Устройство для разливки стали в изложницу

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ В ИЗЛОЖНИЦУ, содержащее нзмеря тель уровня металла в изложнице, датчик веса металла в промежуточной емкости , масштабный преобразователь задатчик уровня металла, блок управления и привод поворота ковша, о т- . л и ч a ю щ е е с я тем, что, с целью повьш1ения точности дозирования металла, оно дополнительно содержит следящую систему, механически соединенную с измерителем уровня, сумматор, второй масштабный преобразователь , функциональный преобразователь , датчик скорости поворота ковша и блок сравнения, причем выход датчика веса соединен с первым вхо- ; дом блока сравнения и входом масштабного преобразователя, второй вход блока сравнения соединен с выходом задатчика, a выход первым входом блока управления, выход измерителя уровня соединен с вторым входом блока управления, первый выход .блока управления соединен с первым входЬм второго масштабного преобразователя, выход датчика скорости поворота ковша соединен с входом функционального преобразователя, выход которого соединен с вторьа4 входом второго масштабного преобразователя, выход которого соединен.с первым входом сумматора , второй вход которого соединен с вторым выходом блока у10 авления, a третий выход блока управления соединен с входом привода ковша, третий вход-сумматора соединен с выходом первого масштабного преобразователя, a выход су а4атора соединен с входом следящей систем. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,.что,следящая система, механически соединенная с измерителем уровня, содержит подЮ , . шную каретку, на которой установР1 .лены датчик уровня, двигатель привоi да каретки, датчик положения каретки , усилитель и блок сравнения, причем выход датчика положения каретки соединен с первым входом блока сравн«ния , второй вход которого соединен с сумматором, выход блока сравнения i соединен с входом усилителя, выход которого соединен с двигателем привода каретки.

,SUÄÄ 1125101 Д

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

Э@В, ЮСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I у

t ья(,,ю»,, - 6„, : >

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3637092/22-02 (22) 15.06.83 (46) 23.11.84. Бюл. У .43 (72) В.А.Ефимов, А.И.Личак, В.П.Осипов, В.М.Щеглов, В.И.Андреев, Г.З.Гиэатулин, P,Н.Журливый, П.Г.Оноприенко, Н.П.Гридасов и Б.А.Уэиенко (71) Институт проблем литья АН краинской ССР (53) 621.746.022(088.8) (56) 1 . Авторское свидетельство СССР

У 590077, кл. В 22 9 11/16» 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

В 515580, кл. В 22 D 11/16, 1976. (54)(57) 1. УСТРОИСТВО ДЛЯ РАЗЛИВКИ

СТАЛИ В ИЗЛОЖНИЦУ, содержащее измеритель уровня металла в изложнице, датчик веса металла. в.промежуточной ем кости, масштабный преобразователь", задатчик уровня металла, блок управления и привод поворота ковша, о т- . л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дозирования металла, оно дополнительно содержит следящую систему, механически соединенную с измерителем уровня, сумматор, второй масштабный преобразователь, функциональный преобразо- . ватель, датчик скорости поворота ковша и блок сравнения, причем выход 1 датчика веса соединен с первым вхо-, дом блока сравнения и входом масштаб.ного преобразователя, второй вход блока сравнения соединен с выходом задатчика, а выход « с первым входом блока управления, выход измерителя уровня соединен с вторым входом блока управления, первый выход .блока управления соединен с первым входЬм второго масштабного преобразователя, выход датчика скорости поворота ковша соединен с входом функционального преобразователя, выход которого соединен с вторым входом второго масштабного преобразователя, выход которого соединен.с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а третий выход блока управления соединен с входом привода ковша, третий g вход-сумматора соединен с выходом первого масштабного преобразователя, а выход сумматора соединен с входом следящей систеий.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,.что-,следящая система, механически соединенная . с измерителем уровня, содержит поджную каретку, на которои установ- М

: .лены датчик уровня, двигатель приво- Q3

:.да каретки, датчик положения карет- вииь

«и, усипитель и блок сравнения, при- {, ф .чем выход датчика положения каретки соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с сумматором, выход блока сравнения соединен с входом усилителя, выход которого соединен с двигателем приво- ф да каретки.

