RU2817250C2 - System for monitoring and assessing state of refractory elements at metallurgical enterprise - Google Patents
System for monitoring and assessing state of refractory elements at metallurgical enterprise Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817250C2 RU2817250C2 RU2021137591A RU2021137591A RU2817250C2 RU 2817250 C2 RU2817250 C2 RU 2817250C2 RU 2021137591 A RU2021137591 A RU 2021137591A RU 2021137591 A RU2021137591 A RU 2021137591A RU 2817250 C2 RU2817250 C2 RU 2817250C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- data
- metallurgical
- refractory element
- state
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 16
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 5
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000003062 neural network model Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиField of technology
[1] Настоящее изобретение относится к системе для отслеживания и оценки состояния сменных огнеупорных элементов, таких как плиты шиберного затвора, на металлургическом предприятии, содержащем металлургические емкости, такие как ковши.[1] The present invention relates to a system for monitoring and assessing the condition of replaceable refractory elements, such as gate plates, in a metallurgical plant containing metallurgical vessels, such as ladles.
Уровень техникиState of the art
[2] На металлургическом предприятии многочисленные огнеупорные элементы эксплуатируются в тяжелых условиях и со временем изнашиваются, поэтому их необходимо часто заменять. Примером таких огнеупорных элементов, подлежащих частой замене, являются плиты шиберного затвора.[2] In a metallurgical plant, numerous refractory elements are subjected to harsh conditions and wear out over time, requiring frequent replacement. An example of such refractory elements that must be replaced frequently are gate valve plates.
[3] Шиберные затворы хорошо известны в данной области техники. Шиберные затворы используются для управления потоком расплавленного металла, выливаемого из вышестоящей металлургической емкости в нижестоящую емкость. Например, из печи в ковш, из ковша в промковш или из промковша в изложницу. Например, в US-A-0311902 или US-A-0506328 раскрыты шиберные затворы, расположенные на днище разливочного ковша, в которых пара огнеупорных плит шиберного затвора, снабженная сквозным отверстием, сдвигаются одна относительно другой. Когда разливочные отверстия находятся в регистре или частично перекрываются, расплавленный металл может протекать через шиберный затвор ("литейный канал" открыт), в то время как при отсутствии перекрытия между разливочными отверстиями поток расплавленного металла полностью прекращается ("литейный канал" закрыт). Частичное перекрытие разливочных отверстий позволяет регулировать поток расплавленного металла путем дросселирования потока расплавленного металла. Хотя за последние десятилетия шиберные затворы претерпели значительные изменения, принцип их работы остался прежним: одна плита сдвигается относительно другой для управления уровнем перекрытия между сквозными отверстиями двух плит.[3] Gate valves are well known in the art. Gate valves are used to control the flow of molten metal poured from an upstream metallurgical vessel into a downstream vessel. For example, from a furnace to a ladle, from a ladle to a tundish, or from a tundish to a mold. For example, US-A-0311902 or US-A-0506328 discloses gate valves located on the bottom of a ladle, in which a pair of refractory gate valve plates, provided with a through hole, are moved relative to each other. When the pouring holes are in register or partially overlapped, molten metal can flow through the gate (the "casting channel" is open), while when there is no overlap between the pouring holes, the flow of molten metal stops completely (the "casting channel" is closed). Partial overlap of the pouring holes allows you to regulate the flow of molten metal by throttling the flow of molten metal. Although gate valves have undergone significant changes in recent decades, the principle of their operation remains the same: one plate moves relative to the other to control the level of overlap between the through holes of the two plates.
[4] JP2008221271 раскрывает аппарат для оценки состояния износа плит шиберного затвора в металлургической емкости. Такой аппарат позволяет проверить признаки чрезмерного износа плит шиберного затвора и, следовательно, выдает операторам сигнал о необходимости ремонта шиберного затвора путем замены плит шиберного затвора. Однако аппарат из данного уровня техники не позволяет отслеживать плиты шиберного затвора после их размещения в металлургических емкостях. Хотя такие плиты шиберного затвора могут иметь бирку с идентификационным номером, такая бирка будет уничтожена или станет трудночитаемой, как только расплавленный металл будет залит в металлургическую емкость. Этот аппарат из уровня техники, следовательно, позволяет принимать своевременные решения о необходимости замены набора плит шиберного затвора, но не позволяет собирать и хранить исторические данные об износе для каждой плиты шиберного затвора и ассоциировать такие исторические данные, например, с особенностями изготовления плиты шиберного затвора, обычно связанными с номером партии или идентификационным номером плиты шиберного затвора. Для улучшения понимания влияния процессов производства огнеупорных элементов на их свойства при применении желательно иметь систему, позволяющую связать исторические данные о состоянии огнеупорного элемента с особенностями его производства и параметрами производства металла, связанными с использованием огнеупорных элементов в процессе разливки металла.[4] JP2008221271 discloses an apparatus for assessing the wear state of gate valve plates in a metallurgical vessel. Such a device can check for signs of excessive wear on the gate plates and therefore alert operators to the need to repair the gate valve by replacing the gate plates. However, the apparatus of the prior art does not allow tracking of gate valve plates after they are placed in metallurgical containers. Although such gate plates may have a tag with an identification number, such a tag will be destroyed or become difficult to read once the molten metal is poured into the metallurgical vessel. This prior art apparatus therefore allows timely decisions to be made about the need to replace a set of gate plates, but does not allow the collection and storage of historical wear data for each gate plate and the association of such historical data, for example, with the manufacturing characteristics of the gate plate, usually associated with the lot number or gate plate identification number. To improve understanding of the impact of refractory element production processes on their application properties, it is desirable to have a system that allows historical data on the condition of a refractory element to be linked with its production characteristics and metal production parameters associated with the use of refractory elements in the metal casting process.
[5] В документе WO 2005/007325 раскрываются различные способы объективного определения возможности повторного использования или утилизации огнеупорной плиты шиберного затвора, например, путем сравнения теоретической и фактической степени дросселирования отверстий шиберного затвора. Однако описанные способы сложны в реализации, поскольку требуют измерения нескольких параметров во время разливки металла, таких как мгновенный расход расплавленного металла через шиберный затвор, чтобы вывести фактическую степень дросселирования отверстий шиберного затвора. Они также требуют расчета теоретического мгновенного расхода расплавленного металла на основе законов физики, поэтому необходима точная физическая модель механических взаимодействий между металлургической емкостью, шиберным затвором и расплавленным металлом. Поэтому способы, описанные в этом документе уровня техники, одновременно сложны в реализации и имеют ограниченную точность из-за несовершенства физических измерений во время разливки металла и приближений в модели, используемой для расчета теоретического расхода расплавленного металла через шиберный затвор. Кроме того, не раскрыт способ или система для автоматизации сбора данных о состоянии различных наборов плит и хранения указанных данных о состоянии в памяти компьютера.[5] WO 2005/007325 discloses various methods for objectively determining the reuse or disposal of a fire-resistant gate valve plate, for example by comparing the theoretical and actual throttling rates of gate valve openings. However, the described methods are difficult to implement because they require the measurement of several parameters during metal casting, such as the instantaneous flow of molten metal through the gate valve, in order to deduce the actual degree of throttling of the gate gate holes. They also require the calculation of the theoretical instantaneous flow of molten metal based on the laws of physics, so an accurate physical model of the mechanical interactions between the metallurgical vessel, gate valve and molten metal is necessary. Therefore, the methods described in this prior art document are both difficult to implement and have limited accuracy due to imperfections in the physical measurements during metal casting and the approximations in the model used to calculate the theoretical flow of molten metal through the gate. In addition, no method or system is disclosed for automating the collection of condition data of various sets of slabs and storing said condition data in computer memory.
