Способ автоматического регулирования уровня металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовки и устройство для осуществления

 

Изобретение относится к технике автоматизации производственных процессов . Предназначено для регулирования уровня металла в промежуточном ковае машины непрерьюного литья заготовок . Цель изобретения - увеличение срока службы шиберного механизма сталеразливочногО ковша и уменьшение энергозатрат на регулирование. Существо изобретения заключается в том, что в установившемся режиме разливки определяют расход металла из кристаллизатора , уровень металла в промковше, производную по времени массы металла в промковше, а также задают зону допустимых уровней металла в промковше. При выходе за пределы этой зоны вверх или вниз изменяют в соответствующую сторону проходное отверстие шиберного затвора с контролен по упомянутой производной по времени. Устройство для реализации способа содержит необходимые измерительные средства и блоки для вычисления производной по времени массы металла в промковше, а также задатчики и исполнительные механизмы. Техническое решение по изобретению позволяет уменьшить количество срабатываний затвора в течение разливки в среднем в 10 раз, что повышает долговечность в 2 . 2 с.п. ф-лы, 3 ил. с $5 с 1 СА с а СА; 4ii

4 б ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 В 22 Р 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4232635/23-02 (22) 20.04.87 (46} 30.10.88. Бюл. 9 40 (71) Производственное объединение

"Уралмаш" (72) В.Л.Пермяков,,lO.Ï.Романов и В.Л.Стрельцин (53) 621.746.27 (088.8) (56) Заявка Японии У 59-31424, кл. В 22 D 11/16, 1984.

Заявка Японии g 59-31425, кл. В 22 D 11/16, 1984. (54) СПОСОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАННН УРОВНЯ МЕТАЛЛА В ПРОМЕЖУТОЧ80M КОВШЕ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ

ЗАГОТОВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике автоматизации производственных процессов. Предназначено для регулирования уровня металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовок. Цель изобретения — увеличение срока службы шиберного механизма сталеразливочного ковша и уменьшение энергозатрат на регулирование. Существо изобретения заключается в том, что в установившемся режиме разливки определяют расход металла из кристаплизатора, уровень металла в промковше, производную по времени массы металла в промковше, а таюве задают зону допустимых уровней металла в промковше. Нри выходе за пределы этой зоны вверх или вниз изменяют в соответствующую сторону проходное отверстие шиберного затвора с контролем по упомянутой производной по времени.

Устройство для реализации способа содержит необходимые измерительные

9 средства и блоки для вычисления про-. изводной по времени массы металла в промковше, а также задатчики и исполнительные механизма. Техническое решение по изобретению позволяет

° М уменьшить количество срабатываний затвора в течение разливки в среднем в 10 раз, что повышает долговечность в 2 раза. 2 с.п, ф-лы, 3 ил.

l433634

35 дш где — ——

Н—

Б(Н)

К—

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов в металлургии и предназначено для регу тирования уровня металла в промежуточ-5 ом ковше машины непрерывного литья заготовки.

Целью изобретения является увели ение срока службы шиберного мвханиз а сталеразливочного ковша и уменьше- 10 е энергозатрат на регулирование.

На фиг. 1 представлена блок-схема стройства для реализации предлагавого способа; на фиг.2 — схема функональных блоков устройства; на 15 г. 3 — результаты моделирования просса разливки с установкой притока в промежуточный ковш, где на верхнем .

r афике показана зависимость уровня м талла h a промежуточном ковше от 20 в емени t на среднем графике — зави1 с ость площади f проходного отверс ия шиберного затвора сталеразливочн го ковша от времени t, на нижнем

r афике — зависимость уровня металла 25

Н в сталераэливочном ковше от времеt.

Устройство автоматического регулир вания уровня металла в промежуточн м ковше машины непрерывного литья 30 з готовки содержит сталеразливочный к вш 1, промежуточный ковш 2, крист изатор 3, тянущую клеть 4, датч к 5 веса металла в сталеразливочн ковше, преобразователь б веса в уровень металла в сталеразливочном ковше, преобразователь 7 уровня мета тла в площадь зеркала металла в сталеразливочном ковше, датчик 8 веса металла в промежуточном ковше, д еренцирующее звено 9, преобразова ель 10 веса в уровень металла в

I промежуточном ковше, блок 1 1 сравнений, датчик 12 скорости вращения роЛиков тянущей клети, преобразователь 13 скорости вращения роликов в расход металла в процессе разливки, блФк 14 задания, нелинейный регулятор 15, исполнительный механизм 16 шиберного затвора 17.