Изобретение относится к лйтейному и металлургическому производству, в частности к оборудованию для запивки меуалла в формы через промежуточную проточную емкость. 5

Известно устройство дпя непрерывного литья, снабженное измерителем уровня металла в форме (кристаллизаторе) и датчиком веса расплава в промежуточной емкости. Применение 10 этого устройства позволяет контролировать расход жидкого металла в тех.1 нологическом потоке и поддерживать требуемые режимы разливки 113.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство автоматического регулирования уровня металла в кристаллиэато ре, содержащее измеритель уровня, металла в изложнице, датчик веса 2р металла в промежуточной емкости, масштабный преобразователь, задатчик уровня металла, блок управления и привод поворота ковша (23.

Недостаток конструкции этого уст- 25 ройства состоит в том, что при заливке сменных форм, например, изложниц, доза металла, слитого в форму, зависит от отклонения веса расплава в промежуточной емкости от заданного З0 значения. Это связано с тем, что в процессе разливки измеритель уров" ня металла в форме установлен неподвижно на заданной высоте и своим сигналом фиксирует постОяннОе коли- 3 чество металла в форме. Как только зеркало расплава в форме поднимается к этому уровню, поступает сигнал на прекращение подачи металла из раэливочнОгО кОвша В промежуточную ем 40 кость. Поэтому, если в момент сраба тывания измерителя уровня, вес металла в промежуточной емкости Отличается от заданного значения, такое же отклонение по весу имеет и слиток. 4

Опыт показывает, что при разливке металла из поворотного ковша с боль-, шими расходами (порядка еотен кг в секунду) отклонения веса расплава в промежуточной емкости могут дости гать 1,2-1,5 т. Поэтому нримененйе известного устройства в данных усло виях приводит к недоливам ипи переполнениям изложниц.

Э

Цель изобретения - повышение точности доэирования металла.

Поставленная цель достигается ,тем, что устройство для разливки

101 2 стали в изложницу, содержащее измеритель уровня металла в изложнице, датчик веса металла в проемкости, масштабный преобразователь, задатчнк уровня металла, блок управления и привод поворота. ковша, дополнительно содержит следящую систему, механически соединенную с измерителем уровня, сумматор, второй масштабный преобразователь, функциональный преобразователь, датчик скорости поворота ковша и блок сравнения, причем, выход датчика веса соединен с первым входом блока сравнения и входом масштабного преобразователя, второй вход блока сравнения соединен с выходом задатчика, а выход — с первым входом блока управления, выход измерителя уровня соединен с вторым входом блока управления, первый выход блока управления соединен с первым входом второго масштабного преобразователя, выход датчика скорости поворота ковша соединен с входом функционального преобразователя, выход которого соединен с вторым входом второго масштабного преобразователя, выход когорого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а третий выход блока управления соединен с входом привода ковша, третий в 1од сумматора соединен с выходом первого масштабного преобразователя, а выход сумматора соединен с входом следящей системы.

Кроме того, следящая система, механически соединенная с измерителем уровня, содержит подвижную каретку, на которой установлены датчик уровня, двигатель привода каретки, датчик положения каретки, усилитель и блок сравнения, причем выход датчика положения каретки соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с сумматором, выход блока сравнения соединен с входом усилителя, выход которого соединен с двигателем привода кареткие с

На фиг. 1 изображена конструкция

;устройства; на фиг. 2 — электричес:кая схема блока управления.

Под спивным носком поворотного. ковша 1 на платформе датчика 2 веса установлена промежуточная проточная емкость 3. Пунктиром показаны проходные сечения разливочного

3 1125 стакана 4 и отверстия 5 в межкамерной стенке емкости.

Выход измерителя 6 уровня металла в форме 7 соединен с входом 8 блока 9 управления, выход 10 которого подключен к приводу 11 поворота ковша. Вход 12 блока 9 управления соединен с выходом элемента 13 сравнения, опорный вход которого подключен к задатчику 14, а контрольный 10 вход — к выходу датчика 2 веса рас,плава в емкости.

