Устройство автоматического управления порезом слитка на установке непрерывной разливки металла

 

О fl И С А Н И E (и>942870

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

Союз Советсииа ещианиетнчвсник

Рвенубннн

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ (53 ) Дополнительное к авт. саид-ву (53)М. Кл.

В 22 0 11/16 (22) Заявлено 26. 3 2. 80 (23 ) 3 224268/22- 02 с ярнсоедннением заявки М

3вву«@втвеккыв квнктФт

CCCP вв «евэн вэебрвтевк33

N вт3фыпе (23)33риоритет (53) УД К 621. .746.27 (088.8) Опубликовано 15 ° 07. 82 Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 18. 07. 82

Лебедева

Б.И. Краснов, В.И. Янцен, 10 и Ю.М. Циер (72) Авторы изобретения (73) Заявитель

Всесоюзный научно-исследова автоматизации черной мета (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПОРЕЗОМ СЛИТКА НА УСТАНОВКЕ НЕПРЕРЫВНОЙ

РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к непрерывному литью металлов выдавливанием phcплавленной массы, литью в трубчатые формы с открытыми концами и может быть использовано в системах автоматической резки непрерывного слитка на задаваемые мерные заготовки установок непрерывной разливки металла.

Известно устройство для получения мерных заготовок на установках непре- „ рывной разливки металла (УНРМ), состоящее из фото-реле, которое фиксирует каждую мерную длину заготовки, и механизма для пореза слитка(33.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст" ройство автоматического управления порезом слитка на установках непрерывной разливки металла, содержащее датчик текущей длины слитка, прибор для ро измерения текущей длины слитка, на первый вход которого подключен выход упомянутого датчика, задатчик мерной длины заготовки, подключенный на вто2 рой вход прибора для измерения текущей длины слитка, механизм газовой резки, на вход которого подключен выход прибора для измерения текущей длины слитка(23.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от датчика текущей длины слитка поступает на вход прибора текущей длины слитка. Задатчиком этого прибора устанавливается необходимая мерная длина заготовки. При совпадении числа установленного задатчиком, и текущей длины слитка прибор для измерения текущей длины слитка выдает сигнал на начало пореза слитка.

Недостаток известных устройств заключается в том, что в них не учитываются нестационарные режимы разливки,.связанные со сменой промежуточных ковйей при режиме работы УНРМ методом "Плавка на плавку".

В этом случае, если перерыв струи металла в кристаллизатор продолжает94287

1о ся более 1-2 мин, то образуется переходный участок заготовки, гак называемый "пояс", который при последующем переделе бракуется. В результате возникают ситуации, когда заготовка мерной длины не может быть в дальнейшем использована, так как на каком-то ее участке имеется отрезок, требующий удаления, т.е. условие получения строго мерных заготовок в установке непрерывной разливки металла оказывается нарушенным и возникают значительные потери металла, связанные с повторным переплавом от" бракованного по длине металла.

Целью изобретения является получение максимального количества мерных заготовок в нестационарных режимах разливки, и, следовательно, увеличение выхода годного металла с УНРИ.

Указанная цель достигается тем,. что в устройство, содержащее датчик текущей длины слитка, блок измерения текущей длины слитка, на первый вход которого подключен выход упомянутого датчика, задатчик мерной длины заготовки, подключенный на второй вход прибора для измерения текущей длины слитка, механизм газовой резки, на вход которого подключен выход прибора для измерения текущей длины слитка, дополнительно введен датчик подачи на УНРИ нового промежуточного ковша, реле времени, первый вход которого соединен с выходом указанного датчика, датчик открытия стопора нового

35 промежуточного ковша, выход которого подключен на второй вход реле времени, элемент НЕ, на вход которого подключен датчик открытия стопора нового

4О промежуточного ковша, элемент И,на первый вход которого подключен выход реле времени, а второй вход соединен с выходом элемента НЕ, программный блок, на первый вход которого подключен задатчик мерной длины заготовки, 45 на второй - датчик текущей длины слитка, на третий - выход элемента И, на четвертый - датчик подачи на УНРИ нового промежуточного ковша; а на пятый механизм газовой резки, коммутатор, первый вход которого соединен с первым выходом программного блока, второй вход - со вторым выходом ïðîграммного блока, а третий вход - с выходом прибора для измерения текущей длины слитка.

