Способ автоматического контроля работы системы форсуночного охлаждения машины непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов машин непрерывного литья заготовок. Цель изобретения - повышение достоверности контроля работы системы форсуночного охлаждения . Сущность изобретения заключается в том, что в процессе разливки измеряют расход охладителя на каждую секцию охлаждения расходомерами 11. Сигналы с расG: ходомеров 1 поступают на задатчики 10 положения регулируюш,их клапанов 7, на выходе которых появляется сигнал соответствия степени открытия клапанов 7 измеренному расходу. Сигналы с задатчиков 10 сравниваются в блоках 12 сравнения с действительным положением регулирующих клапанов 7 и в случае равенства сигналов на входах блоков 12 на их выходах устанавливается сигнал логического «О, поступающий на входы схем И 13. В противном случае при засорении одной или более форсунок в секции и несоответствии положения регулирующего клапана 7 текущему расходу охладителя на выходе блока 12 сравнения устанавливается сигнал логической «1. На вторые входы всех схем И 13 поступает сигнал с блока 14 сравнения, на выходе которого при стабилизированном давлении устанавливается сигнал логической «1, в противном случае - логического «О. При засорении форсунок в одной из секций и стабилизированном давлении на выходе схемы И 13 соответствуюш,ей секции устанавливается сигнал логической «1, который записывается в блоке 18 памяти и на блоке 19 сигнализации загорается лампочка, соответствующая данной секции охлаждения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. и (Л ГчЭ СО о ьо 00 00 (иВ 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

m 4 В 22 D 11/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3880926/22-02 (22) 08.04.85 (46) 15.03.87. Бюл. № 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (72) В. С. Капитанов, Ю. М. Айзин, А. А. Иванов, Г. П. Демин, К. П; Веселов и Н. В. Стародубцев (53) 621.746.047 (088.8) (56) Патент Японии № 53-39167, кл. 11В 091.1 (В 22 D 11/124), 1978.

Авторское свидетельство СССР № 772694, кл. В 22 D 11/16, 1979. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ФОРСУНОЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов машин непрерывного литья заготовок. Цель изобретения — повышение достоверности контроля работы системы форсуночного охлаждения. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе разливки измеряют расход охладителя на каждую секцию охлаждения расходомерами 11. Сигналы с рас„„SU„„1296288 А1 ходомеров 11 поступают на задатчики 10 положения регулирующих клапанов 7, на выходе которых появляется сигнал соответствия степени открытия клапанов 7 измеренному расходу. Сигналы с задатчиков 10 сравниваются в блоках 12 сравнения с действительным положением регулирующих клапанов 7 и в случае равенства сигналов на входах блоков 12 на их выходах устанавливается сигнал логического «О», поступающий на входы схем И 13. В противном случае при засорении одной или более форсунок в секции и несоответствии положения регулирующего клапана 7 текущему расходу охладителя на выходе блока

12 сравнения устанавливается сигнал логической «1». На вторые входы всех схем И 13 поступает сигнал с блока 14 сравнения, на выходе которого прн стабилизированном давлении устанавливается сигнал логической «1», в противном случае — логического «О». При засорении форсунок в одной из секций и стабилизированном давлении на выходе схемы И 13 соответствующей секции устанавливается сигнал логической

«1», который записывается в блоке 18 памяти и на блоке 19 сигнализации загорается лампочка, соответствующая данной секции охлаждения, 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1296288 лаждают охладителем 5, распыляемым из форсунок 6. Охладитель подают к форсункам через регулирующий клапан 7 из системы 8 общего подвода охладителя к зоне охлаждения.

На фиг. 1, кроме того, изображены датчик 9 и задатчик 10 положения регулирующего клапана, расходомер 11, первый блок

12 сравнения, схема И 13, второй блок 14 сравнения, датчик 15 давления охладителя, в комплект которого входит электроконтактный манометр 16, задатчик 17 давления охладителя, блок 18 памяти и блок 19 сигнализации.

Блок 18 памяти представляет собой (фиг. 2) регистр, реализованный на триггерах 20 и позволяющий хранить 1 байт или

8 бит информации. Значение определенного бита информации («О» или «1») соответствует состоянию форсунок конкретной секции зоны охлаждения («О» — форсунки в секции не засорены; «1» — более 10Я форсунок в секции засорены). Блок 18 соединен 45 с блоком 19 жгутом таким образом, что каждому биту информации (соответственно каждой секции) соответствует лампочка 21 на табло блока 19. Если форсунки в секции засоряются, то на табло загорается определенная лампочка.

