Устройство для управления распределением металла по ручьям машины непрерывного литья заготовок

 

Изобретение предназначено для управления порезом непрерывных слитков на заданные мерные заготовки на установке непрерывной разливкой металла . Цель изобретения - увеличение производительности, сокращение времени разливки и повышение надежности установки непрерывного литья. Для этого при разливке остаток металла в промежуточном ковше сливается в предпоследний незакрытый ручей параллельно с отливкой заготовки во втором ручье. Закрытие предпоследнего ручья производится в тот момент , когда остаток металла в промежуточной емкости равен недостающему весу последней заготовки до целой, что сокращает время разливки и увеличивает производительность. Повьшение надежности достигается за счет наличия цепей предупреждающей сигнализации о перекрытии стопора предпоследнего незакрытого ручья. 3 ил.2 табл. №SA. to со 4 О5 О5

Взамен ранее изданного

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (51)4 В 22 D 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Щ Уд(.- Т-. P

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;3"",,. . д

БКБЛИСТЕЫА

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3937072/22-02 (22) 31.07.85 (46) 07.03.87. Бюл. ¹ 9 (71) Научно-производственное объединение по автоматизации черной металлургии "Черметавтоматика" (72) Г.А. Смирнов, К.С. Антошин, Б.И. Краснов и И.В. Гиэерская (53) 621.746.27 (088.8) (56) Краснов Б.И. Оптимальное управление режимами непрерывной разливки стали. М.: Металлургия, 1975, с.239-248.

Авторское свидетельство СССР № 774784, кл. В 22 D 11/16, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ МЕТАЛЛА ПО РУЧЬЯМ МАШИHbI НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение предназначено для управления порезом непрерывных слитков на заданные мерные заготовки на установке непрерывной разливкой металла. Цель изобретения — увеличение производительности, сокращение времени разливки и повышение надежности установки непрерывного литья.

Для этого при разливке остаток металла в промежуточном ковше сливается в предпоследний незакрытый ручей параллельно с отливкой заготовки во втором ручье. Закрытие предпоследнего ручья производится в тот момент, когда остаток металла в промежуточной емкости равен недостающему весу последней заготовки до целой, что сокращает время разливки и увеличивает производительность. Повышение с

Ю надежности достигается за счет наличия цепей предупреждающей сигнализации о перекрытии стопора предпоследнего незакрытого ручья. 3 ил.2 табл.

12944

Изобретение относится к управлению процессами непрерывного литья металла и может быть использовано в системах автоматического раскроя непрерывных слитков на заданные мерные заготовки в завершающей фазе разливки.

Целью изобретения является увеличение производительности машины непрерывного литья, сокращение време- 10 ни разливки и повышение надежности работы.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства распределения металла по ручьям машины непрерывного литья за- 15 готовок в конечной фазе разливки; на фиг.2 — схемы отдельных блоков, составляющих устройство; на фиг.3— схемы множительного блока и задатчика весового коэффициента. 20

Устройство (фиг, 1) содержит датчик 1 веса жидкого металла в промежуточной емкости, подключенный к первому входу компаратора 2, к второму входу которого подключен первый выход множительного блока 3, общий вход которого соединен с выходом задатчика 4 весового коэффициента, а первый вход соединен с задатчиком 5 мерной длины заготовки. Выход компаратора 2 соединен с управляющим входом пускового блока 6, аналоговые входы которого подключены к выходам блоков 7 формирования недостающей до кратности длины слитка, аналоговые входы которых соединены с выходами задатчиков 5 и 8 мерной длины заготовки и кратности слитка. Входы двоичных счетчиков 9 импульсов соединены с выходами датчиков 10 длины слитка, а двоичные выходы соединены с соответствующими входами блоков 7 формирования. Компаратор 11 подключен к выходам пускового блока 6, а выход соединен с управляющим входом коммутатора 12, аналоговые входы которого соединены с выходами пускового блока 6, Первый логический вход коммутатора 12 подключен к источнику питания плюс 5 В через гасящее сопротивление 1 кОм для создания уровня логической "1", второй логический вход соединен с шиной нулевого уровня. Аналоговые выходы коммутатора

12 соединены с вторым и третьим входами задатчика 4 весового коэффициента. Второй выход множительного блока 3 соединен с входом компарато66 2 ра 13, второй вход которого подключен к выходу датчика 1 веса жидкого металла в промежуточной емкости, выход компаратора 13 соединен с входами схем И 14 и 15, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым логическими выходами коммутатора 12, а выходы подключены