Кроме того, в составе программного блока находится ключ, первый вход

О 4 которого соединен с выходом датчика текущей длины слитка, а второй. - с выходом датчика подачи нового промежуточного ковша на УНРИ, нормирующий преобразователь с памятью, на вход которого подключен выход ключа, алгебраический сумматор, на первый вход которого подключен выход нормирующего преобразователя с памятью, задатчик расстояния от мениска металла до механизма газовой резки слитка, подклю ченный на второй вход алгебраического сумматора, делительный блок, на первый вход которого подключен выход алгебраического сумматора, а на второй - задатчик мерной длины заготовки, аналого-цифровой преобразователь, на вход которого подключен выход делительного блока, цифро-аналоговый преобразователь, на вход которого подключен выход аналого-цифрового преобразователя, множительный блок первый вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, второй вход — с выходом задатчика мерной длины заготовки, второй алгебраический сумматор, первый вход которого соединен с выходом множительного блока, второй - с выходом алгебраического сумматора, третий алгебраический сумматор, на первый вход которого подключен выход второго алгебраического сумматора, второй ключ, на первый вход которого подключен выход датчика текущей длины слитка, а выход соединен с вторым входом третьего алгебраического сумматора, сигнализатор, вход которого соединен с выходом третьего алгебраического сумматора, а выхсщ - с первым входом коммутатора, счетчик отрезанных заготовок, на первый вход которого подключен выход элемента И, на второй— механизм газовой резки, второй цифроаналоговый преобразователь, на вход которого подключен выход счетчика отрезанных заготовок, четвертый алгебраический сумматор, на первый вход которого подключен выход первого цифро-аналогового преобразователя, на второй - выход второго цифро-аналогового преобразователя, двухпредельный сигнализатор, на вход которого подключен выход четвертого алгебраического сумматора, а выход соединен с вторым входом коммутатора и вторым входом второго ключа.

В качестве ключа, двухпредельного сигналиэатора, сигналиэатора алгеб5 9428 раического сумматора, нормирующего преобразователя с памятью, коммутатора, делительного блока, множительного блока, задатчика могут быть использо,ваны любые серийно выпускаемые аналоговые функциональные устройства, например, серии АКЭСР.

В качестве элементов И, HE могут. использоваться любые серийно выпускаемые логические схемы, например, 10 серии 155. В качестве аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей могут быть использованы любые серийно выпускаемые устройства, например, комплекс АСВТ. 15

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства автоматического управления порезом слитка; на фиг. 2 - схема программного блока.

Устройство содержит датчик 1 длины слитка, выход которого подключен на первый вход блока 2 для измерения текущей длины заготовки, соединенное с задатчиком 3 мерной длины заготовки, блок 4 управления механизмом газовой резки, датчик 5 подачи нового промежуточного ковша, подключенный ко входу реле 6 времени, на другой вход которого подключен датчик 7 открытия стопора нового промежуточного зр ковша, выход которого подключен через элемент 8 НЕ, на вход элемента

9 И, второй вход которого соединен с выходом реле 6 времени, а выход - с программным блоком 10, на второй вход

35 которого подключен выход задатчика 3 мерной длины заготовки, на третий вход - выход датчика 1 текущей длины слитка, на четвертый вход - выход

J датчика 5 подачи нового промежуточного ковша, а пятый вход соединен с блоком 4 управления механизмом газовой резки, и коммутатор 11, íà первый вход которого подключен первый выход программного блока 10, на вто„ рой вход - второй выход программного блока, а на третий вход - выход 9лока 2 для измерения текущей длины слитка, а выход связан с механизмом газовой резки. ,50