На валу привода 11 установлен датчик 15 скорости поворота ковша.

Измеритель 6 уровня металла в фор-15 ме размещен на каретке 16, которая может перемещаться вертикально по рейке 17 с помощью серводвигателя 18.

На каретке размещен также датчик 19, управляющий элемент которого жестко соединен с валом серводвигателя 18.

Выход датчика 19 подключен к контрольному входу .элемента 20 сравнения, выход которого через усилитель 21 соединен с управляющей обмоткой сер- 25 водвигателя 18. Таким образом, привод перемещения каретки 16 представляет собой следящую систему 22.

Ее вход (опорный вход элемента 20 сравнения) соединен с выходом сумма- ЗО тора 23.

Положительный вход 24 сумматора соединен с выходом 25 блока 9 управления. Отрицательный вход 26 сумматора подключен к выходу масштабного преобразователя 27, вход которого соединен с выходом датчика 2 веса.

Второй отрицательный вход 28 сумматора подключен к выходу масштабного преобразователя 29 цифрового типа, имеющего два входа. Информационный вход 30 соединен с выходом функционального преобразователя 31, а управляющий вход 32. — с выходом 33 блока 9 управления. Вход функционального преобразователя 31 подключен к вы45 ходу датчика 15 скорости поворота ковша 1.

На фиг. 2 представлена электрическая схема блока 9 управления. 50

Блок содержит источник 34 питания, усилитель 35 мощности, пропорционально-интегральный регулятор 36, состоящий из интегратора 37, масштабного преобразователя 38 и сумматора 39. 55

Кроме того, в блоке имеются три электромагнитных реле 1Р, 2Р, ЗР, реле времени (PB) и две кнопки .управления — с нормально разомкнутыми (" Пуск" ) и нормально замкнутыми (" Стоп" ) контактами. Нормально открытые контакты 1Р4 реле 1Р введены в цепь подачи опорного сигна" ла Ие задатчика 1Ч. В исходном состоянии, реле 1Р и 2Робесточены, измеритель 6 уровня поднят над изложницей, цепь управления приводом 11 поворота ковша 1 ра" зомкнута, ковш неподвижен, реле ЗР и реле времени РВ находятся во включенном состоянии. (контакты РВ1 разомкнуты).

Устройство работает следующим образом.

После подачи команды на заливку с выхода задатчика 14 на опорный вход элемента 13 сравнения поступает сигнал, пропорциональный весу, который должен иметь жидкий металл в проточной емкости 3 в процессе .разливки.

Поскольку в емкости металла нет, на входе 12 и на выходе 10 блока 9 управления действуют сигналы, полярность которых соответствует направлению поворота ковша в сторону слива металла в емкость 3, а величина — задает скорость поворота ков! ша. В блоке 9 между входом 12 и выходом 10 включен изодромный регулятор. Поэтому, как только в проточной емкости установится требуемое количество расплава и на входе 12 блока 9 сигнал исчезнет, на выходе 10 блока 9 сигнал становится постоянным, и ковш поворачивается с требуемой скоростью.

Одновременно с подачей команды на заливку с выхода 25 блока 9 управления на вход 24 сумматора 23 поступает сигнал Ор положительной полярности. Его величину выбирают такой, чтобы при отсутствии сигналов на входах 26 и 28 сумматора следящая система, отрабатывая сигнал U, поднимала, измеритель 6 до требуемого уровня заполнения иэложницы.

В процессе разливки выходной сигнал U датчика 2 веса расплава в промежуточной емкости 3 поступает через масштабный преобразователь 27 на отрицательный вход 26 сумматора, где вычитается из сигнала U ° Поэтому на входе следящей системы 22 сигнал U уменьшается на величину

К „U è каретка 15 перемещает дат- чик 6 вниз на расстояние h . Коэф1125101 фициент К „ масштабного преобразователя 27 выбирают таким, чтобы перемещение h измерителя 6 в полость изложницы было равно приращению в ней уровня металла за счет полного сли- 5 ва расплава, имеющегося s данный момент в промежуточной емкости. Это условие выполняется, если принять

К мс» !