[6] Документ WO 2010/057656 раскрывает систему контроля и способ активного отслеживания конкретных данных о системах или компонентах металлургической системы. Указанный способ использует метки радиочастотной идентификации RFID, закрепленные на отдельных компонентах или системах металлургического предприятия, и поэтому не применим к огнеупорным элементам, таким как плиты шиберного затвора, которые подвергаются термическому, механическому и химическому воздействию расплавленного металла. Метки RFID, размещенные на плитах шиберного затвора, действительно не выдерживают операций разливки металла и поэтому не могут использоваться для отслеживания плит шиберного затвора при применении. Кроме того, в данном документе не раскрыта какая-либо система или способ для фактической оценки состояния огнеупорных элементов, таких как плиты шиберного затвора.[6] WO 2010/057656 discloses a monitoring system and method for actively monitoring specific data about systems or components of a metallurgical system. This method uses RFID tags attached to individual components or systems in the smelter and is therefore not applicable to refractory components such as gate plates that are subject to the thermal, mechanical and chemical attack of molten metal. RFID tags placed on gate plates do not really withstand metal casting operations and therefore cannot be used to track gate plates during application. Additionally, this document does not disclose any system or method for actually assessing the condition of refractory elements such as gate valve plates.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
[7] Целью настоящего изобретения является предоставление системы для отслеживания и оценки состояния сменных огнеупорных элементов на металлургическом предприятии, позволяющей получить представление об исторических данных об износе огнеупорных элементов в ассоциации с особенностями изготовления указанных огнеупорных элементов и параметрами производства металла, связанными с использованием огнеупорных элементов в процессе разливки металла.[7] The object of the present invention is to provide a system for monitoring and assessing the condition of replaceable refractory elements in a metallurgical plant, providing insight into historical wear data of refractory elements in association with the manufacturing characteristics of said refractory elements and metal production parameters associated with the use of refractory elements in metal casting process.
[8] Настоящее изобретение определено в прилагаемых независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения. В частности, система для отслеживания и оценки состояния сменных огнеупорных элементов на металлургическом предприятии содержит:[8] The present invention is defined in the accompanying independent claims. Preferred embodiments are defined in the dependent claims. In particular, a system for monitoring and assessing the condition of replaceable refractory elements at a metallurgical plant contains:
a) совокупность идентифицируемых металлургических емкостей, таких как ковши, при этом каждая из указанных идентифицируемых металлургических емкостей содержит заменяемые огнеупорные элементы, такие как плиты шиберного затвора;a) a plurality of identifiable metallurgical vessels, such as ladles, wherein each of said identifiable metallurgical vessels contains replaceable refractory elements, such as gate plates;
b) совокупность заменяющих огнеупорных элементов, при этом каждый заменяющий огнеупорный элемент содержит машиночитаемую идентификационную метку, содержащую идентификационные данные огнеупорного элемента;b) a plurality of replacement refractory elements, wherein each replacement refractory element includes a machine-readable identification mark containing identification data of the refractory element;
c) станция считывания, такая как автоматизированное рабочее место RFID, для считывания машиночитаемых идентификационных меток заменяющего огнеупорного элемента, расположенного в зоне считывания станции считывания;c) a reading station, such as an RFID workstation, for reading the machine-readable identification tags of the replacement refractory element located in the reading area of the reading station;
d) инструмент для определения состояния огнеупоров для оценки состояния огнеупорных элементов, соединенных с любой из указанных металлургических емкостей;d) a refractory condition tool for assessing the condition of refractory elements connected to any of the specified metallurgical vessels;
e) блок контроля, выполненный с возможностью соединения со станцией считывания и инструментом для определения состояния огнеупоров, при этом блок контроля выполнен с возможностью:e) a monitoring unit configured to connect to a reading station and a tool for determining the condition of refractories, wherein the monitoring unit is configured to:
i. приема от инструмента для определения состояния огнеупоров данных о состоянии по меньшей мере одного огнеупорного элемента, присоединенного к одной из указанных металлургических емкостей;i. receiving from a tool for determining the state of refractories data on the state of at least one refractory element attached to one of the specified metallurgical containers;
ii. приема идентификационных данных указанной металлургической емкости;ii. receiving identification data of said metallurgical container;
iii. хранения в базе данных состояния огнеупоров указанных данных о состоянии в ассоциации с идентификационными данными указанной металлургической емкости;iii. storing in a refractory condition database said condition data in association with identification data of said metallurgical container;
iv. принятия решения о необходимости замены огнеупорного элемента на основании указанных данных о состоянии ("ГОДЕН ИЛИ НЕ ГОДЕН"), и в случае необходимости замены огнеупорного элемента ("НЕ ГОДЕН"), блок контроля выполнен с возможностью:iv. making a decision on the need to replace the refractory element based on the specified status data (“PASS OR NOT PASS”), and if it is necessary to replace the refractory element (“NOT PASS”), the control unit is configured to:
a. проверки того, что идентификационные данные огнеупорного элемента, принятые от станции считывания, соответствуют идентификационным данным заменяющего огнеупорного элемента, заменяющего указанный по меньшей мере один огнеупорный элемент;a. checking that the identification data of the refractory element received from the reading station matches the identification data of the replacement refractory element replacing the at least one refractory element;
b. ассоциации в базе данных состояния огнеупоров указанных идентификационных данных огнеупорного элемента с идентификационными данными указанной металлургической емкости (1).b. association in the refractory condition database of said refractory element identification data with the identification data of said metallurgical container (1).
[9] В преимущественном варианте осуществления блок контроля содержит человеко-машинный интерфейс или HMI, при этом указанный HMI выполнен с возможностью информирования человека-оператора о необходимости или отсутствия необходимости замены огнеупорного элемента.[9] In an advantageous embodiment, the control unit comprises a human-machine interface or HMI, wherein said HMI is configured to inform a human operator whether or not the refractory element needs to be replaced.
[10] В преимущественном варианте осуществления, когда огнеупорный элемент должен быть заменен, HMI выполнен с возможностью запроса, чтобы человек-оператор подтвердил, что идентификационные данные огнеупорного элемента, принятые станцией считывания, соответствуют идентификационным данным заменяющего огнеупорного элемента, заменяющего указанный по меньшей мере один огнеупорный элемент.[10] In an advantageous embodiment, when a refractory element is to be replaced, the HMI is configured to request that a human operator confirm that the refractory element identity received by the reading station matches the identity of the replacement refractory element replacing the at least one fireproof element.
[11] В преимущественном варианте осуществления каждая металлургическая емкость содержит машиночитаемую метку, а блок контроля выполнен с возможностью считывания такой машиночитаемой метки, когда металлургическая емкость находится в зоне обнаружения блока контроля.[11] In an advantageous embodiment, each metallurgical container contains a machine-readable mark, and the control unit is configured to read such a machine-readable mark when the metallurgical container is in the detection zone of the control unit.
[12] В преимущественном варианте осуществления[12] In an advantageous embodiment
i. блок контроля выполнен с возможностью ассоциирования по умолчанию в базе данных состояния огнеупоров идентификационных данных огнеупорного элемента для заменяющего огнеупорного элемента, размещенного в зоне считывания станции считывания, с идентификационными данными металлургической емкости, расположенной в зоне обнаружения блока контроля;i. the control unit is configured to associate, by default, in the refractory state database, the identification data of the refractory element for the replacement refractory element located in the reading zone of the reading station with the identification data of the metallurgical container located in the detection zone of the control unit;
ii. HMI выполнен таким образом, что человек-оператор может изменить ассоциацию по умолчанию.ii. The HMI is designed in such a way that a human operator can change the default association.
[13] В преимущественном варианте осуществления блок контроля управляет роботизированной системой, выполненной с возможностью выполнения одной или большего количества из следующих манипуляций: манипулирование заменяющими огнеупорными элементами, размещение заменяющего огнеупорного элемента в зоне считывания станции считывания, удаление отработанного огнеупорного элемента из металлургической емкости, присоединение заменяющего огнеупорного элемента к металлургической емкости, присоединение и отсоединение инструмента для определения состояния огнеупоров к металлургической емкости.[13] In an advantageous embodiment, the control unit controls a robotic system configured to perform one or more of the following manipulations: manipulating replacement refractory elements, placing a replacement refractory element in the reading area of the reading station, removing a spent refractory element from a metallurgical vessel, attaching a replacement refractory element to the metallurgical container, attaching and detaching a tool to determine the condition of the refractories to the metallurgical container.