Программный блок 10 содержит ключ

12, первый вход которого соединен с выходом датчика 5 подачи нового промежуточного ковша, а второй входс выходом датчика 1 длины слитка, а выход ключа — через нормирующий преобразователь 13 с памятью с алгебраическим сумматором 14, на второй вход которого подключен задатчик 15 рас70 стояния от мениска металла до устройства газовой резки слитка. Выход алгебраического сумматора 14 соединен со входом делительного блока 16, на второй вход которого подключен выход эадатчика 3 мерной длины заготовки, а выход через аналого-цифровой преобразователь 17, соединен с цифроаналоговым преобразователем 18, множительный блок 19, первый вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя 18, второй вход - с выходом задатчика 3 мерной длины заготовки, а выход - со вторым алгебраическим сумматором 20, второй вход которого соединен с выходом первого алгебраического сумматора 14.

Выход алгебраического сумматора 20 связан со входом третьего алгебраического сумматора 21, другой вход которого соединен с выходом второго ключа 22, один из входов которого подключен к датЧику 1 длины слитка.

Выход третьего алгебраического сумматора 21 через сигнализатор 23 подсоединен к коммутатору 11. Также устройство содержит счетчик 24 отрезанных заготовок, на первый вход которого подключен выход элемента 9 И., на второй блок 4 управления механизма газовой резки, а выход через второй цифро-аналоговый преобразователь 25 подключен на вход четвертого алгебраического сумматора 26, второй вход которого подключен на выход первого цифро-аналогового преобразователя 18, а выход связан со входом двухпредельного сигнализатора 27, выход которого соединен с вторым входом коммутатора 11 и вторым входом второго ключа 22.

Устройство работает следующим образом.

В стационарном режиме разливки сигналы от датчика 1 длины слитка поступают на вход прибора 2 для иэмерения текущей длины слитка. Задатчиком

3 мерной длины устанавливается требуемая мерная длина заготовки. При совпадении текущей длины слитка с заданием блок 2 для измерения текущей длины слитка выдает сигнал через ком" мутатор 11 на блок 4 управления механизмом газовой резки, при этом весь слиток режется на заданные мерные заготовки. В нестационарном Режиме, при смене промежуточного ковша, устройство осуществляет такой порез слитка, имеющегося в УНРИ в момент смены про70 8 раического сумматора 14 сигнал, пропорциональный количеству металла, поступает на вход делительного блока

16 и далее на аналого-цифровой.преобразователь 17, где происходит выделеwe целого количества мерных заготовок из имеющегося в ручьях УНРМ ме-. талла, в момент сиены промежуточного ковша. Для этого на второй вход делительного блока 16 поступает сигнал от задатчика 3 мерной длины, заготовки. С выхода аналого-цифрового преобразователя 17 сигнал, пропорциональный количеству мерных заготовок, преобразуется в аналоговый в цифро-аналоговом преобразователе 18 и далее в

