Способ контроля расхода жидкого расплава

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ЖИДКОГО РАСПЛАВА, включающий заливку расплава в формы через промежуточную емкость, интегрирование сигнала, зависимого от уровня слива расплава из емкости, о т л ичающийся тем, что, с целью повй1иения точности, дозирования расплава , на конечном этапе заполнения каждой формы в процессе слива расплава , оставшегося в промежуточной проточной емкости, состоящей из приемной и сливной камер, которые сообщаются между собой, после прекращения подачи расплава из ковша, измеряют скорость снижения уровня расплава dH/dt в приемной камере емкости, уровень расплава Ь и скорость его изменения dh/dt в сливной камере емкости, определяют и фиксируют следующее соотнощение измеренных параметров: - dH .dV dt -«-J- 3(Ж -riT s. U dtl TiT где 5 и 52 площади зеркала расплава соответственно в сл сливной и приемной камерах промежуточной емкости, и при заполнении очередной формы интегрируемый сигнал формируют прямо пропорциональным полученному соотношению аг параметровпроцесса слива. ел оо ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А

3 )) В 22 D 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2838484/22 — 02 (22) 15, 11.79 (46) 30.09.84. Бюл. №- 36 (72) В.А. Ефимов, A.È. Личак, В.П. Осипов, С.Т. Плискановский, В.М. Щеглов и П.А. Зелепукин (71) Институт проблем литья АН УССР (53) 621.746.22(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 337196, кл. В 22 D 39/00, 1968.

2. Патент США № 3396870, кл. 222-14, опублик. 1968 °

3. Патент ГДР ¹ 103581, кл. 31 Ь, 37/00, опублик. 1974. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАСХОДА

ЖИДКОГО РАСПЛАВА, включающий заливку расплава в формы через промежуточную емкость, интегрирование сигнала, зависимого от уровня слива расплава из емкости, о т л ич а ю шийся тем, что,.с целью повйшения точности дозирования расплава, на конечном этапе заполнения каждой формы в процессе слива расплава, оставшегося в промежуточной проточной емкости, состоящей из приемной и сливной камер, которые со общаются между собой, после прекращения подачи расплава из ковша, измеряют скорость снижения уровня расплава dH/dt в приемной камере емкости, уровень расплава h и скорость его изменения dh/dt в сливной камере емкости, определяют и фиксируют следующее соотношение измеренных лараметров: и (dH 81

S, И dt s

O где 5„и 5 — площади зеркала распла- S ва соответственно в сливной и приемной ка- Ч1У мерах промежуточной емкости, и при заполнении очередной формы

Ъ интегрируемый сигнал формируют прямо пропорциональным полученному соотношению z параметров процесса слива.

1 11

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано; в частности, при разливке металла в формы через промежуточную проточную емкость.

Известен способ автоматического контроля ра"хода жидкого металла, основанный на измерении длительности заливки металла или расхода металла из ковша, когда сигнал управления формируют по отклонению фактического времени заливки от заданного и используют при заливке следующей изложницы Г !7.

Известен способ контроля расхода жидкого металла, когда расход оценивают по уровню металла, протекающего в сливном желобе, а дозу вычисляют интегрированием сигнала, зависящего от уровня, по време ни (2).

Недостатком этих способов является отсутствие возможности оценки размыва или зарастания огнеупорного материала разливочного стакана и желоба, которые влияют на расход жидкого металла в процессе заливки изложницы.

Известен также способ контроля расхода металла, поступающего в форму через промежуточную емкость, при котором в процессе заливки непрерывно измеряют уровень металла в промежуточной емкости, интегрируют зависимый от этого уровня сигнал и по значению интеграла oIIределяют величину дозы металла.

Этот спдсоб основан на известных соотношениях между уровнем металла в промежуточной емкости, его расходом и объемом слитого иэ емкости металла. В процессе дозирования измеряот сигнал, пропорциональный уровню металла в сливной камере емкости, вычисляют в электрическом масштабе объемный расход металла из емкости и затем, интегрируя напряжение, получают электрический аналог объема металла, слитого в изложницу.

15850 2

К, т.е, нарушается принятое при настройке системы управления соответствие между приращением объема металла в изложнице и приращением сигнала на выходе интегратора, Возникающая по этой причине ошибка дозирования возрастает по мере того, как геометрические параметры сливного отверстия все больше отклоняются от расчетных значений„ а также с увеличением времени разливки (например, при переходе к слиткам большего раэвеса). Так, при разливке 23-тонных слитков с

15 увеличением проходного сечения разливочного стакана на 5 теряется около одной -онны жидкой стали и возникает аварийная ситуация. При уменьшении площади отверстия стака20 на на 5% около одной тонны стали будет не долито в изложницу и слиток окажется негодным.

Целью- изобретения является повышение точности дозирования расплава в форму через промежуточную проточную емкость.

Поставленная цель достигается тем, .что согласно способу, включающему заливку расплава в формы через про30 межуточную емкость, интегрирование сигнала, зависимого от уровня слива расплава из емкости, на конечном этапе заполнения каждой формы в процессе слива расплава, оставlIIBFocII B промежуточной проточной емкости, состоящей из приемной и сливной камер которые сообщаются между собой„ после прекращения подачи расплава из ковша, измеряют

4О скорость снижения. уровня расплава

dH/dt в приемной камере емкости, уровень расплава h и скорость его изменения dh/dt в сливной камере емкости, определяют и фиксируют .