В процессе непрерывной разливки при помощи регулирующего клапана изменяют расход охладителя в каждой секции зоны охлаждения в зависимости от скорости вытягивания, при этом каждому значению скорости соответствует определенное значение расхода охладителя. В соответствии с расходной характеристикой регулирующего кла1

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов, и;ложет быть использовано в автоматизированных системах управления технологическим процессом машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

На фиг. 1 изображена схема устройства для автоматического контроля работы системы форсуночного охлаждения МНЛЗ; на фиг. 2 — блок-схема блока памяти и блока сигнализации.

Способ, реализованный устройством, осуществляют следующим образом.

В кристаллизатор 1 из промежуточного ковша подают металл и вытягивают из него приводом тянущей клети 2 слиток 3 с переменной скоростью. Скорость вытягивания в процессе разливки изменяют в зависимости от технологической ситуации: разгон машины, смена сталеразливочного или промежуточного ковшей, смена стакана, выполнение контактного графика при разливке методом «плавка на плавку» и т. д. В зоне охлаждения, состоящей, например, из трех секций (А, Б, В), слиток поддерживают и направляют при помощи роликов 4 и ох5

1О

25 пана каждому значению расхода охладителя соответствует определенное номинальное положение регулирующего клапана при стабилизированном входном давлении на общем подводе охладителя. При изменении входного давления изменяется и расходная характеристика регулирующего клапана. В простейшем случае расходная характеристика регулирующего клапана описывается линейной зависимостью вида

H(S)= (S). () (1) где H(S) — номинальная величина открытия регулирующего клапана в S-й секции, Я;

К(5) — коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции регулирующего органа, К=10—

20 q M;

6(5) — расход охладителя через S-ю секцию, зависящий от скорости вытягивания, м /ч.

Данная зависимость характеризует нормальные условия работы регулирующего клапана без засорения форсунок в секции и при стабилизированном входном давлении охладителя на зону охлаждения. Отклонение положения регулирующего клапана от этого значения в большую сторону свидетельствует о засорении форсунок в секции, причем, чем больше величина отклонения, тем больше процент засорившихся форсунок в секции.

Согласно изобретению в каждой секции зоны охлаждения измеряют величину открытия регулирующего клапана при помощи датчика 9 положения регулирующего клапана, расход охладителя — при помощи расходомера 11 и давление на общем подводе охладителя — при помощи датчика 15 давления охладителя, включающего электроконтактный манометр 16. Сравнивают измеренную величину давления охладителя с заданной величиной, которая соответстсвует минимально допустимой величине давления.

Превышение измеренной величины давления над заданной соответствует нормальному, стабилизированному входному давлению на зону охлаждения. При стабилизированном входном давлении производят сравнение измеренной величины открытия регулирующего клапана с заданной величиной, соответствующей текущему расходу охладителя. Для обеспечения стабильности работы системы и ликвидации ложных срабатываний заданную величину открытия регулирующего клапана устанавливают на 3 — 5Я выше номинальной величины H(S) из расходной характеристики клапана (1). Увеличение на 3 — 5Я связано с точностью измерения расхода охладителя и величины открытия клапана, а также с инерционностью системы регулирующий клапан — расходомер.

При превышении измеренной величины открытия регулирующего клапана над заданной при стабилизированном входном дав1296288

55 ленин охладителя снижают скорость вытягивания слитка до допустимой величины (если она превышает ее) и сигнализируется засоренность форсунок в данной секции. Допус; тимую величину скорости вытягивания устанавливают при засорении форсунок в зависимости от рабочей скорости разливки и величины засорения.

Устройство реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом (фиг. 1).

В процессе непрерывной разливки расходомером 11 (датчик типа ДМ в паре с диафрагмой и вторичным прибором) осуществляется измерение расхода охладителя в секции зоны охлаждения. Сигнал, пропорциональный расходу охладителя, поступает на вход моторного задатчика 10 положения регулирующего клапана.