К входам исполнительных механизмов

16 и 17 для управления вторым и первым стопорами. Третий выход множительного блока 3 соединен с входом компаратора 18, второй вход которого подключен к выходу датчика 1 жидкого металла в промежуточной емкости и выход которого соединен с входами схем И 19 и 20, причем второй вход схемы И 19 соединен с вторым логическим выходом коммутатора 12,а второй вход схемы И 20 соединен с первым логическим выходом коммутатора

12. Выход схемы И 19 подключен к сигнализатору 21 первого ручья, а выход схемы И 20 подключен к сигна,лизатору 22 второго ручья.

На фиг,2 приведены схемы пускового коммутатора 6, 9лока 7 формирования недостающей до кратности длины слитка и коммутатора 12.

Блок 7 состоит из цифроаналогового преобразователя 23, имеющего многоразрядный двоичный вход и аналоговый выход, подключенный к первому входу сумматора 24, выход которого подключен к первому входу компаратора 25 и к первому входу сумматора

26, второй вход которого соединен с выходом коммутатора 27, управляющий вход которого подключен к выходу компаратора 25, второй вход которого соединен с шиной нулевого уровня.

Второй вход сумматора 24 является входом блока 7, который соединяется с эадатчиком 8 кратности слитка, а второй вход коммутатора 27 является входом блока 7, который соединяется с задатчиком 5 мерной длины заготовки.

Пусковой блок 6 содержит два переключателя 28 и 29, соединенных с соответствующими нормально закрытыми и нормально открытыми контактами.

Коммутатор 12 содержит четыре переключателя 30-33, соединенных с со- ответствующими нормально открытыми и нормально закрытыми контактами.

Сами коммутаторы выполнены на ба . зе коммутаторов напряжения 590КН4. В! 29- 14 качестве компараторов могут быть использованы, например К554СЛЗ, позволяющие сравнивать напряжения с разницей до 30 В, схемы И используются из серии К!55 (ТТЛ). В качестве цифроаналогового преобразователя можно использовать К572ПА2В.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом разливки на задатчиках 4, 5 и 8 устанавливаются значения весового коэффициента длины

q р Sэ, !

5 где р — плотность стали, S — сечение слитка, 1 — мерная длина заготовки и хс = (entier (L/1)+1j l-L расстояние от исходного положения резаков до линии кратности (x +L íà- 20 цело делится на 1), где L — расстояние от мениска жидкого металла в кристаллизаторе до исходного положения резаков, entier — символ целой части числа L/1. 25

Устройство включается в момент схода последнего сталеразливочного ковша при разливке серии плавок.

По мере уменьшения веса жидкой стали в промемкости сигнал веса 30

С() на выходе датчика 1 уменьшается и в момент выполнения неравенства

С() q l (1) выход компаратора 2 переходит в состояние логической "1", в результате чего срабатывает пусковой коммута- тор 6, через который аналоговые сигналы у и у недостающих до крат» г

40 ности длин слитков начинают поступать на входы компаратора 11 с выходов блоков 7 формирования. Сигнал

q1 снимается с первого выхода множительного блока 3.

Множительный блок 3 (фиг.3) состоит из трех субблоков 34, в каждом из которых последовательно включены два операционных усилителя — усилитель 35 с регулируемым коэффициентом передачи и усилитель 36 по схеме инвертора. В качестве регулируемых сопротивлений 37 обратной связи R используется тройной блок переменных сопротивлений, составляющих задатчик 4 весового коэффициента q.Ha первый вход блока 3 подается напря.— жение 1 мерной длины заготовки с задатчика 5. На второй и третий вхо66 4 ды блока 3 подаются напряжения у< и у, с аналоговых выходов коммутатора 12.

Значения недостающей до кратности длины слитка у, и у формируются в блоках 7 для первого и второго ручьев по формуле x — х при х -x с ) х — х+1 пр»»х х

) где х — текущая мерная длина заготовки. Значение текущей мерной длины х формируется на двоичном счетчике 9 в результате суммирования импульсов, поступающих от датчика 10 через каждый сантиметр продвижения слитка. Двоичный код суммы по многоразрядной шине (для 20-метровых заготовок достаточно 12 разрядов) поступает на вход цифроаналогового преобразователя 23 (фиг.2), выходной сигнал х которого в диапазоне 0-15 В передается на первый вход сумматора ,24, на второй вход которого от датчика

8 поступает сигнал + хс, в результате сигнал x -x на компараторе 25 с сравнивается с нулем. В момент наступления равенства у = х,-х=О на выходе компаратора 25 образуется уровень логической "1", в результате чего коммутатор 27 переходит из нор»мально замкнутого состояния в нормально разомкнутое.