О м1КК.Я где K — коэффициент передачи датчика 2 веса, в.т-";

К вЂ” коэффициент передачи следя2 щей системы 22, м в- 1; у — удельный вес расплава, т мэ; 15

S - площадь зеркала расплава в изложнице, м .

На отрицательный вход 28 сумматора поступает сигнал K < U+, зависящий от скорости У поворота ковша. Ю

При этом происходит дополнительное вертикальное перемещение h2 вниз измерителя 6 уровня. Подбором коэффициента К передачи масштабного преобразователя 29 обеспечивают равенство между перемещением h и тем приращением уровня расплава в изложнице, которое появляется за счет объема 7 металла, сливающего из ковша после " подачи сигнала на его реверсирование 30 в конце заливки. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы

К

S„K K*„ñ,Kî, где К вЂ” коэффициент передачи датчи-35

АС ка скорости, в ° с ° и -";

К вЂ” масштаб функционального . преобразователя, т.е. масштаб воспроизведения зависимости V2(M) в единицах 40. входного U и выходного U сигналов преобраэовате"

31, град. угол -с-" м З.

Поэтому при появлении зеркала металла в зоне (d9 срабатывания из- 45 мерителя 6 уровня объем незаполненной до заданного уровня а части из ложницы всегда равен объему металла, который сливается в нее после подачи сигнала на прекращение заливки. 50

Этот сигнал поступает на вход 8 блока 9 управления, в результате чего на его выходе 10 появляется сигнал, реверсирующий привод 11 поворота ковша и слив металла в емкость 3 прекращается.

Одновременно с приходом сигнала на вход 8 блока 9 на его выходе 3 появляется сигнал, который, воздействуя на вход 32 масштабного преобразователя 29, разрывает цепь подачи сигнала U на вход 28 сумматоФ ра 23. Поэтому обратное вращение ков. ша с большой скоростью не влияет на положение измерителя 6 уровня.

Кроме того, с приходом сигнала на вход 8 блока 9 управления. на его выходе 25 формируется сигнал П положительной полярности, величину которого выбирают такой, чтобы при отсутствии сигнала на входе 26 сумматора измеритель 6 уровня полностью вышел иэ изложницы. Поэтому как только расплав из емкости 3 полностью сливается в изложницу, измеритель 6 поднимается над уровнем ее верхней кромки.

После прихода новой изложницы на позицию заливки оператор подает команду в блок 9, сигнал на его выходе 33 исчезает и цепь подачи сигнала датчика 15 скорости через масштабный преобразователь 29 на вход 28 сумматора 23 восстанавливается. На выходе 25 блока 9 появляется напряжение U и цикл заливки очередной изложницы повторяется.

Таким образом, введение в устрой- . ство следящего привода вертикального перемещения измерителя уровня металла в изложнице и его подключение к выходу сумматора сигналов датчика веса расплава в промежуточной емкос" ти и датчика скорости поворота ковша позволяют автоматически корректировать момент реверсирования ковша в зависимости от текущих значений количества расплава в проточной емкости и расхода MeTàëëà иэ ковша.

Это дает возможность существенно (в рассмотренном примере почти на порядок: 0,64Х вместо 6,137) снизить ,погрешность дозирования.

Поскольку как недолив изложницы, так и ее переполнение увеличивают потери металла. Применение предлагаемого устройства позволяет на 1 01,5Х повысить экономию металла и на ЗОЖ снизить затраты труда на разливке.

Экономический эффект, ожидаемый по предварительным расчетам, от внедрения предлагаемого устройства составит 700-800 тыс. руб. в год на ,один разливочный агрегат.

1.125101

elite.f

1125101

Составитель Г.Демин

Редактор А.Шандор.Техред Ж Кастелевич Корректор Г.Решетник

Ю ЮФ

Заказ 8396/11 Тираж 774 ; Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб.; д. 4/5

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