[14] В преимущественном варианте осуществления станция считывания представляет собой автоматизированное рабочее место RFID, а заменяющие огнеупорные элементы содержат метки RFID.[14] In an advantageous embodiment, the reading station is an RFID workstation and the replacement refractory elements contain RFID tags.
[15] В преимущественном варианте осуществления идентификационные данные металлургических емкостей включены в двумерные штрих-коды, размещенные на летках ковшей, при этом указанный блок контроля выполнен с возможностью считывания таких двумерных штрих-кодов.[15] In an advantageous embodiment, the identification data of the metallurgical containers is included in two-dimensional bar codes located on the ladle tapholes, wherein said control unit is configured to read such two-dimensional bar codes.
[16] В преимущественном варианте осуществления блок контроля выполнен с возможностью хранения в указанной базе данных состояния огнеупоров данных о производстве огнеупоров в ассоциации с указанными идентификационными данными огнеупоров, причем указанные данные о производстве огнеупоров содержат по меньшей мере одну из следующих данных:[16] In an advantageous embodiment, the control unit is configured to store, in said refractory status database, refractory production data in association with said refractory identification data, said refractory production data comprising at least one of the following data:
• огнеупорный материал;• fireproof material;
• параметры процесса производства огнеупоров, такие как температура, давление и продолжительность различных этапов производства;• parameters of the refractory production process, such as temperature, pressure and duration of various production stages;
• дата производства огнеупоров.• date of production of refractories.
[17] В преимущественном варианте осуществления блок контроля выполнен с возможностью хранения в указанной базе данных состояния огнеупоров данных о процессе производства металла в ассоциации с идентификационными данными указанной металлургической емкости, причем указанные данные о процессе производства металла содержат по меньшей мере одну из следующих данных:[17] In an advantageous embodiment, the control unit is configured to store, in said refractory status database, metal production process data in association with identification data of said metallurgical vessel, said metal production process data comprising at least one of the following data:
• тип металла, залитого в указанную металлургическую емкость, и марка металла;• type of metal poured into the specified metallurgical container and grade of metal;
• тип различных огнеупоров, используемых в металлургической емкости;• the type of various refractories used in the metallurgical container;
• частота и/или продолжительность простоя (простоев) металлургической емкости;• frequency and/or duration of metallurgical vessel downtime(s);
• характеристики конечного продукта процесса производства металла;• characteristics of the final product of the metal production process;
• время разливок;• pouring time;
• температура разливок;• temperature of castings;
• тепловая химия;• thermal chemistry;
• дата/время установки нового огнеупорного элемента (элементов);• date/time of installation of the new fire-resistant element(s);
• количество разливок с одним и тем же огнеупорным элементом (элементами).• number of castings with the same refractory element(s).
[18] В преимущественном варианте осуществления система согласно изобретению содержит вычислительный блок, причем указанный вычислительный блок выполнен с возможностью вычисления коэффициентов прогнозной модели машинного обучения для данных о состоянии огнеупоров, при этом указанный вычислительный блок выполнен с возможностью[18] In an advantageous embodiment, the system according to the invention comprises a computing unit, wherein said computing unit is configured to calculate coefficients of a predictive machine learning model for refractory condition data, wherein said computing unit is configured to
i. генерирования совокупности обучающих примеров на основе данных указанной базы данных состояния огнеупоров, при этом каждый обучающий пример содержит:i. generating a set of training examples based on the data of the specified database of the state of refractories, with each training example containing:
1. входные данные обучающего примера на основе по меньшей мере одного параметра, извлеченного из данных о производстве огнеупоров и/или по меньшей мере одного параметра, извлеченного из данных о процессе производства металла;1. training example input data based on at least one parameter extracted from refractory manufacturing data and/or at least one parameter extracted from metal manufacturing process data;
2. выходные данные обучающего примера на основе по меньшей мере одного параметра, извлеченного из данных о состоянии огнеупоров;2. output of a training example based on at least one parameter extracted from the refractory condition data;
ii. обучения прогнозной модели машинного обучения на основе обучающих примеров.ii. training a predictive machine learning model based on training examples.
[19] В преимущественном варианте осуществления инструмент для оценки состояния огнеупоров является инструментом для определения состояния плит для измерения данных о состоянии плит шиберного затвора, соединенных с шиберным затвором металлургической емкости, такой как ковш, причем указанный шиберный затвор содержит стакан-коллектор, выступающий из внешней стенки указанного шиберного затвора, причем указанный шиберный затвор выполнен с возможностью переключение между открытой и закрытой конфигурацией путем сдвига по меньшей мере двух плит шиберного затвора относительно друг друга, при этом указанный стакан-коллектор находится в сообщении по текучей среде с литейным каналом указанной металлургической емкости, когда указанный шиберный затвор находится в открытой конфигурации, причем указанный инструмент для определения состояния плит содержит:[19] In an advantageous embodiment, the refractory condition assessment tool is a slab condition tool for measuring condition data of gate valve plates connected to the gate valve of a metallurgical vessel, such as a ladle, wherein said gate valve includes a manifold nozzle protruding from an outer the walls of said gate valve, wherein said gate valve is configured to switch between an open and closed configuration by sliding at least two plates of the gate gate relative to each other, wherein said collector cup is in fluid communication with the casting channel of said metallurgical container, when said gate valve is in an open configuration, said slab condition tool comprising:
• основной корпус, содержащий уплотняющее устройство для по меньшей мере частичного уплотнения стакан-коллектора;• a main body containing a sealing device for at least partially sealing the collector cup;
• устройство инжектирования газа, содержащее регулятор давления, для инжектирования газа в стакан-коллектор через уплотняющее устройство при целевом давлении;• a gas injection device comprising a pressure regulator for injecting gas into the manifold cup through the sealing device at a target pressure;
• устройство измерения расхода газа для измерения расхода газа, инжектируемого устройством инжектирования газа;• a gas flow measuring device for measuring the flow of gas injected by the gas injection device;
• контроллер, соединенный с возможностью связи с устройством измерения расхода газа и выполненный с возможностью приема входных данных, относящихся к относительному положению плит шиберного затвора.• a controller communicatively connected to the gas flow measuring device and configured to receive input data relating to the relative position of the gate valve plates.
[20] В преимущественном варианте осуществления контроллер выполнен с возможностью хранения в памяти указанного контроллера расхода газа (GF), необходимого для достижения целевого давления, и относительного положения (RP) плит шиберного затвора как функции переменной времени.[20] In an advantageous embodiment, the controller is configured to store in said controller a gas flow rate (GF) required to achieve a target pressure and a relative position (RP) of the gate plates as a function of a time variable.
[21] В преимущественном варианте осуществления контроллер выполнен с возможностью обработки функции расхода газа (GF) таким образом, чтобы извлечь первый показатель путем вычисления производной указанной функции и второй показатель путем вычисления интеграла указанной функции.[21] In an advantageous embodiment, the controller is configured to process a gas flow function (GF) so as to extract a first value by calculating the derivative of said function and a second value by calculating the integral of said function.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
[22] Эти и другие аспекты изобретения будут пояснены более подробно на примере и со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:[22] These and other aspects of the invention will be explained in more detail by example and with reference to the accompanying drawings, in which:
на фиг. 1a) и 1b) показаны соответственно первый и второй варианты осуществления системы в соответствии с изобретением;in fig. 1a) and 1b) respectively show the first and second embodiments of a system in accordance with the invention;
на фиг. 2a) и 2b) представлены взаимодействия между блоком контроля и другими компонентами в вариантах осуществления в соответствии с фиг. 1a) и 1b);in fig. 2a) and 2b) represent the interactions between the control unit and other components in the embodiments according to FIG. 1a) and 1b);
на фиг. 3 показан пример, иллюстрирующий, как база данных состояния огнеупоров может быть обновлена блоком контроля;in fig. 3 shows an example illustrating how the refractory status database can be updated by the monitoring unit;
на фиг. 4а) показан двухплитный, а на фиг. 4b) трехплитный шиберный затвор металлургической емкости;in fig. 4a) shows a two-slab, and in Fig. 4b) three-plate gate valve of a metallurgical container;
на фиг. 5 представлен схематический вид основных компонентов одного из примеров инструмента для определения состояния плит для использования в системе в соответствии с изобретением;in fig. 5 is a schematic view of the main components of one example of a slab condition tool for use in a system in accordance with the invention;
на фиг. 6 показан вид в перспективе днища ковша, содержащего шиберный затвор, с которым соединен инструмент для определения состояния плит системы в соответствии с изобретением;in fig. 6 is a perspective view of the bottom of a ladle containing a gate valve to which is connected a tool for determining the condition of the plates of a system in accordance with the invention;
на фиг. 7а) и 7b) показаны графики параметров, контролируемых инструментом для определения состояния плит в соответствии с изобретением.in fig. 7a) and 7b) show graphs of parameters monitored by a tool for determining the condition of slabs in accordance with the invention.
