Установка непрерывной разливки с кристаллизатором для литья жидких металлов, в частности стальных материалов

Изобретение относится к области непрерывной разливки металлов. Технический результат - повышение точности измерений. Установка (1) непрерывной разливки для стальных материалов с кристаллизатором (6) имеет литейное пространство (10) между широкими боковыми плитами (11) и узкими боковыми плитами (13). На узких плитах предусмотрены узлы (16) поршень-цилиндр в виде исполнительных органов и опор, положения которых измеряются посредством полевых измерительных приборов (13). При этом данные измерений через модули (22) полевой шины в виде сигналов шины записываются в управляющем устройстве (23) установки (1) непрерывной разливки и после обработки в виде сигналов управления передаются обратно к исполнительным органам. Чтобы регистрировать данные измерений непосредственно на кристаллизаторе (6) и обрабатывать их на месте, предлагается соответствующий гидравлический цилиндр (16а) присоединять к вентильному стенду (24) со стационарной клеммной коробкой (25) для линий (28) для сигналов измерения и сигналов управления. При этом клеммная коробка (25) соединена с осевым регулятором (30), от которого модуль (22) полевой шины передает сигналы к программируемому управляющему устройству (31). 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение касается установки непрерывной разливки с кристаллизатором для литья жидких металлов, в частности стальных материалов, с образующими литейное пространство широкими боковыми плитами, между которыми с двух сторон расположены выполненные с возможностью регулирования для формирования ширины заготовки с учетом усадки заготовки узкие боковые плиты, на которых соответственно предусмотрены два вертикально дистанцированных друг от друга узла поршень-цилиндр в качестве исполнительных органов и опор, положение которых измеряют посредством полевого измерительного прибора, данные измерения через модули полевой шины передают в виде сигнала шины в линию шины и записывают в управляющем устройстве установки непрерывной разливки и после обработки передают обратно к исполнительным органам в виде управляющего сигнала.

Подобного рода установка непрерывной разливки известна из документа WO01/94052. Описана установка непрерывной разливки, в которой осуществляется децентрализованная обработка результатов измерений, полученных на кристаллизаторе посредством датчиков, при этом характеристики процесса разливки посредством управляющей ЭВМ используются для регулировки установки непрерывной разливки. Децентрализованный прием данных измерения делает участок измерения более эффективным и упрощает измерительные устройства, вследствие чего данные измерения и управления в охлаждаемых модулях полевой шины непосредственно формируются на кристаллизаторе и передаются в виде сигнала шины в линию шины и записываются и/или обрабатываются, по меньшей мере, в управляющем устройстве установки непрерывной разливки.

Для регулировки шарнирно установленной на узкой боковой плите поршневого штока или соответственно гидравлического цилиндра различные сигналы, которые должны возникать и соответственно преобразовываться вблизи гидравлического цилиндра, должны по электрической связи поступать в управляющую схему. Необходимый для регулировки гидравлических компонентов вентильный стенд в общем расположен на пролетной раме в области разливочной площадки или под ней (на так называемой твердой земле). Управляющее устройство обычно установлено в области разливочной площадки в управляющем помещении. Для полевого прибора в области кристаллизатора важно, что имеется устройство сопряжения, поскольку кристаллизатор должен быстро извлекаться и вновь устанавливаться. Поэтому данные измерений могут направляться полевыми измерительными приборами только от кристаллизатора или от вентильного стенда в управляющую схему. Расстояние до управляющей схемы в управляющем помещении по-прежнему очень велико, а от каждого кристаллизатора должны обрабатываться данные от четырех позиционных датчиков, от четырех регулирующих клапанов в четырех синхронно-последовательных устройствах сопряжения и 12 аналоговых сигналов.

В основе изобретения лежит задача регистрации данных измерений в области кристаллизатора в охлаждаемых полевых приборах и их обработки на месте.

Поставленная задача в соответствии с изобретением решается посредством того, что гидравлический цилиндр, входящий в узлы поршень-цилиндр соответственно подключен к расположенному в области кристаллизатора или управляющего процессом разливки устройства вентильному стенду со стационарной клеммной коробкой для линий сигналов измерения и сигналов управления, причем клеммная коробка соединена с осевым регулятором, от которого модуль полевой шины направляет сигналы к программируемому управляющему устройству. Преимущества достигаются за счет незначительных затрат на прокладку кабеля при более коротких расстояниях между узлами. Однако, главное преимущество заключается в осевом регуляторе. Осевые регуляторы представляют собой базирующиеся на специальных микропроцессорах схемы, которые используются для управления следящими серво-осями. Стандартное программное обеспечение в управляющем движением устройстве включает управление в реальном времени для осевого регулирования. Управляющее движением устройство имеет, например, устройства присоединения для:

- машинного или пошагового позиционного преобразователя,

- цифровых или аналоговых входов или выходов,

- высокоскоростной шины,

- сети.