I множительном блоке 19 умножается на заданную мерную длину заготовки, величина которой поступает на упомянутый блок от задатчика 3 мерной длины заготовки. Таким образом, на выходе множительного блока 19 появляется сигнал, пропорциональный количеству металла в УНРИ, кратному заданной мерной длине. Во втором алгебраическом сумматоре 20 этот сигнал вы. читается из сигнала, пропррционального общему количеству металла в ручье УНРИ, который поступает на второй вход второго алгебраического сумматора 20 с выхода алгебраического сумматора 14. Сигнал, пропорциональный остатку металла в ручье УНРИ, в третьем алгебраическом сумматоре 21 сравнивается с сигналом от датчика 1 текущей длины слитка, который поступает на вход упомянутого сумматора через ключ 22 пореза последней мерной заготовки. Таким образом, в момент, когда от датчика 1 текущей длины слитка после пореза последней мерной заготовки будет равен сигналу, пропорциональному остатку металла в ручье УНРИ, включается в работу сигнализатор 23 и подается команда на блок 4 управления механизмом газовой резки через коммутатор 11. При этом отрезанный остаток будет содержать "пояс". Коммутатор 11 .переключает управление порезом слитка от фока 2 для измерения текущей длины слитка на программный блок 10 в момент, когда отрезана последняя мерная заготовка. Для этого сигнал с выхода элемента 9 И включает счетчик 24 отрезанных заготовок, на вход которого поступает сигнал от механизма ra7 9428 межуточного ковша, что отрезанные все, кроме последней, заготовки имеют заданную мерную длину. Последняя заготовка - это остаток металла, который содержит образовавшийся "пояс". Порез слитка из металла,, поступившего из нового промежуточного ковша, будет осуществляться, как описано в стационарном режиме разливки, Порез металла в нестационарном ре- lg жиме осуществляется следующим образом, Сигнал с датчика 5 подачи нового промежуточного ковша на УНРИ запускает реле 6 времени. Величина выдержки времени этого реле выбирается, ис" ходя из допустимого flo технологии времени перерыва подачи металла в кристалпизатор. Превышение этого времени ведет к образованию "пояса" на слитке. Если стопор нового промежуточного ковша будет открыт раньше, чем сработает реле 6 времени, т,е. перерыв подачи металла a,êðèñòàëëèзатор не приведет к образованию "пояса", то порез слитка на мерные заготовки будет осуществляться следующим образом. Сигнал с реле 6 времени поступает на первый вход элемента 9 И, а на второй ее вход поступает сигнал от датчика 7 открытия стопора нового промежуточного ковша через элемент

8 НЕ. Если стопор откроется раньше, чем сработает реле 6 времени то элемент И будет заперт нулевым сигналом и программный блок не будет включен зз в работу. Таким образом, порез будет осуществлятьсв, как описано выше, в стационарном режиме разливки, от прибора 2 для измерения теку щей длины слитка. Если же зв время выдержки реле,6 не произойдет открытия стопора нового промежуточного ковша, то на входе элемента 9 И будет единичный сигнал и включится в работу программный блок 10.

Работа программного блока заключается в следующем. В момент смены промежуточного ковша запоминается величина текущей длины слитка в нормирующем преобразователе 13 с памятью, на вход которого через ключ 12 .поступаю ет сигнал от датчика 1 текущей длины слитка. Ключ 12 открывается по сигналу от датчика 5 подачи нового промежуточного ковша. Далее сигнал, пропорциональйый текущей мерной длины, складывается в алгебраическом сумматоре 14 с сигналом, пропорциональным расстоянию от мениска металла до гавовой резки слитка, который установлен на задатчике 15.,С выхода алгеб9428

Формула изобретения

1. Устройство автоматического управления порезом слитка на установке непрерывной разливки металла. сосодержащее датчик текущей длины слитка, блок измерения текущей длины слитка, на первый вход которого подключен выход упомянутого датчика, задатчик мерной длины заготовки, подключенный на второй вход блока измерения теку50 щей длины слитка, механизм газовой резки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения максимального количества мерных заготовок.и увеличения выхода годного металла, Ьно до- . полнительно содержит датчик подачи нового промежуточного ковша, реле времени, датчик открытия стопора нового промежуточного ковша, элемент

9 зовой резки слитка. После -второго цифро-аналогового преобразователя 25 сигнал, пропорциональный количеству отрезанных мерных заготовок, в четвертом алгебраическом сумматоре 26

° сравнивается с рассчитанным количеством целых мерных заготовок, находящихся в ручье УНРМ с момента образо". вания "пояса". Для этого на второй вход четвертого алгебраического сум-. 0 матора 26 поступает сигнал от цифроаналогового преобразователя 18. Когда отрезана последняя мерная заготовка, на выходе четвертого алгебраического сумматора 26 появляется нулевой сигнал, от которого срабатывает двухпредельный сигнализатор 27, один выход которого управляет коммутатором 11, а другой выход - ключом 22.