Указанные фигуры изображены не в масштабе.The figures shown are not to scale.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments
[23] На фиг. 1a) представлен первый вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением. Ковш 1 лежит на своем боку в цеху, где его проверяют на наличие изношенных элементов и для восстановления.[23] In FIG. 1a) shows a first embodiment of a system in accordance with the present invention. Bucket 1 lies on its side in the workshop, where it is checked for worn elements and for restoration.
[24] Согласно одному существенному признаку настоящего изобретения, ковш 1 относится к коллекции металлургических емкостей, в которой каждая металлургическая емкость является идентифицируемой, что означает, что каждую металлургическую емкость коллекции можно отличить от других. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1a), ковш 1 несет уникальный идентификационный номер N°### на своей внешней стенке, чтобы его мог идентифицировать, например, человек-оператор 11. В качестве альтернативы, металлургическая емкость может нести метку RFID или штрих-код, такой как QR-код.[24] According to one essential feature of the present invention, the ladle 1 belongs to a collection of metallurgical vessels, in which each metallurgical vessel is identifiable, which means that each metallurgical vessel of the collection can be distinguished from others. In the embodiment shown in FIG. 1a), the ladle 1 carries a unique identification number N°### on its outer wall so that it can be identified, for example, by a human operator 11. Alternatively, the metallurgical container may carry an RFID tag or bar code such as a QR code. code.
[25] Согласно другому существенному признаку настоящего изобретения, ковш 1 содержит заменяемые огнеупорные элементы, такие как плиты шиберного затвора 1p. Плиты шиберного затвора 1p необходимо заменять через короткие интервалы времени из-за механических и тепловых ограничений, в которых они работают. Поэтому плиты шиберного затвора 1p преимущественно установлены на шиберный затвор ковша 1 благодаря реверсивному механическому соединению. Плита шиберного затвора 1p может, например, быть зажата в люльке шиберного затвора, чтобы ее мог время от времени менять человек или робот-оператор. Другие огнеупорные элементы шиберного затвора, такие как стакан-коллектор или внутреннее сопло, также могут быть заменены при необходимости.[25] According to another essential feature of the present invention, the ladle 1 contains replaceable refractory elements such as gate valve plates 1p. 1p gate valve plates must be replaced at short intervals due to the mechanical and thermal limitations under which they operate. Therefore, the gate valve plates 1p are advantageously mounted on the gate valve of the ladle 1 by means of a reversible mechanical connection. The slide valve plate 1p can, for example, be clamped in the slide valve cradle so that it can be changed from time to time by a human or robot operator. Other fire-resistant elements of the gate valve, such as the manifold bowl or the internal nozzle, can also be replaced if necessary.
[26] На фиг. 1a) человек-оператор 11 стоит рядом со стопкой заменяющих огнеупорных элементов 1r. Каждый заменяющий огнеупорный элемент 1r несет машиночитаемую метку (не представлена), такую как метку RFID или штрих-код. Человек-оператор 11 взаимодействует со станцией считывания 2, выполненной с возможностью считывания машиночитаемых идентификационных меток заменяющего огнеупорного элемента 1d, расположенного в зоне считывания 21 станции считывания 2. Система согласно настоящему изобретению также содержит инструмент для определения состояния огнеупоров 3 для оценки состояния огнеупорных элементов, таких как плиты шиберного затвора 1p, металлургической емкости 1. Инструмент для определения состояния огнеупоров 3 преимущественно выполнен с возможностью измерения физических параметров, на основании которых можно определить состояние износа огнеупорного элемента 1p. В частности, инструмент для определения состояния огнеупоров 3 должен быть способен определить, когда огнеупорный элемент находится в состоянии чрезмерного износа, до такой степени, что его необходимо заменить. Документ JP2008221271 раскрывает, например, такой инструмент для определения состояния огнеупоров 3 для оценки состояния износа плит шиберного затвора металлургической емкости. Другие примеры инструментов для определения состояния огнеупоров будут представлены далее в этом тексте.[26] In FIG. 1a) human operator 11 stands next to a stack of replacement refractory elements 1r. Each replacement refractory element 1r carries a machine-readable tag (not shown), such as an RFID tag or bar code. A human operator 11 interacts with a reading station 2 configured to read machine-readable identification marks of a replacement refractory element 1d located in the reading area 21 of the reading station 2. The system according to the present invention also includes a tool for determining the condition of refractories 3 for assessing the condition of refractory elements such such as gate valve plates 1p, metallurgical container 1. The tool for determining the state of refractories 3 is advantageously designed to measure physical parameters, on the basis of which the wear state of the refractory element 1p can be determined. In particular, the refractory condition detection tool 3 must be able to determine when a refractory element is in a state of excessive wear to the point that it needs to be replaced. Document JP2008221271 discloses, for example, such a tool for determining the condition of refractories 3 for assessing the wear condition of gate valve plates of a metallurgical vessel. Other examples of tools for determining the condition of refractories will be presented later in this text.
[27] Согласно другому существенному признаку изобретения, система содержит блок контроля 4. Блок контроля 4 выполнен с возможностью соединения со станцией считывания 2 и с инструментом для определения состояния огнеупоров 3. Блок контроля 4 выполнен с возможностью приема от инструмента для определения состояния огнеупоров 3 данных о состоянии по меньшей мере одного огнеупорного элемента, присоединенного к металлургической емкости 1. После их приема данные о состоянии сохраняются блоком контроля 4 в базе данных состояния огнеупоров в ассоциации с идентификационными данными металлургической емкости 1. Блок контроля 4 также выполнен с возможностью установления необходимости или отсутствия необходимости замены огнеупорного элемента 1p на основе указанных данных о состоянии и принятия соответствующего решения "ГОДЕН" или "НЕ ГОДЕН". Блок контроля 4 содержит по меньшей мере один процессор и, предпочтительно, память. Такой процессор может быть расположен в цехе металлургического предприятия, в непосредственной близости от других компонентов системы согласно изобретению, таких как станция считывания 2 и инструмент для определения состояния огнеупоров 3. Затем инструмент для определения состояния огнеупоров 3 преимущественно соединен с возможностью связи с блоком контроля 4 с помощью проводного соединения, как показано на фиг. 1a), или с помощью беспроводного соединения, как показано на фиг. 1b) (антенна "c").[27] According to another essential feature of the invention, the system contains a control unit 4. The control unit 4 is configured to connect to a reading station 2 and to a tool for determining the condition of refractories 3. The control unit 4 is configured to receive data from the tool for determining the condition of refractories 3 about the state of at least one refractory element connected to the metallurgical vessel 1. After receiving them, the state data is stored by the control unit 4 in the refractory state database in association with the identification data of the metallurgical vessel 1. The control unit 4 is also configured to determine the need or absence the need to replace the refractory element 1p based on the specified condition data and make the appropriate decision “PASS” or “FAIL”. The control unit 4 contains at least one processor and preferably a memory. Such a processor may be located on the metallurgical plant floor, in close proximity to other components of the system according to the invention, such as a reading station 2 and a refractory status tool 3. The refractory status tool 3 is then advantageously coupled in communication with a monitoring unit 4 using a wired connection as shown in FIG. 1a), or via a wireless connection as shown in FIG. 1b) (antenna "c").