Расход охладителя 5 в секции зоны охлаждения может изменяться в зависимости от скорости вытягивания слитка при помощи регулирующего органа, содержащего регулирующий клапан 7, который может быть с электрическим или пневматическим приводом. При открытии регулирующего клапана 7 датчик 9 положения клапана, например, индукционного типа вырабатывает сигнал, пропорциональный измеренной величине открытия клапана, в это же время задатчик 10 вырабатывает сигнал, пропорциональный заданной величине открытия клапана. Заданная величина устанавливается в зависимости от измеренной величины расхода охладителя (согласно расходной характеристики клапана (1) ) с коэффициентом пропорциональности, равным (1,03 — 1,05)

K(S) т. е. на 3 — 5% выше номинальной величины H(S).

Выход задатчика 10 соединен с первым входом первого блока 12 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 9 положения регулирующего клапана 7.

При нормальной работе форсунок сигнал с датчика 9, пропорциональный измеренной величине открытия клапана, не превышает сигнал с задатчика 10, и первый блок 12 сравнения выдает сигнал, равный логическому «О», который поступает на первый вход схемы И 13. На второй вход схемы И поступает сигнал с второго блока 14 сравнения, который показывает давление на общем подводе охладителя, измеренное датчиком 15 с помощью электроконтактного манометра 16. Сигйал, пропорциональный текущему давлению, поступает на первый вход второго блока 14 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с задатчика 17 давления охладителя. С помощью задатчика 17 устанавливается минимальнодопустимая величина давления на общем подводе охладителя. При стабилизированном входном давлении сигнал с датчика 15 превышает сигнал с задатчика 17, и второй блок 14 сравнения выдает сигнал, равный

Зо

40 логической «1», который поступает на второй вход схемы И 13. Последняя в этом случае (на одном входе «О», а на другом «1») выдает сигнал «0», который соответствует нормальной работе форсуночного охлаждения. При засорении форсунок в секции регулирующий клапан автоматически открывается для обеспечения заданного расхода охладителя, при этом сигнал с датчика 9 увеличивается пропорционально открытию регулирующего клапана и при превышении им сигнала с задатчика 10, пропорционального заданной величине открытия клапана, для текущего расхода охладителя первый блок сравнения выдает сигнал «1», который поступает на вход схемы И 13. Последняя в этом случае (с двух сторон «1») выдает сигнал «1», который запоминается в блоке 18 памяти. Последний включает световую сигнализацию в блоке 19, которая сообщает оператору МНЛЗ о засорении форсунок в секции.

Таким образом, изменение положения регулирующего клапана относительно номинальной величины является показателем работы форсуночного охлаждения МНЛЗ.

При падении давления в системе общего подвода охладителя ниже минимально допустимой величины, которая устанавливается за датчиком 17, второй блок 14 сравнения выдает на вход схемы И 13 сигнал «О».

Схема совпадения И в этом случае выдает тоже сигнал «О», который не фиксирует засоренность форсунок.

Обнуление блока 18 памяти может осуществляться автоматически при начале (окончании) разливки, т. е. при включении (отключении) привода качания кристаллизатора 1 или вручную оператором МНЛЗ при включении устройства.

Реализация устройства может быть осуществлена на стандартной аппаратуре, выпускаемой промышленностью, например, серии АКЭСP.

Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки 40Х и вытягивают из него слиток сечением ЗООК360 мм со скоростью 0,6 м/мин.

В зоне охлаждения слиток поддерживают и направляют при помощи роликов и охлаждают охладителем, распыляемым из форсунок. При помощи регулирующих клапанов в секциях зоны охлаждения (в данном примере три секции) в зависимости от скорости вытягивания устанавливают следующие расходы охладителя (для скорости

О 6 м/мин : 1 секция — 5 м /ч; 11 секция — 6 м /ч и 111 секция — 4 м"/ч. В соответствии с расходной характеристикой регулирующего клапана (1) каждому значению расхода охладителя соответствует номинальное положение регулирующего клапана H(S): для 1-й секции при К(1)=14% ч/м и

6(1)=5 м /ч, H(1)=70/; для 11-й секции при

12962

К(2)=10/ ч/м и 6(2)=6 м /ч, Н(2)=60/; для 111-й секции при К(3)=20 ч/м

G(3)=4 м /ч, Н(3)=80 .