Готовое к использованию управляющее движением устройство включает в себя дистанционное управление и устройство отображения данных (дисплей). Прикладное программное обеспечение является стандартом и записано в выполненном с возможностью повторного обращения запоминающем устройстве. Управляющее движением устройство может управлять несколькими осями (гидравлическими узлами поршень-цилиндр). С использованием графического меню, управляющее движением устройство имеет возможность приспособления по параметрам к типу оси и к типу обратной связи по положению. Программирование не является необходимым. Через подключение к линии полевой шины управляющее движением устройство поддерживает требуемое заданное значение и пусковое движение и обеспечивает обратную связь для вышестоящей системы с положением и индикацией состояния. Другие преимущества следуют из того, что передача данных между программируемым управляющим устройством и осевым регулятором надежна и некритична по времени.

Применяемые программные модули могут стандартизироваться. Расходы на материалы, на монтаж и временные затраты на прокладку кабеля снижаются. Электрическая повреждаемость уменьшается. Так же уменьшаются расходы на техническое обслуживание. Время для монтажа и на ввод в эксплуатацию снижается.

Монтаж и техническое обслуживание электроники упрощается вследствие того, что программируемое управляющее устройство посредством разъемного штекерного соединения с соответствующим числом контактов подключено к модулю полевой шины.

Такие же преимущества согласно другому варианту осуществления достигаются вследствие того, что соответственно установленные в гидравлические цилиндры позиционные датчики через штекерное соединение соединены с вентильным стендом на пролетной раме.

Находящиеся вблизи зоны нагрева узлы защищаются согласно другим признакам посредством того, что клеммовая коробка в области кристаллизатора охлаждается внутри.

Для охлаждения предусмотрено, что в качестве охлаждающего средства используется, либо воздух, либо отведенная от кристаллизатора охлаждающая жидкость.

Возможное усовершенствование также состоит в том, что линия шины и модуль полевой шины, а также линии для сигналов измерения и сигналов управления физически сформированы из световодов или посредством беспроводной передачи или инфракрасной техники.

Примеры осуществления изобретения, которые поясняются далее более подробно, представлены на чертежах, где:

Фиг.1 показывает вид сбоку установки непрерывной разливки с пролетной рамой;

Фиг.2 - вертикальный поперечный разрез кристаллизатора с регулирующим устройством узких боковых плит; и

Фиг.3 - упрощенное блочное представление кристаллизатора с переключающей схемой.

Установка 1 непрерывной разливки согласно фиг.1 имеет опорную роликовую клеть 2, на которую опирается и далее охлаждается заготовка 7, отлитая из жидкого стального материала 3, поступающего из разливочного ковша 4 через промковш 5 и кристаллизатор 6 и охлажденная снаружи. Опорная роликовая клеть 2 состоит из нескольких, чаще до 15 роликовых сегментов 8, из которых первый роликовый сегмент 8а окружен паровой камерой 9. Перед паровой камерой 9 находится кристаллизатор 6, литейное пространство 10, которое, согласно фиг.2, состоит из двух противолежащих, дистанцированных на толщину будущей заготовки 7 широких боковых плит 11, между которыми с двух сторон для формирования ширины 12 заготовки принимая во внимание усадку заготовки 7 расположены регулируемые узкие боковые плиты 13 и на которых, например, соответственно предусмотрено два вертикально дистанцированных, параллельных крепежных блока 14. Между крепежными блоками 14 с двух сторон расположены регулирующие устройства 15, которые имеют гидравлические узлы 16 поршень-цилиндр. Крепежные блоки 14 включают в себя пружины 17 внутри зажимного блока 18 и при этом опираются на кронштейны 19, которые установлены на опорной раме 20. Узел 16 поршень-цилиндр одновременно представляет собой исполнительный орган и опору. Положение обоих узлов 16 поршень-цилиндр с их гидравлическими цилиндрами 16а регистрируется посредством полевых измерительных приборов 21, которые состоят, например, из установленных позиционных датчиков 21а, синхронизирующих средств для левой и правой стороны, для верха и низа, для состояния датчиков, кодирования кристаллизатора, циклов обслуживания и тому подобного. Получаемые данные измерений передаются через соответствующие модули 22 полевой шины в виде сигналов шины в линию 22а шины и записываются в управляющем процессом разливки устройстве 23 установки 1 непрерывной разливки, направляясь через вентильный стенд 24 со стационарной клеммной коробкой 25, и после обработки передаются обратно в виде сигналов управления к исполнительным органам, то есть, например, к гидравлическим цилиндрам 16а. Управляющее устройство находится в управляющем помещении 26, жестко соединенном с пролетной рамой 27.

