Комплексная механизация и автоматизация ваграночного процесса плавки

Учитывая необходимость создания устойчивого и оптимального теплового режима плавки, обеспечивающего высокое качество выплавляемого чугуна, отделом автоматизации Института проблем литья АН УССР (г. Киев) была разработана система комплексной механизации и автоматизации ваграночного процесса (рис. 6.8), которая включает:
автоматическое управление и контроль дозировки и загрузки шихты, а также регулировки подачи дутья в вагранку;
автоматическое включение и выключение в определенном порядке соответствующих механизмов при выполнении технологического процесса плавки в зависимости от поступающих сигналов системы автоматического управления и контроля, оснащенной специализированными цифровыми корректирующими и самонастраивающимися устройствами автоматического регулирования (рис. 6.9).

Рис. 6.8. Система комплексной механизации и автоматизации ваграночного процесса плавки чугуна:
1 — весовой бункер. 2 — рама, 3 — датчик массы; 4 — пластинчатый питатель. 5 — электропривод питателя, 6 — расходный встряхиваемый бункер, 7 — подъемный кран. 8 — магнитная шайба, 9 — бункер для ферродобавок, 10 — бункер для флюса, 11 — вибропитатель бункера для флюса, 12 — весовой бункер для кокса и известняка, 13 — датчик массы, 14 — бункер для кокса, 15 — вибропитатель для кокса, 16 — электропривод скипового подъемника, 17 — датчик уровня шихты в вагранке. 18 — воздуходувка, 19 — шиберное устройство, 20 — пульт управления. 21 — датчик температуры расплава на желобе, 22 — копильник, 23— вагранка, 24 — датчики массы расплава в копильнике. 25 — скиповый подъемник, 26 — бадья, 27 — переходная воронка, 28 — электропривод, 29 — конвейер подачи кокса и флюса. 30 — электропривод, 31 — конвейер подачи металлической шихты

Рис. 6.9. Блок-схема управления тепловым ваграночным процессом:
1 — вагранка. 2 — термопара. 3 — шибер воздухопровода. 4 — двигатель ДВ шибера, 5 — измерительный блок. 6 — экстремальный регулятор; ИП — измерительный прибор; Пр — преобразователь аналог-цифра; PC — реверсивный счетчик; Ин — инвертор. Кл — ключи; С — счетчик; БУ — блок управления; ЭЛД — элемент логического действия; ИЭ — исполнительный элемент; РВ — реле времени

Приведенная система (см. рис. 6.8) предусматривает использование средств автоматического регулирования для проведения стадий ваграночного процесса плавки в соответствии с условиями, обеспечивающими качественное их выполнение. Примером может служить установка для контроля уровня шихты в вагранке радиоизотопным методом, которая надежно эксплуатируется в литейном цехе Луганского завода (рис. 6.10). В качестве генератора излучения использован изотоп кобальта Co60, который помещен в защитный свинцовый контейнер 4 с отверстием для узколимитированного луча. При ремонтных работах в вагранке это отверстие перекрывается свинцовой пробкой 7. Диаметрально противоположно источнику излучения установлен выносной блок 9, состоящий из пяти счетчиков, расположенных в стальном  защитном кожухе  2 с водяным охлаждением. При отсутствии шихты в зоне гамма-излучение беспрепятственна проходит от излучателя к счетчикам,  благодаря чему срабатывает гамма-реле 6, которое своими исполнительными контактами производит включение лампы и звонка. Как только при загрузке шихты ее уровень превысит установленный предел, интенсивность гамма-излучения резко снижается и гамма-реле выключает сигнальную лампу и звонок. Сигнальная лампа, звонок и переключатели вынесены на пульт управления скиповым подъемником. Безопасность труда обеспечивается отсутствием в месте установки гамма-источников постоянных рабочих.

В качестве иллюстрации успешного использования средств автоматики может служить процесс плавки чугуна с обогащением дутья кислородом. При температуре выпускаемого чугуна (она фиксируется на желобе пирометром /), меньше требуемой, внутренние контакты регулятора 5 (рис. 6.11) замыкаются, вследствие чего по соленоиду 4 пойдет ток. Это приведет к открытию клапана 2, благодаря чему в вагранку начнет поступать кислород, который повысит интенсивность плавки, а следовательно, температуру получаемого чугуна. По достижении заданной температуры чугуна внутренние контакты регулятора 5 размыкаются, соленоид 4 обесточивается, а пружина 3 поставит рукоятку клапана 2 в положение «Закрыто», что прекратит подачу кислорода в вагранку.

Рис. 6.10. Схема радиоизотопного контроля уровня шихты в вагранке:
1,5 — кронштейны. 2 — водоохлаждаемый защитный кожух блока счетчиков, 3 — гильза, 4 — контейнер с изотопом, 6 — гамма-реле, 7 — свинцовая пробка, 8 — кожух вагранки, 9 — выносной блок счетчиков

Рис. 6.11. Схема автоматического регулирования при плавке чугуна в вагранке:
1 — пирометр, 2 — клапан, 3 — пружина. 4 — соленоид, 5 — электронный регулятор