В процессе разливки расплавлен50 ный металл из сталеразливочного койша 1 поступает в промежуточный ковш 2, далее в кристаллизатар 3, откуДа непрерывно-литая заготовка вытягивается тянущей клетью 4. Датчико 1 8 веса непрерывно измеряют вес

m Металла в промежуточном ковше 2, диффервнцируют звеном 9, сигнал с выхода которого поступает на вход. не.линейного регулятора в качестве обратной связи, также сигнал с датчика 8 преобразуют преобразователем

10 в уровень h металла в промежуточном ковше 2. При отклонении уровня металла в промежуточном ковше или киже зоны, определяемой верхним h

Ь или нижним hq допустимыми значениями, блок 11 сравнения выдает соответствующий сигнал на нелинейный регулятор 15 и на блок 14 задания. Цатчиком 5 веса измеряют вес металла в сталеразливочном ковше 1, преобразуют,преобразователем б в уровень металла, который преобразуют преобразователем 7 в площадь зеркала S (Н) металла в сталеразливочном ковше датчиком l2 измеряют скорость вращения роликов тянущей клети 4 и преобразуют преобразователем 10 в расход

С металла в процессе разливки. Полученные данные поступают на вход блока 14 задания.

Блок 14 задания вычисляет величисЬп ну производной — массы металла в промежуточном ковше по формуле (l) которая является заданивм для нелиней. ного регулятора 15. (1) задание производной по времени массы металла в промежуточном ковша, кг/с; расход металла из кристаллизатора в процессе разливки, кг/с; уровень металла в сталераэливочном ковше, м; площадь зеркала металла в сталеразливочном ковша, в общем случае зависящая от уровня металла, м ; объем, занимаемый расплавленным металом в промежуточном ковше между верхним и нижним допустимыми значениями уровня, м ;

Нелинейный регулятор 15 при появлении сигнала с блока 11 сравнения вырабатывает управляющее воздействие на исполнительный механизм l6 киберного затвора 17 таким образом, чтобы устранить разность между заданием

1433634

dm производной — — массы металла в npodt межуточном ковше и текущим значением сш производной †- массы металла причем 5

d,t

9 нри смене .знака разности нелинейный регулятор 15 не воздействует на исполнительный механизм 16 шиберного затвора 17. 10

Блок 11 сравнения (фиг. 2) включает в себя два компаратора 18 и 19, сравнивающие сигналы уровня металла в промежуточном ковше с заданными верхним h> и нижним hq допустимыми 15 значениями. Верхнее Ь допустимое значение задается на отрицательный вход компаратора 18 схемой 20 задания, нижнее h допустимое значение задается на положительный вход компа- 20 ратора 19 схемой 21 задания.

Блок 14 задания (фиг.2) включает в себя арифметический блок 22, вычисdm+ ляющий задание производной — — масdt сы металла в промежуточном ковше, и переключающее устройство 23, которое нри появлении сигнала на выходе компаратора 18 устанавливает задание

dm " 30 производной — — массы металла в npodt межуточном ковше равной нулю. Схема

24 задания задает на вход арифметического блока 22 объем К, занимаемьж расплавленным металлом в промежуточном ковше между верхним и нижним допустимыьп значениями.

Нелинейный регулятор 15 (фиг.2) включает в себя компаратор 25, сравнивающий сигнал задания производной 40

dm — массы металла в промежуточном ковше с текуп;им значением производной массы металла, логический элемент 26 И, дакпций команду исполнительному механизму 16 на закрывание

45 шиберного затвора 17, логический элемент 27 И с одним инверсным входом (Запрет), дающий команду исполнительному механизму 16 на открывание шиберного затвора 17, логический элемент 28 ИЛИ, служащий для блокировки при исчезновении сигнала на выходе компаратора 19.