[28] В качестве альтернативы, блок контроля 4 может быть расположен удаленно и может связываться, посредством проводного или беспроводного соединения, с другими компонентами системы согласно изобретению через компьютерную сеть благодаря протоколу связи, такому как TCP/IP. Он также может содержать совокупность процессоров, причем по меньшей мере некоторые из этих процессоров встроены в другие компоненты системы, такие как станция считывания 2 или инструмент для определения состояния огнеупоров 3. База данных состояния огнеупоров может храниться в памяти блока контроля 4. В качестве альтернативы, база данных состояния огнеупоров может быть центральной базой данных, размещенной на удаленном сервере и собирающей данные о состоянии огнеупоров с различных металлургических предприятий.[28] Alternatively, the control unit 4 can be located remotely and can communicate, via a wired or wireless connection, with other components of the system according to the invention via a computer network thanks to a communication protocol such as TCP/IP. It may also comprise a plurality of processors, at least some of these processors being embedded in other components of the system, such as a reading station 2 or a refractory status tool 3. A refractory status database may be stored in a memory of the monitoring unit 4. Alternatively, A refractory condition database can be a central database hosted on a remote server that collects refractory condition data from various metallurgical plants.
[29] В варианте осуществления в соответствии с фиг. 1a), инструмент для определения состояния огнеупоров 3 и заменяющие огнеупорные элементы 1r манипулируются человеком-оператором 11. В этом варианте осуществления человек-оператор 11 отвечает за размещение заменяющего огнеупорного элемента 1r в зоне считывания 21 станции считывания 2. Извлечение отработанного огнеупорного элемента 1p из металлургической емкости 1 и присоединение заменяющего огнеупорного элемента к металлургической емкости 1 в случае решения "НЕ ГОДЕН" от блока контроля 4 также выполняется вручную человеком-оператором 11. В этом варианте осуществления блок контроля 4 содержит преимущественно человеко-машинный интерфейс (HMI) 41 для организации взаимодействием между системой согласно настоящему изобретению и человеком-оператором 11. Указанный HMI 41 преимущественно выполнен с возможностью информирования человека-оператора 11 о необходимости или отсутствия необходимости замены огнеупорного элемента 1p путем отображения, например, сообщения на экране. HMI 41 преимущественно соединен с возможностью связи с блоком контроля 4 проводным соединением, как показано на фиг. 1a). В качестве альтернативы, HMI 41 может находиться в беспроводной связи с блоком контроля 4. В еще одном варианте осуществления, HMI 41 может быть интегрирован в блок контроля 4 таким образом, что они имеют по меньшей мере один общий электронный процессор.[29] In the embodiment according to FIG. 1a), the tool for determining the condition of the refractories 3 and the replacement refractory elements 1r are manipulated by a human operator 11. In this embodiment, the human operator 11 is responsible for placing the replacement refractory element 1r in the reading area 21 of the reading station 2. Removing the spent refractory element 1p from the metallurgical container 1 and the connection of a replacement refractory element to the metallurgical container 1 in the event of a "NOT GO" decision from the control unit 4 is also performed manually by a human operator 11. In this embodiment, the control unit 4 predominantly contains a human-machine interface (HMI) 41 for organizing interaction between the system according to the present invention and the human operator 11. Said HMI 41 is advantageously configured to inform the human operator 11 whether or not it is necessary to replace the refractory element 1p by displaying, for example, a message on the screen. The HMI 41 is advantageously connected communicatively to the control unit 4 by a wired connection, as shown in FIG. 1a). Alternatively, HMI 41 may be in wireless communication with control unit 4. In yet another embodiment, HMI 41 may be integrated into control unit 4 such that they share at least one common electronic processor.
[30] Как объяснялось выше, идентификационные данные металлургической емкости 1 представляют собой данные, связанные с металлургической емкостью 1, которые позволяют отличить такую металлургическую емкость 1 от других металлургических емкостей на металлолитейном предприятии. Как показано на фиг. 1a), они могут соответствовать уникальному идентификационному номеру N°### на внешней стенке металлургической емкости 1. В этом варианте осуществления HMI 41 может быть выполнен с возможностью приема от оператора 11 идентификационного номера N°### металлургической емкости 1, находящейся в настоящее время в цехе. В качестве альтернативы, металлургическая емкость 1 может иметь машиночитаемую метку, такую как метку RFID, как показано на фиг. 1b) (антенна "a"). В этом варианте осуществления блок контроля 4 выполнен с возможностью считывания метки RFID металлургической емкости 1 для получения ее идентификационных данных, когда металлургическая емкость 1 находится в зоне обнаружения 42 блока контроля 4. Важно отметить, что в данном тексте уникальный идентификационный номер или машиночитаемая метка может быть расположена на заменяемой части металлургической емкости 1, такой как шиберный затвор 1v, при условии, что такая заменяемая часть имеет срок службы на металлургической емкости 1, по меньшей мере на порядок больше, чем срок службы огнеупорного элемента 1p. Идентификационный номер такой заменяемой части может рассматриваться в качестве идентификационных данных металлургической емкости при реализации системы согласно изобретению.[30] As explained above, the identification data of the metallurgical vessel 1 is data associated with the metallurgical vessel 1 that allows such metallurgical vessel 1 to be distinguished from other metallurgical vessels in the foundry. As shown in FIG. 1a), they may correspond to a unique identification number N°### on the outer wall of the metallurgical vessel 1. In this embodiment, the HMI 41 may be configured to receive from the operator 11 the identification number N°### of the metallurgical vessel 1 currently in use. time on the shop floor. Alternatively, the metallurgical container 1 may have a machine-readable tag, such as an RFID tag, as shown in FIG. 1b) (antenna "a"). In this embodiment, the control unit 4 is configured to read the RFID tag of the metallurgical vessel 1 to obtain its identification data when the metallurgical vessel 1 is in the detection zone 42 of the control unit 4. It is important to note that in this text, the unique identification number or machine-readable tag may be located on a replaceable part of the metallurgical container 1, such as a gate valve 1v, provided that such replaceable part has a service life on the metallurgical container 1 that is at least an order of magnitude greater than the service life of the refractory element 1p. The identification number of such a replacement part can be considered as identification data of the metallurgical vessel when implementing the system according to the invention.
[31] Если блок контроля 4 установит, что огнеупорный элемент 1p должен быть заменен или, другими словами, примет решение "НЕ ГОДЕН", блок контроля 4 затем убедится, что идентификационные данные огнеупорного элемента, полученные от станции считывания 2, соответствуют идентификационным данным заменяющего огнеупорного элемента, заменяющего по меньшей мере один огнеупорный элемент 1p. Блок контроля 4 выполнен с возможностью дальнейшей ассоциации в базе данных состояния огнеупоров таких идентификационных данных огнеупорного элемента с идентификационными данными металлургической емкости 1.[31] If the control unit 4 determines that the refractory element 1p needs to be replaced or, in other words, decides "NO GO", the control unit 4 will then ensure that the identification data of the refractory element received from the reading station 2 matches the identification data of the replacement a refractory element replacing at least one refractory element 1p. The control unit 4 is configured to further associate such identification data of the refractory element with the identification data of the metallurgical container 1 in the refractory state database.