Гидравлические цилиндры 16а присоединены к вентильному стенду 24 вблизи кристаллизатора 6 или управляющего разливкой устройства 23. Вентильный стенд 24 также может находиться вблизи управляющего помещения 26 (см. фиг 1). Вентильный стенд 24 содержит клеммную коробку 25, к которой подведены линии 28 для сигналов измерения и сигналов управления. Линии 28 для сигналов измерения и сигналов управления снабжены штекерными соединениями 29. Поступающие от вентильного стенда 24 сигналы обрабатываются в подключенном осевом регуляторе 30 и передаются далее к находящемуся в управляющем помещении 26 программируемому управляющему устройству 31 через модуль 22 полевой шины.

Схемные блоки еще раз упрощенно представлены на фиг.3 для варианта осуществления исполнительных органов и опор (гидравлических цилиндров 16а). Разделительная линия 32 показывает близость вентильного стенда 24 и клеммной коробки 25 к осевому регулятору 30, причем полученные от гидравлических цилиндров 16а данные измерения через штекерные соединения 29 направляются в осевой регулятор 30 и через модуль 22 полевой шины направляются в не удаленное программируемое управляющее устройство 31 в управляющем помещении 26.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - установка непрерывной разливки

2 - опорная роликовая клеть

3 - стальной материал

4 - разливочный ковш

5 - промковш

6 - кристаллизатор

7 - заготовка

8 - роликовый участок

8а - первый роликовый участок

9 - паровая камера

10 - литейное пространство кристаллизатора

11 - широкая боковая плита

12 - ширина заготовки

13 - узкая боковая плита

14 - крепежный блок

15 - регулирующее устройство

16 - узел поршень-цилиндр

16а - гидравлический цилиндр

17 - пружины

18 - зажимной блок

19 - кронштейн

20 - опорная рама

21 - полевой измерительный прибор

21а - встроенный позиционный датчик

22 - модуль полевой шины

22а - линия шины

23 - управляющее процессом разливки устройство

24 - вентильный стенд

25 - клеммная коробка

26 - управляющее помещение

27 - пролетная рама

28 - линия измерительных сигналов и сигналов управления

29 - разъемное контактное соединение

30 - осевой регулятор

31 - программируемое управляющее устройство

32 - разделительная линия

1. Установка (1) непрерывной разливки, содержащая кристаллизатор (6) для разливки жидких металлов, в частности стальных материалов, с образующими литейное пространство (10) широкими боковыми плитами (11), между которыми на двух сторонах расположены регулируемые для формирования ширины (12) заготовки с учетом усадки заготовки (7) узкие боковые плиты (13), на которых предусмотрены соответственно два вертикально дистанцированных узла (16) поршень-цилиндр в качестве исполнительных органов и опор, положения которых измеряются посредством полевых измерительных приборов (21), при этом данные измерений в виде сигналов шины передаются через модули (22) полевой шины в линию (22а) шины и записываются в устройстве (23) управления процессом непрерывной разливки и после обработки в виде сигналов управления передаются обратно к исполнительным органам, отличающаяся тем, что гидравлические цилиндры (16а) узлов (16) поршень-цилиндр соответственно присоединены к расположенному в области кристаллизатора (6) или области устройства (23) управления процессом непрерывной разливки вентильному стенду (24) со стационарной клеммной коробкой (25) с линиями (28) для сигналов измерения и сигналов управления, причем клеммная коробка (25) связана с осевым регулятором (30), от которого модуль (22) полевой шины направляет сигналы к программируемому управляющему устройству (31).

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что программируемое управляющее устройство (31) посредством разъемного штекерного соединения (29) с соответствующим числом контактов подключено к модулю (22) полевой шины.

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что соответственно установленные в гидравлические цилиндры (16а) позиционные датчики (21а) через штекерное соединение (29) соединены с вентильным стендом (24) на пролетной раме (27).

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что клеммная коробка (25), расположенная в области кристаллизатора (6), охлаждается внутри.

5. Установка по п.1 или 4, отличающаяся тем, что в качестве охлаждающего средства использованы воздух или отведенная от кристаллизатора (6) охлаждающая жидкость.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что линия (22а) шины и модуль (22) полевой шины, а также линии (28) для сигналов измерения и сигналов управления физически сформированы на базе световодов или беспроводной передачи, или инфракрасной техники.