45 следующее соотношение измеренных параметров

По текущему значению выходного сигнала интегратора. судят об объеме металла, поступившего в изложницу, учитывая коэффициент соотношения этих величин К„ $3).

Однако в случае размыва огнеупор- 55 ного материала разливочного стакана илн намерзания металла на наружной кромке стакана изменяется величина где g u g — площади зеркала распла1 2 ва. соответственно в сливной и приемной камерах промежуточной емкости, и при заполнении очередной формы интегрируемый сигнал формируют прямо пропорциональным полученному соот15850 4 остается пЛстоянннм при неизмеНном проходном сечении f разливочного стакана.

В соответствии с изложенным при данном способе контроля расхода жидкого расплава выполняют следующее.

На конечном этапе заполнения каждой формы в процессе слива расплава, оставшегося в промежуточной емкости

10 после прекращения подачи расплава из ковша, измеряют скорость снижения уровня расплава в приемной камере емкости, уровень расплава и скорость его изменения в сливной камере.

1 Определяют и фиксируют соотношение измеренных параметров, пропорциональное проходному сечению разливочного стакана.

При заливке следующей формы сигнал, зависимый от уровня слива расплава из емкости, формируют прямо пропорциональным полученному соотношению параметров процесса слива.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Из поворотного ковша 1 расплав заливают в форму 2 через промежуточную проточную двухкамерную емкость 3;

Датчиками 4 и 5 измеряют уровни расплава в камерах емкости и с помощью вычислительного устройства 6 формируют: сигнал, пропорциональный приведенному напору слива расплава, в форму дЬ

5 — =а-Ю i

dk с1Н

8 =52 (2) где S — площадь зеркала металла .

2 в приемной камере емкости.

Из выражений (1) и (2) следует, 35 что эффективная поперечная площадь проходного отверстия разливочного стакана f равна

Uq, = KqVh; (5) (2 dH 351

,ь, a< dt !

45 где g — - ускорение силы тяжести.

Таким образом, соотношение параметров h dh/dt и dH/dt, выраженное уравнением (3) и измеренное в процессе слива металла из емкости, позволяет определить эффективное прохождение сечения разливочного стакана. Во время слива металла параметры h, dh/dt и dH/dt непрерывно изменяются, однако их соотношение

55 ношению х параметров процесса слива.

В основу способа контроля расхода жидкого расплава (рассматриваемого в данном случае применительно к разливке металла через промежуточную проточную емкость, разделенную с целью стабилизации струи металла в изложницу на две камеры) положены следующие связи между параметрами процесса разливки. В соответствии с законом сохранения массы изменение уровня металла в сливной камере промежуточной емкости можно описать уравнением где S — площадь зеркала металла в

1 сливной камере; уровень металла в сливной камере;

9, — объемный приток металла в сливную камеру; объемный расход металла в изложницу

После прекращения подачи металла из ковша величину 3 можно определить цо скорости снижения уровня металqa Н в приемной камере

1 / BH с3h 1, 1 (3) .Яф, 12 36 1dt) ф Е сигнал, пропорциональный указанному выражением (4) соотношению измеренных параметров (2 AH Hd ll

Цз = Кас — (6)

На завершающем этапе заполнения каждой формы, а именно в процессе слива расплава, оставшегося в промежуточной проточной емкости после лрекращения подачи расплава из ков- ша, в запоминающем устройстве 7 фиксируют величину сигнала 0ю, поскольку на этом отрезке рабочего цикла он пропорционален проходному сечению f разливочного стакана.

При заливке следующей формы подлежащий интегрированию сигнал Пс1, умножением на величину Uz, приводят к прямо пропорциональной зависимости от зафиксированного соотношения х параметров процесса слива.

1115850 (9) u÷=K9,к ек 7%dt (8) QHHHIIg Заказ 6823/10 Тираж 774 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

Таким образом, сигнал U, полученный на выходе интегратора 8, прямо пропорционален проходному сечению

Е разливочного стакана 9

Коэффициент К соотношения объема

I слитого из емкости металла (U) и его электрического аналога (U„)не зависит от параметра f

uv kR K3f, I< ч

Поскольку корректирующий сигнал

Uz формируется дискретно (в конце каждого цикла заливки), погрешность дозирования из-за размыва (или зарастания) стакана остается нескомпенсированной лишь в течение времени заполнения одной формы и не превышает 0,7-0,8%. При известных способах контроля расхода жидкого расплава эта погрешность накапливается и при разливке последней формы из 160-тонного ковша достигает 5-6%.

Сигнал на прекращение выдачи металла из ковша формируется в блоке

10 управления и поступает в привод

11 поворота в тот момент времени, когда возрастающее на выходе интегратора напряжение

0 достигает уровня отсечки Uo, равного где U g = К ч Й / у - задающий сигнал, пропорциональный объему дозы;

6с - вес слитка; — удельный вес жидкого металла.

Предлагаемый способ дает возможность исключить ручную коррекцию системы управления и следовательно, повысить стабильность режима разливки, качество слитков и производительность труда.

По расчетам даже в том случае, если способ контроля расхода жидкого расплава предотвращает потери расплава, вызванные увеличением проходного сечения стакана только на 5%, экономический эффект составляет 2-3 р/т.