[32] Настоящее изобретение также относится к способу, реализуемому по меньшей мере одним процессором блока контроля 4, при этом способ включает следующие этапы:[32] The present invention also relates to a method implemented by at least one processor of the control unit 4, the method comprising the following steps:
i. прием от инструмента для определения состояния огнеупоров 3 данных о состоянии огнеупорного элемента 1p, присоединенного к идентифицируемой металлургической емкости 1;i. receiving from the tool for determining the state of refractories 3 data on the state of the refractory element 1p attached to the identified metallurgical container 1;
ii. прием идентификационных данных металлургической емкости 1;ii. receiving identification data of the metallurgical container 1;
iii. хранение в базе данных состояния огнеупоров указанных данных о состоянии в ассоциации с идентификационными данными указанной металлургической емкости 1;iii. storing in a refractory condition database said condition data in association with identification data of said metallurgical container 1;
iv. принятие решения о необходимости замены огнеупорного элемента 1p на основании указанных данных о состоянии ("ГОДЕН ИЛИ НЕ ГОДЕН"), и в случае необходимости замены огнеупорного элемента 1p ("НЕ ГОДЕН"), блок контроля 4 выполнен с возможностью реализации следующих этапов:iv. making a decision on the need to replace the refractory element 1p based on the specified status data (“GOOD OR NOT PASS”), and if it is necessary to replace the refractory element 1p (“NOT GOOD”), the control unit 4 is configured to implement the following steps:
a. проверка того, что идентификационные данные огнеупорного элемента, принятые от станции считывания 2, соответствуют идентификационным данным заменяющего огнеупорного элемента, заменяющего указанный по меньшей мере один огнеупорный элемент 1p;a. checking that the identification data of the refractory element received from the reading station 2 matches the identification data of the replacement refractory element replacing the at least one refractory element 1p;
b. ассоциирование в базе данных состояния огнеупоров указанных идентификационных данных огнеупорного элемента с идентификационными данными указанной металлургической емкости 1.b. association in the refractory state database of the specified identification data of the refractory element with the identification data of the specified metallurgical container 1.
[33] Описанный выше способ преимущественно выполняют для совокупности идентифицируемых металлургических емкостей 1 и повторяют с регулярными интервалами времени.[33] The method described above is advantageously performed on a set of identifiable metallurgical containers 1 and repeated at regular time intervals.
[34] Когда человек-оператор отвечает за манипулирование заменяющими огнеупорными элементами 1r и присоединение их к различным металлургическим емкостям, проверка того, что идентификационные данные огнеупорного элемента, полученные от станции считывания 2, соответствуют идентификационным данным заменяющего огнеупорного элемента, заменяющего огнеупорный элемент 1p, требует ввода от человека-оператора 11.[34] When a human operator is responsible for manipulating the replacement refractory elements 1r and attaching them to various metallurgical containers, verifying that the identification data of the refractory element received from the reading station 2 matches the identification data of the replacement refractory element replacing the refractory element 1p requires input from a human operator 11.
[35] HMI 41 преимущественно выполнен с возможностью запроса, чтобы, когда огнеупорный элемент 1p должен быть заменен, человек-оператор 11 подтвердил, что идентификационные данные огнеупорного элемента, принятые станцией считывания 2, соответствуют идентификационным данным заменяющего огнеупорного элемента, заменяющего отработавший огнеупорный элемент 1p. В одном варианте осуществления HMI 41 может быть выполнен с возможностью запроса того, что, когда огнеупорный элемент 1p должен быть заменен, человек-оператор 11 подтвердил, что заменяющий огнеупорный элемент 1d, размещенный в настоящее время в зоне считывания 21 станции считывания 2, соответствует огнеупорному элементу, который он собирается присоединить к металлургической емкости 1, взамен отработанного огнеупорного элемента 1p. Человека-оператора 11 можно, например, попросить нажать кнопку на клавиатуре, подтверждая, что идентификационные данные огнеупорного элемента, только что полученные станцией считывания 2 от заменяющего огнеупорного элемента 1d в зоне считывания 21, соответствуют идентификационным данным огнеупорного элемента, который должен быть присоединен к металлургической емкости 1 человеком-оператором.[35] The HMI 41 is advantageously configured to request that, when the refractory element 1p is to be replaced, the human operator 11 confirms that the identification data of the refractory element received by the reading station 2 matches the identification data of the replacement refractory element replacing the spent refractory element 1p . In one embodiment, the HMI 41 may be configured to request that when the refractory element 1p is to be replaced, the human operator 11 has confirmed that the replacement refractory element 1d currently located in the reading area 21 of the reading station 2 matches the refractory element which he intends to attach to the metallurgical vessel 1, in replacement of the spent refractory element 1p. The human operator 11 may, for example, be asked to press a button on a keyboard to confirm that the refractory element identification just received by the reading station 2 from the replacement refractory element 1d in the reading area 21 matches the identification of the refractory element to be attached to the metallurgical containers with 1 human operator.
[36] В другом варианте осуществления, когда металлургические емкости несут метки RFID и блок контроля 4 выполнен с возможностью извлечения идентификационных данных металлургической емкости из таких меток RFID, блок контроля 4 может быть выполнен с возможностью ассоциирования по умолчанию в базе данных состояния огнеупоров идентификационных данных огнеупорного элемента для заменяющего огнеупорного элемента 1d, помещенного в зону считывания 21 станции считывания 2, с идентификационными данными металлургической емкости 1, расположенной в зоне обнаружения 42 RFID блока контроля 4. В этой конфигурации человек-оператор 11 будет обучен размещать заменяющий огнеупорный элемент 1d только после принятия решения "НЕ ГОДЕН" блоком контроля 4 для металлургической емкости 1. В этом варианте осуществления размещение заменяющего огнеупорного элемента 1d в зоне считывания 21 станции считывания 2 действительно рассматривается блоком контроля 4 как подтверждение оператором того, что огнеупорный элемент 1d заменяет огнеупорный элемент 1p в металлургической емкости 1. Однако HMI 41 преимущественно выполнен таким образом, что человек-оператор может изменить ассоциацию по умолчанию. Это позволит человеку-оператору 11 исправить ассоциацию по умолчанию, если он случайно поместил заменяющий огнеупор 1d в зону считывания 21, в то время как блок контроля 4 окончательно выдает решение "ГОДЕН" для металлургической емкости 1, находящейся в данный момент в цехе.[36] In another embodiment, when the metallurgical containers carry RFID tags and the monitoring unit 4 is configured to extract the identification data of the metallurgical container from such RFID tags, the monitoring unit 4 may be configured to associate, by default, in the refractory status database, the identification data of the refractory element for the replacement refractory element 1d placed in the reading area 21 of the reading station 2, with the identification of the metallurgical vessel 1 located in the RFID detection area 42 of the control unit 4. In this configuration, the human operator 11 will be trained to place the replacement refractory element 1d only after acceptance decisions "NOT GO" by the control unit 4 for the metallurgical vessel 1. In this embodiment, the placement of the replacement refractory element 1d in the reading area 21 of the reading station 2 is indeed considered by the control unit 4 as confirmation by the operator that the refractory element 1d replaces the refractory element 1p in the metallurgical vessel 1. However, HMI 41 is advantageously designed in such a way that a human operator can change the default association. This will allow the human operator 11 to correct the default association if he accidentally placed a replacement refractory 1d in the readout zone 21 while the control unit 4 finally issues a "GO" decision for the metallurgical vessel 1 currently in the shop.
[37] На фиг. 1b) показан вариант осуществления изобретения, в котором система выполнена с возможностью работы в автоматизированной конфигурации, с ограниченным вмешательством человека или даже без участия человека-оператора 11. В этом случае блок контроля 4 может управлять роботизированной системой 5. Такая роботизированная система 5 преимущественно выполнена с возможностью выполнения одной или большего количества манипуляций, которые должен организовывать оператор 11 в варианте осуществления в соответствии с фиг. 1a), включая: манипулирование заменяющими огнеупорными элементами 1r, размещение заменяющего огнеупорного элемента 1r в зоне считывания 21 станции считывания 2, удаление отработанного огнеупорного элемента 1p из металлургической емкости 1, присоединение заменяющего огнеупорного элемента 1r к металлургической емкости 1, присоединение и отсоединение инструмента для определения состояния огнеупоров 3 к металлургической емкости 1.[37] In FIG. 1b) shows an embodiment of the invention in which the system is configured to operate in an automated configuration, with limited human intervention or even without the participation of a human operator 11. In this case, the control unit 4 can control the robotic system 5. Such robotic system 5 is advantageously configured with the possibility of performing one or more manipulations that must be organized by the operator 11 in the embodiment according to FIG. 1a), including: handling the replacement refractory elements 1r, placing the replacement refractory element 1r in the reading area 21 of the reading station 2, removing the spent refractory element 1p from the metallurgical vessel 1, attaching the replacement refractory element 1r to the metallurgical vessel 1, attaching and detaching the detection tool state of refractories 3 to metallurgical container 1.
