измерения уровня металла в конвертере, включающем измерительную фурму с прибором измерения температуры, датчик высоты подъема измерительной фурмы, блок управления, входы которого соединены с прибором измерения температуры и датчиком высоты подъема измерительной фурмы, а выход с индикатором уровня металла, в качестве прибора измерения температуры взят измерительный блок, содержащий два датчика измерения температуры, установленные с возможностью последовательного измерения температуры каждым датчиком, причем каждый датчик соединен с входом блока управления.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, на фиг.2 дан график температуры и график перемещения (по высоте) измерительной фурмы в процессе замера.
Устройство состоит из измерительной фурмы 1, на которой закреплен измерительный блок 2, содержащий два датчика измерения температуры расплава 3 и 4, датчика высоты подъема измерительной фурмы 5. Выходы датчиков измерения температуры 3, 4 и высоты подъема измерительной фурмы 5 соединены с входами блока управления 6, выход которого соединен с входом индикатора уровня металла 7.
Принцип работы устройства основан на сопоставлении графика температуры и графика перемещения измерительной фурмы в процессе замера (фиг.2). По горизонтальной оси обоих графиков отложено время замера в секундах. На графике температуры имеется горизонтальный участок, который представляет собой температуру металла. За горизонтальным участком кривая идет на повышение и образует как бы «горб» - это изменение температуры при
прохождении датчиком слоя более горячего шлака при подъеме измерительной фурмы из конвертера. Координаты по оси времени точки перегиба графика между горизонтальным участком и «горбом» являются моментом времени прохождения датчиком границы раздела между металлом и шлаком. По полученному моменту времени и графику перемещения измерительной фурмы находится высота датчика измерения температуры в указанный момент времени, т.е. высота уровня металла относительно неподвижного элемента конструкции конвертера, принятого за точку отсчета, например, днища конвертера.
Устройство работает следующим образом.
На каждой конвертерной плавке в процессе предварительного замера температуры и уровня жидкого металла, выполняемого без прекращения продувки за 1...2 минуты до ее завершения, в конвертер опускают измерительную фурму 1 с измерительным блоком 2, содержащим два датчика измерения температуры 3 и 4. При этом блок управления 6 фиксирует изменения сигналов первого датчика измерения температуры 3 расплава и датчика высоты подъема измерительной фурмы 5 и, если полученный график изменения температуры позволяет четко выделить точку перегиба кривой между горизонтальным участком и «горбом», то запоминает полученное предварительное значение уровня металла. В конце замера датчик 3 сгорает. После завершения продувки производится окончательный замер температуры и уровня металла, выполняемый аналогично, но уже вторым датчиком измерения температуры 4 расплава. Если и на втором замере определение уровня металла было четким, то блок управления 6 выдает на индикатор уровня металла 7 значение уровня по второму, более точному замеру, произведенному на спокойной ванне. Если же на втором замере качество графика не позволило четко определить уровень металла, или второй замер по какой-либо причине не состоялся в течение 2...3 минут после выполнения первого, то блок управления 6 выдает на индикатор уровня металла 7 ранее запомненное значение уровня с предварительного замера.
Необходимо отметить, что предлагаемое устройство наиболее эффективно используется в процессе бесповалочной технологии конвертерной плавки, когда и
предварительный, и окончательный замеры параметров производятся только посредством измерительной фурмы, т.е. без повалки конвертера.
В результате использования предлагаемого устройства, позволившего одновременно с замерами температуры более надежно и точно определять уровень жидкого металла в конвертере, снизилась средняя продолжительность плавки и улучшился оперативный контроль за состоянием футеровки конвертеров, что привело к увеличению производства, снижению количества додувок и расхода огнеупоров.