Устройство контроля уровня металла и выгорания футеровки в промежуточном ковше установки непрерывной разливки металла

 

09) (И), СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК B 22 0 11 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 3245677/22-02 (22) 26.12,80 (46) 15.07.83. Бюл. И 26 (53) 621.746.047(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (72) Г.П. Демин, В.А. Карлик, Ю.А. Успенский, В.И. Лебедев;

Г.А. Курипка и H.Н. Краснорядцев (56) 1; Краснов Б.И. Оптимальное управление режимами непрерывной разливки стали. И., Иеталлургиздат, 1975, с. 150.

2. Заявка Японии N 51-42571, кл. 11В091, опублик. 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ

ИЕТАЛЛА И ВЫГОРАНИЯ ФУТЕРОВКИ В ПРОИЕЖУТОЧНОИ КОВШЕ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА, содержащее силоизмерительный датчик, вычислительный блок преобразователь, задатчик веса тары, блок сравнения, пускатель, причем задатчик веса тары и силоизмерительный датчик соединены с преобразователем, индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности процесса разливки и повышения качества разлитого металла, оно дополнительно снабжено вторым блоком сравнения, вторым задатчиком, вторым преобразователем, блоком сигнализации, причем первый вход вычислительного блока соединен с выходом пер. вого преобразователя, второй входс выходом второго преобразователя, выход вычислительного блока соединен со входом второго блока сравнения, другой вход которого соединен со вторым задатчиком, а выход - с блоком сигнализации, выход первого преобра-. Я зователя соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго

Ф преобразователя, а выход соединен с первым входом пускателя, второй вход . которого соединен с контактным зондом,третий вход заземлен, а выход соединен с приводом контактного зонда, выход которого соединен со вторым преобразователем.

10284

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливг ке металлов.

Известно устройство контроля уровня металла в промежуточном ковше, 5 включающее силоизмеритель-датчик, r электронный преобразователь, блок,: сравнения, нелинейный элемент, регулятор, исполнительный механизм привода стопорного устройства, при этом 10 уровень металла в промежуточном ковше контролируется по суммарному eecy)1).

Недостатком такого устройства является низкая точность определения уровня металла в промежуточном ковше, 15 что объясняется тем, что в процессе разливки происходит выгорание футеровки промежуточного ковша. В результате этого происходит понижение уровня металла в промежуточном ковше при 20 одном и том же весе. Это явление особенно заметно при разливке методом

"плавка на плавку". При этом нарушается стабильность весового расхода мЕталла из промежуточного ковша и ско-25 рости вытягивания слитков из кристал.лизатора, нарушается стабильность кристаллизации и формирования непрерывного слитка, приводящая к их браку.

Наиболее близким к изобретению яв- 30 ляется устройство для контроля уровня металла в промежуточном ковше, включающее силоизмерительный датчик, электронный преобразователь, задатчик веса тары, блок сравнения, пускатель, привод контактного зонда и.регулирующий преобразователь, показывающий прибор (.2).

Недостатком известного устройства является отсутствие контроля за выгоранием футеровки промежуточного ковша в процессе непрерывной разливки. В результате этого происходит увеличе" ние веса металла в промежуточном ковше при одном и том же уровне. При этом происходит рассогласование в показаниях веса металла и уровня, что приводит к нарушению стабильности процесса разливки и неоправданному изменению скорости вытягивания слит50 ков из кристаллизатора, нарушению стабильности их кристаллизации и формирования, что вызывает брак слитков.

Указанный недостаток имеет большое значение при длительной разливке методом "плавка на плавку

11 55

В общем случае форма внутренней полости нового промежуточного ковша представляет собой понтон, имеющий

19 2 в обоих осевых направлениях сечения в виде равнобедренных трапеций. Объем

V такого понтона равен

Ч = аЬ+ cd + (а +с) (Ь d)), Н г где Н - высота внутренней полости промежуточного ковша и текущее значение уровня металла в нем; а,Ь,с,d - длина ребер в верхнем и нижнем сечениях внутренней полости промежуточного ковша.

В то же время

1/

У где G — вес жидкого металла в промежуточном ковше; удельный вес жидкого металла.

Приравняв полученные объемы и обозначив

К = 1ab+cd+(a +c)(b+

I получим

НК (G . 3 — — или — = - - К,, 6 у Н

Отношение величин G/Н является постоянной величиной в условиях стабильности процесса непрерывной разливки. В то же время это,отношение является показателем степени выгорания футеровки, так как при одном и том же значении Н происходит увеличе ние веса жидкого металла. Создав автоматическое устройство для вычисления в процессе непрерывной разливки отношения G/Н можно контролировать процесс выгорания футеровки промежуточного ковша, прогнозировать момент его смены, стабилизировать весовой расход металла из него и скорость вытягивания слитков из кристаллизатора, устранить рассогласование в показаниях датчиков веса и уровня металла в промежуточном ковше.

