Датчик контролю рівня розплаву в плавильній печі

1. Датчик контролю рівня розплаву в плавильній печі, що містить електроди з електроізоляційними прокладками, установлені по висоті печі на заданому рівні від поду на відстані один від іншого, джерело постійного струму, який відрізняє ться тим, що додатково оснащений загальним електродом, яким служить корпус плазмотрона непрямої дії, встановленого у бічній C2 2 (19) 1 3 81207 набір металевих кілець із електроізоляційними прокладками, причому металеві кільця попарно з’єднані із джерелом постійного струму, відповідно до винаходу, пара металевих кілець розташована одна від іншої на відстані, обраній у межах від висоти колосника до 0,7 висоти конічної шахти печі, причому корпус приєднаний до іншого полюса джерела постійного струму [А.С. СРСР №1133295, кл. С 21 В 7/24, заявл. 15.12.82, опубл. Бюл. №1, 1985]. Недоліком відомої конструкції є низький термін служби датчика, що постійно перебуває в печі й що випробовує стираючі навантаження з боку шихтови х матеріалів. Крім того, датчик дозволяє передавати інформацію тільки з однієї точки робочого простору печі, тому застосування його в зоні розплаву проблематично. В основу вина ходу поставлено завдання вдосконалення датчика контролю рівня розплаву в плавильній печі шляхом зміни конструкції електродів, з’єднаних із джерелом живлення через корпус плазмотрона, проведення безперервної реєстрації сигналів і їхньої обробки й по зміні електричної різниці потенціалу визначають положення рівня рідкого металу й розплаву, і за рахунок цього підвищити інформативну точність, що дозволяє оперативно коректувати те хнологічні стадії плавки й поліпшити техніко-економічні показники процесу в металургійній плавильній печі. Поставлене завдання вирішується тим, що датчик контролю рівня розплаву в плавильній печі, що містить електроди з електроізоляційними прокладками, установлені по висоті печі на заданому рівні від поду на відстані один від іншого, джерело постійного струму, відповідно до винаходу, загальним електродом є корпус плазмотрона непрямої дії, установлений у бічній стінці печі, а електроди виконані у вигляді окремих водоохолоджуваних тр убок П-образного профілю в плані й установлені паралельно по висоті у футерівці печі, вільні кінці яких прокладками електроізольовані від металевого корпуса печі, а кожний електрод пов’язаний з датчиком струму, аналоговим комутатором, джерелом живлення й корпусом плазмотрона, при цьому ви хід аналогового комутатора з’єднаний з аналогоцифровим перетворювачем, обчислювальним пристроєм і дисплеєм, причому обчислювальний пристрій другим виходом з’єднано з аналоговим комутатором, при цьому електроди виконані з міді й рознесені по висоті печі нижче площини установки плазмотронів, а в кожному електроді середня частина П-образного профілю, яка обмежена паралельними ділянками, розташована на поверхні футерівки. Запропонована конструкція датчика дозволяє більш точно визначати межі рідкої фази в печі й фіксації зміни кількості рідких фаз, що відрізняються електричним опором. Конструкція має простоту те хнічного виконання й базується на відомих фізичних принципах. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де 4 на Фіг.1 представлена блок-схема датчика відповідно до винаходу; на Фіг.2 - перетин А-А Фіг.1. У бічній стінці плавильної печі встановлений плазмотрон непрямої дії 1. Між подом печі й плазмотроном у футерівці паралельно встановлені електроди 2, ізольовані діелектричними прокладками 3 від металевого корпуса 4 печі й рознесені з однаковим інтервалом по висоті. Електроди 2 виконані з окремих водоохолоджувальних мідних трубок П-образного профілю (Фіг.2). Вільні кінці кожного електрода пов’язані з датчиком струму 5 аналоговим комутатором 6, джерелом живлення 7 і корпусом плазмотрона 1, що служить загальним електродом. Вихід аналогового комутатора 6 з’єднаний з аналого-цифровим перетворювачем 8, обчислювальним пристроєм 9 і дисплеєм 10. Обчислювальний пристрій 9 другим виходом з’єднано з аналоговим комутатором 6. На Фіг.1 умовно показані рівень розплаву 11 і рівень рідкого металу 12. Пристрій працює в такий спосіб. Після завантаження шихти в піч включають плазмотрон 1. Відбувається утворення плазмового струменя, і за рахунок прямої теплопередачі відбувається розігрів шихти. До появи розплаву струм у ланцюзі електродів відсутній. З’являється розплав, що заповнює нижню частину печі. Коли рівень розплаву досягає поверхні нижнього електрода 2, замикається ланцюг: плюс джерела живлення - корпус плазмотрона - плазмовий струмінь - розплав - електрод - датчик струму аналоговий комутатор і мінус джерела живлення. За результатами проведених експериментів отримані еталонні значення струмів для розплаву й рідкого металу, які уведені в обчислювальний пристрій 9. У процесі плавки безупинно знімають показання з датчиків струму 5. Сигнал через аналоговий комутатор 6 попадає на вхід аналогоцифрового перетворювача 8, з якого надходить в обчислювальний пристрій 9, у якому сигнал обробляється й результат видається на дисплей 10. Обчислювальний пристрій 9 управляє комутатором 6 і визначає черговість підключення датчиків струму до входу аналогового комутатора 6. Принцип роботи цієї схеми заснований на порівнянні рівня сигналів від кожного електрода 2 з рівнем отриманих раніше еталонних значень в обчислювальному пристрої 9. Поява струму в другому й наступному електродах свідчить про збільшення рівня розплаву. Величина струму кожного електрода порівнюється з еталонними значеннями й за отриманими даними визначають рівень розплаву й отриманого металу, ґрунтуючись на тім, що електричний опір розплаву більше, ніж рідкого металу. Результати обробки обчислювального пристрою 9 подаються на дисплей 10. Під час плавки через трубчасті електроди, виконані з міді, подають воду для охолодження. Впровадження запропонованого датчика контролю сприяє проведенню плавки в плазмовій печі з меншим тепловим резервом за рахунок 5 одержання оперативної інформації за ходом процесу плавки, що забезпечує підвищення техніко-економічних показників плазмової плавки. Виготовлені дослідні зразки датчика контролю рівня розплаву в плавильній печі, які успішно пройшли натуральні випробування в плазмовій печі й підтвердили високу інформативну точність визначення рівня розплаву й металу. 81207 6