[38] На фиг. 2a) и 2b) кратко описаны взаимодействия между блоком контроля 4 и другими компонентами в вариантах осуществления в соответствии с фиг. 1a) и 1b). На этих фигурах "RC Db" означает "база данных состояния огнеупоров". Как показано на фиг. 1b) и 2b), в случае полностью автоматизированной конфигурации системы согласно изобретению, различные металлургические емкости преимущественно несут машиночитаемую метку (антенна "a"), так что идентификационные данные металлургической емкости 1, содержащиеся в машиночитаемой метке, могут быть считаны блоком контроля 4, когда металлургическая емкость 1 находится в статической зоне обнаружения 42. В качестве альтернативы, роботизированная система 5 может быть выполнена с возможностью считывания машиночитаемой метки металлургической емкости 1 благодаря соответствующей системе считывания, интегрированной в роботизированную систему 5, такую как система машинного зрения или станция считывания RFID.[38] In FIG. 2a) and 2b) briefly describe the interactions between the control unit 4 and other components in the embodiments according to FIG. 1a) and 1b). In these figures, "RC Db" means "refractory condition database". As shown in FIG. 1b) and 2b), in the case of a fully automated system configuration according to the invention, the various metallurgical containers advantageously carry a machine-readable tag (antenna "a"), so that the identification data of the metallurgical container 1 contained in the machine-readable tag can be read by the control unit 4 when the metallurgical vessel 1 is located in the static detection zone 42. Alternatively, the robotic system 5 may be configured to read a machine-readable tag of the metallurgical vessel 1 due to a suitable reading system integrated into the robotic system 5, such as a machine vision system or an RFID reading station.
[39] На фиг. 3 показан пример, иллюстрирующий, как база данных состояния огнеупоров может быть обновлена блоком контроля 4 для ковша, идентификационными данными которого являются L1234. Последовательные проверки состояния огнеупоров RCT 1-9 в разные моменты времени с помощью инструмента для определения состояния огнеупоров 3 позволяют получить данные о состоянии огнеупоров и решение "ГОДЕН" или "НЕ ГОДЕН" от блока контроля 4. Первоначально огнеупорный элемент с идентификационными данными R111 присоединяется к ковшу L1234. Как представлено, две первые проверки состояния огнеупоров RCT 1, RCT 2 приводят к решению "ГОДЕН", поскольку они отражают, что огнеупорный элемент R111 не имеет признаков чрезмерного износа. С другой стороны, третья проверка огнеупоров RCT 3 приводит к решению "НЕ ГОДЕН". Это решение "НЕ ГОДЕН" вызывает замену огнеупорного элемента R111 заменяющим огнеупорным элементом R344, идентификационные данные которого получены блоком контроля 4 от станции считывания 2. Затем блок контроля 4 связывает последующие проверки состояния огнеупоров RCT 4-7 с этим новым огнеупорным элементом R344, вплоть до проверки состояния огнеупоров RCT 7, при котором устанавливается, что огнеупорный элемент R344 должен быть заменен, поскольку выдается решение "НЕ ГОДЕН". Один и тот же процесс обновления может применяться блоком контроля 4 для различных металлургических емкостей 1 металлургического предприятия. База данных состоянии огнеупоров может также собирать данные о состоянии огнеупоров с различных металлургических предприятий, каждое из которых содержит систему в соответствии с настоящим изобретением.[39] In FIG. 3 is an example illustrating how the refractory status database can be updated by the monitoring unit 4 for a ladle whose identification data is L1234. Successive checks of the condition of refractories RCT 1-9 at different points in time using the refractory condition tool 3 provide data on the condition of the refractories and a PASS or FAIL decision from the control unit 4. Initially, a refractory element with identification data R111 is attached to bucket L1234. As presented, the first two refractory condition checks RCT 1, RCT 2 result in a PASS decision as they reflect that refractory element R111 does not show signs of excessive wear. On the other hand, the third test of RCT 3 refractories results in a "NO PASS" decision. This "NO GO" decision causes the replacement of refractory element R111 with a replacement refractory element R344, the identification of which is received by control unit 4 from reading station 2. Monitoring unit 4 then links subsequent condition checks of refractories RCT 4-7 with this new refractory element R344, up to refractory condition check RCT 7, which determines that the refractory element R344 must be replaced, since a decision is “NO PASS”. The same updating process can be applied by the control unit 4 to different metallurgical vessels 1 of the metallurgical plant. The refractory condition database may also collect refractory condition data from various smelters, each of which contains a system in accordance with the present invention.
[40] База данных состояния огнеупоров, обновляемая по меньшей мере одним блоком контроля 4, позволяет последовательно отслеживать огнеупорные элементы, используемые на одном или большем количестве металлургических предприятий, и связывать каждый из них с данными о состоянии, измеренными на последовательных временных интервалах. С помощью системы согласно настоящему изобретению такая ценная база данных может быть создана, несмотря на отсутствие доступа к идентификационным меткам, нанесенным на огнеупорные элементы, или даже их разрушения, после того как они были использованы в металлургической емкости.[40] A refractory condition database, updated by at least one monitoring unit 4, allows refractory elements used in one or more metallurgical plants to be sequentially tracked and associated with each of them with condition data measured at successive time intervals. With the system of the present invention, such a valuable database can be created despite the fact that the identification marks applied to the refractory elements cannot be accessed or even destroyed after they have been used in the metallurgical container.
[41] Хотя эта база данных состояния огнеупоров позволяет отслеживать по отдельности различные огнеупорные элементы на металлургическом предприятии и может быть интегрирована, например, в приложения организации цепочки поставок для металлолитейных предприятий, она также может быть использована для создания вычислительной модели поведения огнеупорных элементов 1p, 1r на металлургическом предприятии. Для этого данные о производстве огнеупоров, такие как огнеупорный материал или некоторые параметры процесса производства огнеупоров, такие как температура, давление и продолжительность различных этапов производства огнеупоров, могут быть сохранены в базе данных состояния огнеупоров, преимущественно блоком контроля 4, в связи с идентификационными данными соответствующего огнеупорного элемента. Такие данные о производстве огнеупоров могут быть, например, извлечены из базы данных о производстве огнеупоров благодаря идентификационным данным огнеупора и/или номеру партии и/или времени производства, связанным с огнеупорным элементом.[41] While this refractory health database allows individual tracking of different refractory elements in a smelter and can be integrated into, for example, supply chain applications for metal foundries, it can also be used to create a computational model of the behavior of 1p, 1r refractory elements at a metallurgical plant. For this purpose, data on the production of refractories, such as the refractory material or some parameters of the refractory production process, such as temperature, pressure and duration of the various stages of refractory production, can be stored in the refractory status database, preferably by the control unit 4, in connection with the identification data of the corresponding fireproof element. Such refractory production data may, for example, be retrieved from a refractory production database by virtue of the refractory identification data and/or the batch number and/or production time associated with the refractory element.