Преимуществом предлагаемого устройства является то, что в нем учитываются нестационарные режимы разливки, связанные со сменой промежуточных ковшей. При этом образуется переходный участок металла (" пояс" ), который необходимо удалять из слитка.

Устройство автоматически фиксирует момент образования .пояса, и осуществляет его удаление. Тем самым увеличивается выход годного металла на

УНРИ íà 14. По предварительным расчетам авторов экономический эффект от использования предлагаемого изобретения составит около 80 тыс,. руб.

35 в цехах производительностью около

4 млн. тонн стали в год. .Е

70 10

НЕ, программный блок, элемент И и коммутатор, причем первый вход реле времени соединен с выходом датчика нового промежуточного ковша, выход датчика открытия стопора нового про межуточного ковша соединен со вторым входом реле времени, вход элемента

НЕ соединен с выходом реле времени, а второй вход соединен с выходом элемента НЕ, на первый вход программного блока подключен задатчик мерной длины заготовки, на второй - датчик текущей длины слитка, на третий - выход элемента И, на четвертый - датчик подачи нового промежутонного ковша, а на пятый - вход блока управления механизмом газовой резки, первый вход коммутатора соединен с первым выходом программного блока, второй входсо вторым выходом программного блока, третий вход - с выходом блока измерения текущей длины слитка, а выход коммутатора - со входом механизма газовой резки.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что программный блок содержит ключ, нормирующий преобразователь с памятью, алгебраический сумматор, задатчик расстояния от мениска металла до механизма газовой резки слитка, делительный блок, аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, множительный блок, второй алгебраический сумматор, третий алгебраический сумматор, второй ключ,сигнализатор, счетчик отрезанных заготовок, второй цифро-аналоговый преобразователь, четвертый алгебраический сумматор, двухпредельный сигнализатор, причем первый вход ключа соединен с выходом датчика текущей длины слитка, а второй - с выходом датчика подачи нового промежуточного ковша, на вход нормирующего преобразователя с памятью подключен выход ключа, на первый вход алгебраического сумматора подключен выход нормирующего преобразователя с памятью, задатчик расстояния от мениска металла до механизма газовой резки слитка соединен со вторым входом алгебраического сумматора, первый вход делительного бло" ка соединен с. выходом алгебраического сумматора, а второй - с задатчиком мерной длины заготовки, вход аналогоцифрового преобразователя соединен с выходом делительного блока, вход цифро-аналогового преобразователя соеди11 9428 нен с выходом аналого-цифрового преобразователя, первый вход множительного блока соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход - с выходом задатчика мерной дли-g ны заготовки, первый вход второго алгебраического сумматора соединен с выходом множительного блока, второйс выходом алгебраического сумматора, первый вход третьего алгебраического: о сумматора соединен с выходом второго алгебраического сумматора, первый вход второго ключа соединен с выходом датчика текущей длины слитка, а выход соединен с вторым входом треть- э

его алгебраического сумматора, вход сигналиэатора соединен с выходом . третьего алгебраического сумматора, а выход - с первым входом коммутатора, на первый вход счетчика отрезанных заготовок подключен выход элемента И, на второй - механизм газовой резки, вход второго цифро-анало70 12 гового преобразователя соединен с выходом счетчика отрезанных заготовок, первый вход четвертого алгебраического сумматора соединен с. выходом

nepaoro цифро-аналогового преобразователя, второй - с выходом второго цифро-аналогового преобразователя. вход двухпредельного сигналиэаторв соединен с выходом четвертого алгебраического сумматора, а выход соединен со вторым входом коймутатора и вторым входом второго ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бойченко М.С. и др. Непрерывная разливка стали. М., "Металлургия", 1961, с. 169.

2. Марголин Ш.M. и Карлик В.А.

Электрооборудование и автоматизация установок непрерывной разливки стали. M., "Металлургия", 1969, с. 165167.