При попарном равенстве длин ребер в верхнем и нижнем сечениях понтона последний превращается в прямоугольный параллелепипед. В этом случае методика расчета отношения G/Í остается прежней. В случае применения промежуточного ковша с емкостью в виде понтона теоретически расчетное значение отношения G/Í переменно, однако для каждого значения Н оно имеет определенное наперед заданное значение.

В случае применения промежуточного ковша с емкостью в виде прямоугольного параллелепипеда теоретически расЭ 1028419 четное значение отношения G/Í имеет постоянное значение.

Для промежуточных ковшей емкостью

0,5-25,0 т, применяющихся в настоящее время, допустимо увеличение значения отношения G/Í в пределах до

5- 103 от теоретически рассчитанного в прямой пропорциональной зависимости от емкости промежуточного ковша.

Целью изобретения является повы- 10 шение стабильности процесса разливки и повышение качества разлитого металла.

Цель достигается тем, что устройство контроля уровня металла и выгорания футеровки в промежуточном ковше установки непрерывной разливки металла, содержащее силоизмерительный датчик, вычислительный блок,преобраэователb, задатчик веса тары, блок срав 20 нения, пускатель, привод контактного зонда, индикатор, дополнительно снабжено вторым блоком сравнения, вторым задатчиком, вторым преобразователем и блоком сигнализации, причем первый вход вычислительного блока соединения с выходом первого преобразователя, второй вход - с выходом второго преобразователя, выход вычислительного блока соединен с входом второго блока сравнения, другой вход которого соединен со вторым задатчиком, а выход - с блоком сигнализации, выход первого преобразователя соединен с первым входом первого блока сравнения

35 второй вход которого соединен с выходом второго преобразователя, а выход соединен с первым входом пускателя, второй вход которого соединен с контактным зондом, третий вход заземлен, а выход соединен с приводом контактного зонда, выход которого соединен со вторым преобразователем.

Повышение стабильности процесса непрерывной разливки металлов проис45 ходит потому, что прогнозируется очередная смена промежуточного ковша вследствие контроля степени выгорания его футеровки. Улучшение качества непрерывно-литых слитков происходит потому, что выдерживается постоян

50 ным уровень металла в промежуточном ковше независимо от его веса, а также постоянна скорость вытягивания.

На фиг. 1 показана схема устройст- 55 ва контроля уровня металла и выгорания футеровки в промежуточном ковше; на фиг. 2 - схема пускателя.

Устройство контроля уровня металла и выгорания футеровки в промежуточном ковше состоит иэ силоизмерительного датчика 1, преобразователя 2, первого задатчика 3 веса пустого промежуточного ковша, первого блока 4 сравнения, пускателя 5, исполнительного механизма 6, контактного зонда 7, второго преобразователя 8, показывающего прибора 9, блока 10 деления (вычислительного блока), второго блока

11 сравнения, второго задатчика 12 отношения веса металла G в промежуточном ковше к его уровню Н, блока 13 сигнализации, лампочки 14. Позицией

15 обозначен основной сталеразливочный ковш, позицией 16 — промежуточный ковш, позицией 17 -"уровень металла в промежуточном ковше, позицией 18 - стопор промежуточного ковша

Устройство контроля уровня металла и выгорания футеровки в промежуточном ковше работает следующим образом.

В процессе непрерывной разливки из основного сталеразливочного ковша 15 емкостью 50 т разливается сталь, например, .марки 3 сп в промежуточный ковш 16 емкостью 10 т, откуда металл поступает в кристаллизатор (не показан). Иэ кристаллиэатора вытяги вается слиток сечением 150Ф800 мм со скоростью 0,8 м/мин. Регулирование расхода металла из промежуточного ковша производится при помощи стопора 18. Весовой расход металла при скорости вытягивания 0,8 и/мин,составляет 0,73 т/мин.

Внутренняя полость промежуточного ковша представляет прямоугольный параллелепипед с длиной ребер 0,8< 2,0 м и высотой 0,8 м. Пределы наполнения ковша составляют Нл „ = 0,3 и Н „„ = 0,7 м. При меньшей величине происходит затягивание шлака с уровня металла в промежуточном ковше в кристаллизатор через разливочный стакан. При большей величине может произойти перелив металла из промежуточного ковша.

Таким образом, изменение веса металла в промежуточном ковше в процессе непрерывной разливки может изменяться в пределах от 6 „„ = 3,6 до о

G/Н равно 12,0 независимо от величины H.