Использование способа и устройства позволяет уменьшить число передвижений шиберного затвора сталеразли. вочного ковша за счет того,что при опускании ур оння металла в промежуточном ковше до нижнего допустимого значения нелинейный регулятор устанавливает такой приток металла в промежуточный ковш, при котором уровень металла в нем поднимается до верхнего допустимого значения и, не переходя его, опускается снова до нижнего допустимого значения. Если уровень металла в промежуточном ковше выходит за верхнее допустимое значение, например нри изменении скорости разливки, нелинейный регулятор устанавливает гриток металла в промежуточный ковш, равный стоку, при этом рост уровня металла прекращается и, вследствие понижения уровня металла в сталеразливочном ковше в процессе разливки, уровень металла в промежуточном ковше понижается до нижнего допустимого значения.

Зкономический эффект от применения данного изобретения заключается в том, что уменьшение числа передвижений шиберного затвора сталеразливочного ковша за период разливки локали" зует зону размыва дросселируемого отверстия, в результате уменьшается износ шиберного затвора и связанный с этим объем ремонтных работ. Уменьшение частоты срабатываний шиберного затвора уменьшает износ его исполнительного механизма, энергозатраты на регулирование и улучшает качество отливаемого слитка.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования уровня металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовки, заключающийся в том, что в установившемся режиме разливки определяют расход металла из кристаллизатора и производную по времени массы металла в промежуточном ковше, уровень металла в промежуточном ковше и при отклонении уровня металла в промежуточном ковше от допустимого по технологии изменяют проходное от верстие шиберного затвора до тех пор, пока производная по времени массы металла в промежуточном ковше не уменьшится до нуля, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения срока службы шиберного механизма сталеразливочного ковша и уменьшения энергозатрат на регулирование, дополнительно определяют уровень металла

1433634

dm С

dt йп» де ——

Н я(н) К в сталеразливочном ковше, площадь зеркала металла в сталеразливочном ковше и при отклонении уровня металла

Ь промежуточном ковше ниже эоны опЭ

Б еделяемой верхним и нижним допусти чыми по технологии значениями, увеличивают проходное отверстие шиберного твора сталеразливочного ковша до х пор, пока производная по времени ссы металла в промежуточном ковше увеличи ся до рассчитанной по фор". ле: задание производной по времени массы металла в промежуточном ковше, кг/с;

20 расход металла иэ кристаллизатора в процессе разливки, кг/с; уровень металла .в сталеразливочном ковше, м; 25 площадь зеркала металла в сталеразливочном ковше, в общем случае зависящая от уровня металла, м ; объем, занимаемьпЪ расплав- щ0 ленным металлом в проме)куточном ковше между верхним и нижним допустимыми значениями, м .

2. Устройство автоматического регулирования уровня металла в промежуточном ковше машины непрерывного литфя заготовки, содержащее киберньй затвор, установленный на сталеразлиао

6 вочном ковше, исполнительный механизм шиберного затвора, датчик веса металла в промежуточном ковше„ соеди ненный с входом дифференцирующего звена и с преобразователем веса в уровень металла в промежуточном ковше, выход которого соединен с входом блока сравнения, датчик скорости вращения роликов тянущей клети, соединенный с входом преобразователя скорости в расход металла, нелинейный регулятор, соединенный с выходом блока сравнения и с выходом дифференцирующего звена, о т л и ч а ю щ е е с я тем„ что, с целью увеличения срока службы шиберного механизма сталеразливочного ковша и уменьшения энергозатрат на регулирование, оно снабжено датчиком веса металла в сталеразливочном ковше, преобразователем веса в уровень металла, преобразователем уровня в площадь зеркала металла в сталеразливочном ковше и блоком задания, причем выход датчика веса металла в сталеразливочном ковше соединен с входом преобразователя веса в уровень металла, выход преобразователя соединен с первым входом блока задания и с преобразователем уровня в площадь зеркала металла в сталераэливочном ковше, выход преобразователя соединен с вторым входом блока задания, выход преобразователя скорости вращения роликов тянущей клети в расход металла соединен с третьим входом блока задания, четвертый вход блока задания соединен с выходом блока сравнения, а выход блока задания соединен с входом нелинейного регулятора.

1433634

1433634

Составитель А.Абросимов

Техред Л, Сердюкова Корректор A.Îáðó÷àð

Редактор М.Бандура

Заказ 5489/11

Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, уп. Проектная., 4