При у» уг выход компаратора 11 имеет состояние логического "0", коммутатор 12 находится в нормально замкнутом состоянии (фиг.2), на его первый аналоговый выход передается значение у<, на второй уг. С второго и третьего выходов коммутатора 12 эти сигналы проходят на второй и третий выходы множительного блока 3 и в результате умножения на значение q, подаваемое на общий вход множительного блока, на втором и третьем его выходах образуются величины К, = q-у,и

Ч = q ó2 недостающих до кратности весов первого и второго слитков (левого и правого на фиг.1). В нормально замкнутом состоянии коммутатора

12 на его первый логический выход передается значение логической "1" от положительного полюса источника пи-. тания 5 B через гасящее сопротивление 1 кОм, а на второй логический выход передается логический "0" от шины нулевого потенциала.

5 ) 2944

При условии у, (у на выходе компаратора 11 образуется состояние логической "1", которое передается на управляющий вход коммутатора 12, в результате чего его нормально разомк5 нутые контакты переходят в замкнутое состояние и на первый аналоговый выход коммутатора 12 поступает сигнал у,, а на второй у . При этом первый

1 логический выход переходит в нулевое состояние, а второй — в единичное.

Соответственно на втором и третьем выходах множительного блока 3 получаются значения W и W„. Таким образом, на втором выходе множительного блока

3 всегда формируется минимальное значение из W, и W,, а на третьем — максимальное. Все состояния аналоговых и логических выходов коммутатора 12 и компаратора 11 приведены в табл.1.

На компараторах 13 и 18 значения мин(W,, W,) и макс(W Ч,), получае— мые с выходов множительного блока 3, сравниваются с текущим значением остаточного веса металла в промемкости.

При условии

MBKC(W„W ) ) G(t) ) MHH(W,W ), при котором остается засвеченным один из сигналиэаторов 21 или 22, а на выходе компаратора 13 остается состояние логического "0", в результате чего на выходах обеих схем И 14 и 15 также остается состояние логического

"0". Таким образом сигнализация о перекрытии ручья выдается заблаговременно.

Только при выполнении условия

G(C.) < MHH(W,,W, ) (4) 66 6 кой и и у (2 и Зас) ечивяеTcR сигнализатор 22 второго ручья. В обоих случаях засвечивается сигналиэатор того ручья, в котором недостающий до кратности вес заготовки W, или W больше, т.е. для данного ручья металла в промемкости не хватит, чтобы получить целую заготовку, поэтому именно он будет перекрыт.

По мере уменьшения веса металла в промемкости в течение некоторого периода выполняется неравенство

G(t) ) макс(М,,W ) зо

G(t) (MBKC(W,,W2), (3) которое может быть истинным только после того, как выполнится условие (1), так как MGKc(W „, W, ) < gl. По условию (3) выход компаратора 18 переходит в состояние логической "1", тогда как выход компаратора 13 остается в состоянии логического "0 .

Логическая "1" передается на входы обеих схем И 19 и 20, при этом логическая "1" поступает на вход схем

И 1з и 19, если у„ у, или на вход схем И 14 и 20, если у, с у,. Вследствие этого выход схемы И 19 переходит в состояние логической "1" при у„ у, и засвечивается сигнализатор

21 первого ручья, или выход схемы

И 20 переходит в состояние логичес45

55 на выходе компараторов 13 и 18 состояние логического "0", вследствие чего выходы всех 4 схем И 14, 15, 19 и 20 находятся в состоянии логического "0 . Однако величина С() монотонно уменьшается и наступает момент, когда первый раз выполняется условие компаратор 13 переходит в состояние логической "1", в результате чего срабатывает. схема И 15 при условии у, у,, или схема И 14 при у (у, что в первом случае приводится к перекрытию первого ручья, так как сигнал логической "1" передается на исполнительный механизм 17, а во втором— второго ручья, когда логическая "1" передается на исполнительный механизм 16. В обоих случаях перекрывается тот иэ ручьев, для которого недостающий до кратности вес слитка больше, а остаток металла G(t)

=мин(И„,И,) сливается в другой ручей, в котором получается мерная заготовка. Все возможные состояния выходов компараторов 13 и 18 и схем И 14, 15, 19 и 20 в зависимости от условий (2)-(4) приведены в табл.2.