Чтобы обеспечить стабильность работы системы и исключить ложные срабатывания, заданну ю величину открытия регулирующего клапана устанавливают выше номинальной величины H(S), что определяется погрешностью измерения открытия клапана, погрешностью измерения расхода и давления охладителя, а также инерционностью системы

10 регулирующий клапан — расходомер. Для конкретного примера можно определить процент превышения заданной величины открытия регулирующего клапана над номинальной, как

6=/(2 5) + (2,5) + (1,5) + (2) =4,32% (2) где 6 — процент превышения заданной величины открытия клапана над номинальной H(S);

+2 5%, +2 5%, +1 5% и +2% — точность измерения расхода охладителя, величины открытия клапана, давления охладителя и погрешность за счет инерционности системы соответственно.!

Округляя величину 6 до ближайшего целого значения в сторону увеличения (запаса), получим 6=5%. Тогда заданная величина открытия клапана для всех секций определяется из выражения

Нз(5) = 1,05К(5) G(S). (3) 25

Для 1-й секции Нз(1) =73,5%, для 11-й

Нз(2) ==63% и для 111-й Нз(3) =84%:

При нормальной работе форсунок и стабилизированном входном давлении сигнал с датчика положения регулирующего клапана пропорционален номинальной величине H(S) с погрешностью +-2,5% и не превышает заданную величину Нз". Йзмеренная величина открытия клапана для 1-й секции 68,25—

71,75%, для II-й секции 58,5 — 61,5% и для

III é секции 78 — 82% что меньше соответствующих величин Нз(5).

При засорении форсунок, например во

11-й секции регулирующий клапан автоматически открывается до величины большей чем 63%, чтобы повысить давление в секции зоны охлаждения и обеспечить требуемый расход воды 6(2)=6 м /ч.

40

При повышении измеренной величины открытия регулирующего клапана, которая до45 стигает 69%, над заданной (63%) при стабилизированном входном давлении произме работы системы охлаждения МНЛЗ. В данном примере снижение скорости производится до 0,51 м/мин, что составляет 15% уменьшения скорости от рабочего значения

0,6 м/мин. Одновременно со снижением скорости вытягивания слитка сигнализируется водится снижение скорости вытягивания слитка до пределов, обеспечивающих получение качественного слитка на аварийном режи- 50

88 б оператору МНЛЗ засоренность форсунок во

11-й секции зоны охлаждения.

Таким образом, способ и реализующее

его устройство предусматривают автоматический контроль работы форсуночного охлаждения и управление работой МНЛЗ с целью обеспечения стабильности процесса литья, повышения качества литого металла и предотвращения прорывов корочки слитка.

Формула изобретения

1. Способ автоматического контроля работы системы форсуночного охлаждения машины непрерывного литья заготовок, преимущественно для многосекционной системы охлаждения с подачей охладителя на форсунки каждой секции регулирующий клапаном, включающий измерение расхода охладителя на каждую секцию и измерение давления охладителя, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, дополнительно измеряют величину открытия регулирующего клапана на каждую секцию, сравнивают измеренные величины открытия клапанов с заданными величинами, соответствующими текущим расходам охладителя на секции, и при превышении измеренной величины открытия клапана над заданной и стабилизированном входном давлении охладителя на секции фиксируют засорение форсунок в данной секции.

2. Устройство автоматического контроля работы системы форсуночного охлаждения машины непрерывного литья заготовок, содержащее датчик давления охладителя и блок сигнализации и для каждой секции зоны охлаждения — расходомер и блок сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено задатчиком давления, блоком памяти, дополнительным блоком сравнения и для каждой секции зоны охлаждения — датчиком и задатчиком положении регулирующего клапана, схемой И, причем выход расходомера каждой секции подсоединен к входу задатчика положения соответствующего регулирующего клапана, выход которого соединен с первым входом соответствующего блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика положения регулирующего клапана, выход блока сравнения соединен с первым входом схемы И, вторые входы всех схем И соединены с выходом дополнительного блока сравнения, входы которого соединены с датчиком и задатчиком давления, выход каждой схемы И подсоединен к входу блока памяти, выход которого соединен с блоком сигнализации, причем датчик давления установлен в трубопроводе общего подвода охлаждения к зоне охлаждения.

1296288

Zg ро аку шО

Составитель А. Абросимов

Редактор Т.Митейко Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 575/14 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4