В процессе непрерывной разливки сигнал с датчика 1, пропорциональ10284 ный весу промежуточного ковша с металлом, равному 14,4 т,,поступает на первый преобразователь 2, где производится вычитание веса пустого ковша, равного 6,0 т, установленного пе- 5 ред началом процесса разливки íà пер-вый задатчик 3. С преобразователя 2 сигнал .поступает на блок 4 сравнения и блок l0 ; На блоке 4.производится сравнение с сигналом положения контактного зонда 7, поступающим от преобразователя 8 в качестве сигнала положения уровня металла 17 в промежуточном ковше 16 и равного

0,7 м 15

При наличии сигнала рассогласования с выхода блока 4 сравнения пускатель 5 включает исполнительный механизм 6 привода контактного зон- да 7. Остановка привода происходит 20 при появлении контакта между зондом

7 и уровнем металла 17. При этом зонд

7 опускается вниз до контакта с ме" таплом в случае снижения веса металла G в промежуточном ковше или при 2 разрыве этого контакта. Зонд 7 поднимается вверх до разрыва контакта с уровнем металла 17 в случае повышения веса металла G независимо от на" личия выходного сигнала с блока 4 30 сравнения., Таким образом, блок 4 сравнения задает направление движения зонда, а. сам зонд служит для формирования контакта отключения привода и его положение однозначно определяет уровень H в промежуточном ковше 16.

Сигнал с преобразователя 8 поступает в блок 10 деления, где производится операция деления сигнала с 40 электронного преобразователя 2, пропорционального весу металла в промежуточном ковше 16, на величину уровня Н. Далее сигнал, пропорциональ. ный фактическому значению отношения 45

G поступает с блока 10 деления в блок ll сравнения, где производится его сравнение с сигналом, имеющимся в задатчике 12, пропорциональным теоретическому расчетному отношению

G/Í для данногр промежуточного ковша

16. При рассогласовании фактического и расчетного значений отношений G/Н более чем,. например, для данного промежуточного ковша на 7т, сигнал рас- 5> согласования с блока сравнения ll поступает на блок 13 сигнализации и далее - на световую лампочку 14. Поступление этого сигнала свидетельствует

19 б о недопустимой степени выгорания футеровки промежуточного ковша 16 и является сигналом для его замены.

В качестве пускателя (фиг. 2) уст. ройства может быть использован, например, пускатель типа ПИЕ.

На схеме пускателя контакт условно показывает наличие контакта между зондом и слоем шлака (металла).

Пускатель имеет обмотки 20, 21, 22, 23 Р P К„ и Кь, причем при наличии контакта 19 зонда 7 со шлаком обтекается током обмотка 20 Р4, если контакт 19 зонда 7 со шлаком отсутствует - обтекается током обмотка 21 пускателя Р, при этом, если вес понизился, то по обмотке 22 К протекает ток и включается исполнительный механизм 6 на движение зонда 7 вниз..

При положении уровня зонда ниже уровня металла в промвжуточном ковше устройство работает следующим образом.

При повышении уровня металла, а значит при увеличении seca блок срав нения 4 замыкает контакт 24 и через замкнутый контакт 25 (реле срабатывает всегда при наличии контакта зонда с металлом) включает обмотку 23 пускателя, который включает исполнительный механизм 6 на движение зонда 7 вверх. При этом срабатывает на самоподхват контакт 26 и движение зонда 7 вверх происходит до тех пор, пока контакт между зондом 7 и металлом не разорвется, т,е. до раэмыкания контакта 2, . Зонд останавливается. Если все, а соответственно, и уровень после этого остается неизменным, контакты 24, 27 остаются разомкнутыми, зонд непод вижен (28 - контакт реле 20 Р, 29контакт реле 21 Р, 30, 31 - нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты обмотки 22 пускателя, 31 нормально замкнутый контакт обмотки

23 пускателя) .

Применение устройства позволяет прогнозировать смену промежуточных ковшей, избежать их прогорания и аварии, обеспечить оптимальную степень их износа и связанный с этим минимальный объем ремонтных работ. В то же время обеспечивается стабильность весового расхода металла из промежуточного ковша, устраняется недопустимая степень рассогласования в показаниях датчиков веса и уровня металла в промежуточном ковше, увеличива10284

AF4M

:юмам

Ф ется стабильность с корости вытя ги вания слитков.

Улучшается качество поверхности слитков, снижается брак слитков по . внутренним и наружным трещинам на

0,13, уменьшается количество обрези слитков с бракованной поверхностью на 0,153. Кроме того, исключение слу" чаев прогорания промежуточных ковшей и связанной с этим потерей металла позволяет повысить производительность установки непрерывной разливки стали на 0,053. Экономический эффект при производстве 200 тыс. т слитков в год составит 28680 руб./т..

ВНИИПИ Заказ 4855/9

Тираж 813 Прдписное

ФЮ филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,óë.éðîåêòHàÿ,4