Работа устройства описана на примере двухручьевой машины непрерывного литья, однако.оно может быть включено в состав аналогичного устройства для управления многоручьевой машиной.

Экономический эффект от применения предлагаемого устройства распределения металла по ручьям машин непрерывного литья заготовок в конечной фазе разливки может быть получен! 29." i 6?) за счет сокрашения времени разливки

1 каждой серии плавок в среднем на время разливки одной заготовки. При сохранении суммарного технологического (> времени, когда разливочная машина не находится в состоянии простоя, может быть увеличена фактическая загрузка машйны и ее годовая производительность.

10 формула изобретения устройство для управления распределением металла по ручьям машины не15 прерывного литья заготовок, содержащее датчик длины слитка, датчик мерной длины заготовки, датчик кратности мерных длин слитка, датчик веса жидкого металла в промежуточной емкости, множительный блок, сигнализаторы и исполнительные механизмы для управления стопорами промежуточной емкости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности машины непрерывного литья, сокращения времени разливки и повышения надежности работы, оно снабжено пусковым блоком, четырьмя компараторами, двумя блоками формирования недостающей до кратности

30 длины слитка, двумя двоичными счетчиками импульсов, коммутатором, задатчиком весового коэффициента,четырьмя схемами И, причем датчик веса жидкого металла в промежуточной З5 емкости соединен с первым входом первого компаратора, к второму входу которого соединен первый выход множительного блока, первый вход которого соединен с выходом задатчика весового коэффициента, второй вход соединен с датчиком мерной длины заготовки, выход первого компаратора подсоединен к первому входу пускового блока, второй и третий входы пус- 45 кового блока подсоединены к выходам первого и второго блоков формирования недостающей до кратности длины слитка, аналоговые входы которых соединены с выходами датчиков мерной длины заготовки и кратности слитка, входы первого и второго двоичных счетчиков импульсов соединены с зыходами первого и второго датчиков длины слитка, а двоичные выходы первого и второго счетчиков соединены с соответствующими входами первого и второго блоков формирования, входы второго компаратора соединены с первым и вторым выходами пускового блока, а выход соединен с первым входом коммутатора, второй и третий входы, которого соединены с первым и вторым выходами пускового блока, четвертый логический вход коммутатора подсоединен к положительному полюсу источника питания через гасящее сопротивление, а пятый логический вход подсоединен к шине нулевого уровня, первый и второй выходы коммутатора соединены с первым и третьим входами множительного блока, второй выход множительного блока соединен с входом третьего компаратора, второй вход которого подсоединен к выходу датчика веса жидкого металла в промежуточной емкости, выход третьего компаратора соединен с первыми входами первой и второй схем И, вторые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым логическими выходами коммутатора, а выходы подсоединены к входам исполнительных механизмов для управления первым и вторым стопором, третий выход множительного блока соединен с первым входом четвертого компаратора, второй вход которого подсоединен к выходу датчика веса жидкого металла в промежуточной емкости, выход четвертого компаратора соединен с первыми входами третьей и четвертой схем И, причем второй вход третьей схемы И соединен с четвертым логическим выходом коммутатора, а второй вход четвертой схемы И соединен с третьим логическим выходом коммутатора, выход третьей схемы И подсоединен к сигнализатору первого ручья, а выход четвертой схемы И подсоединен к сигнализатору второго ручья.

1294466

Таблица!

1 I

Выход компаратора 11

Условие

Аналоговые огические

У 0

У(у(y, У, ъ У

Таблица 2

Условие

У, сУ

G(t) > макс (W <, И )

G(t) « макс (W,, W )

У! У2 с

G(t) с мин (W<, W )

У > У

Выходы коммутатора 12

1-мин, 2 макс 1 2

Компараторы Логические схемы

13 18 14 15 19 20

0 0 0 0 0

1 0 0 1 0

1 0 0 0 1

1 0 . 1 1 0

1 1 0 0 1

1294466

Составитель Г. Демин

Редактор В. Иванова Техред М.Xоданич Корректор И.Эрдейи

Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 420/9.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4