[42] Данные о процессе производстве металла также могут быть сохранены, преимущественно блоком контроля 4, в базе данных состояния огнеупоров. Такие данные о производстве металла могут быть связаны с идентификационными данными соответствующей металлургической емкости 1 и преимущественно содержат по меньшей мере одну из следующих данных: тип металла, разливаемого в металлургическую емкость 1, тип различных огнеупоров, используемых в металлургической емкости 1, частота и/или продолжительность простоев металлургической емкости, характеристики конечного продукта процесса производства металла. Если контролируемые огнеупорные элементы 1p представляют собой плиты шиберного затвора, данные о процессе производстве металла также преимущественно содержат время использования плит в изношенном состоянии. Для этого время полного закрытия и время полного открытия плит шиберного затвора можно вычесть из общего времени разливки, поскольку в этих двух положениях плиты подвергаются незначительному износу или вообще не изнашиваются. В качестве альтернативы, данные о количестве относительных перемещений, выполненных плитами шиберного затвора металлургической емкости 1, также могут быть сохранены и ассоциированы с идентификационными данными соответствующей металлургической емкости 1.[42] Data about the metal production process can also be stored, preferably by the control unit 4, in a refractory condition database. Such metal production data may be associated with identification data of the corresponding metallurgical vessel 1 and advantageously comprises at least one of the following data: the type of metal poured into the metallurgical vessel 1, the type of various refractories used in the metallurgical vessel 1, frequency and/or duration downtime of metallurgical containers, characteristics of the final product of the metal production process. If the controlled refractory elements 1p are slide gate plates, the metal production process data also predominantly contains the time of use of the plates in a worn state. To do this, the time of complete closing and the time of complete opening of the gate valve plates can be subtracted from the total casting time, since in these two positions the plates are subject to little or no wear. Alternatively, data on the number of relative movements performed by the gate plates of the metallurgical vessel 1 may also be stored and associated with the identification data of the corresponding metallurgical vessel 1.
[43] В преимущественном варианте осуществления система согласно настоящему изобретению содержит вычислительный блок, выполненный с возможностью обучения прогнозной модели машинного обучения для данных о состоянии огнеупоров, такой как модель (глубокой) нейронной сети или вероятностная графическая модель, при этом указанный вычислительный блок выполнен с возможностью[43] In an advantageous embodiment, the system according to the present invention comprises a computing unit configured to train a predictive machine learning model for refractory condition data, such as a (deep) neural network model or a probabilistic graphical model, wherein said computing unit is configured to
i. генерирования совокупности обучающих примеров на основе данных указанной базы данных состояния огнеупоров, при этом каждый обучающий пример содержит:i. generating a set of training examples based on the data of the specified database of the state of refractories, with each training example containing:
• входные данные обучающего примера на основе по меньшей мере одного параметра, извлеченного из данных о производстве огнеупоров и/или по меньшей мере одного параметра, извлеченного из данных о процессе производства металла;• training example input data based on at least one parameter extracted from refractory manufacturing data and/or at least one parameter extracted from metal manufacturing process data;
• выходные данные обучающего примера на основе по меньшей мере одного параметра, извлеченного из данных о состоянии огнеупоров;• output of a training example based on at least one parameter extracted from the refractory condition data;
ii. обучения прогнозной модели машинного обучения на основе обучающих примеров.ii. training a predictive machine learning model based on training examples.
[44] Как уже объяснялось выше, огнеупорные элементы 1r, 1p могут представлять собой плиты шиберного затвора. Такие плиты шиберного затвора 1r, 1p являются важными деталями в шиберном затворе 1v металлургической емкости. Шиберный затвор может быть двух- или трехплитным шиберным затвором. Как показано на фиг. 4a) двухплитный шиберный затвор содержит верхнюю плиту шиберного затвора 1u и нижнюю плиту шиберного затвора 1L , а трехплитный шиберный затвор, как показано на фиг. 2b), дополнительно содержит среднюю плиту шиберного затвора 1m, расположенную между верхней и нижней плитами шиберного затвора 1u, 1L.[44] As explained above, the refractory members 1r, 1p may be gate valve plates. Such gate valve plates 1r, 1p are important parts in the metallurgical vessel gate gate 1v. The gate valve can be a two- or three-plate gate valve. As shown in FIG. 4a) the double-plate gate valve includes an upper gate plate 1u and a lower gate plate 1L, and a three-plate gate valve, as shown in FIG. 2b), further comprises a middle gate valve plate 1m located between the upper and lower gate valve plates 1u, 1L.
[45] Плита шиберного затвора содержит скользящую поверхность 1s, отделенную от второй поверхности 1d толщиной плиты шиберного затвора и соединенной друг с другом периферийной кромкой. Она также содержит сквозное отверстие 1b, проходящее по нормали к скользящей поверхности. Вторая поверхность 1d средней плиты шиберного затвора 1m также является скользящей поверхностью. Каждая из верхней, нижней и, как вариант, средней плиты шиберного затвора соединены с приемной люлькой 1c соответствующей опорной рамы верхней, нижней и, как вариант, средней плиты 11t, 11L, 11m, причем по меньшей мере одна скользящая поверхность 1s одной плиты находится в скользящем контакте со скользящей поверхностью 1s второй плиты.[45] The gate plate includes a sliding surface 1s separated from the second surface 1d by the thickness of the gate plate and connected to each other by a peripheral edge. It also contains a through hole 1b running normal to the sliding surface. The second surface 1d of the middle plate of the gate valve 1m is also a sliding surface. Each of the top, bottom and optionally middle plates of the gate valve are connected to a receiving cradle 1c of a corresponding support frame of the top, bottom and optionally middle plate 11t, 11L, 11m, wherein at least one sliding surface 1s of one plate is in sliding contact with the sliding surface 1s of the second plate.
[46] Опорная рама верхней плиты 11u закреплена относительно металлургической емкости, а верхняя плита шиберного затвора 1u в целом соединена с внутренним стаканом металлургической емкости. В двухплитном шиберном затворе (см. фиг. 4(a)) опорная рама нижней плиты 11L представляет собой подвижную каретку, которая может линейно перемещаться, приводимая пневматическим или гидравлическим поршнем 17 таким образом, что скользящая поверхность нижней плиты шиберного затвора скользит в контакте со скользящей поверхностью верхней плиты шиберного затвора и относительно нее. В трехплитном шиберном затворе опорная рама нижней плиты 11L закреплена относительно опорной рамы верхней плиты и металлургической емкости. Опорная рама средней плиты 11m представляет собой подвижную каретку, пригодную для скольжения двух скользящих поверхностей средней плиты шиберного затвора по скользящим поверхностям соответственно верхней и нижней плит шиберного затвора и относительно них. Как известно из уровня техники, скользящее линейное перемещение скользящей поверхности плиты шиберного затвора относительно скользящей поверхности верхней плиты шиберного затвора и, необязательно, нижней плиты шиберного затвора в трехплитном шиберном затворе позволяет управлять уровнем перекрытия между сквозными отверстиями 2b двух (или трех) плит.[46] The support frame of the upper plate 11u is fixed relative to the metallurgical vessel, and the upper plate of the gate valve 1u is generally connected to the inner shell of the metallurgical vessel. In a double plate gate valve (see FIG. 4(a)), the support frame of the bottom plate 11L is a movable carriage that can be linearly moved driven by a pneumatic or hydraulic piston 17 so that the sliding surface of the bottom plate of the gate valve slides in contact with the sliding surface of the top plate of the gate valve and relative to it. In a three-plate gate valve, the support frame of the lower plate 11L is fixed relative to the support frame of the upper plate and the metallurgical vessel. The middle plate support frame 11m is a movable carriage suitable for sliding two sliding surfaces of the gate valve middle plate over and relative to the sliding surfaces of the gate valve upper and lower plates, respectively. As is known in the art, sliding linear movement of the sliding surface of the gate valve plate relative to the sliding surface of the upper gate plate and, optionally, the lower gate plate in a three-plate gate valve allows the level of overlap between the through holes 2b of the two (or three) plates to be controlled.
[47] Как объяснялось выше, плиты шиберного затвора необходимо заменять через короткие интервалы времени из-за механических и тепловых ограничений, в которых они работают. В частности, их скользящие поверхности 1s могут стереться и/или их сквозные отверстия 1b могут увеличиться после нескольких разливочных операций. Для того чтобы принять решение о необходимости замены плит шиберного затвора, необходимо предварительно оценить состояние их износа. В настоящем изобретении инструментом для определения состояния огнеупоров 3 может быть инструмент для определения состояния плит для оценки, путем проведения проверок состояния плит, состояния износа плит шиберного затвора, когда плиты все еще соединены с шиберным затвором металлургической емкости 1.[47] As explained above, gate valve plates must be replaced at short intervals due to the mechanical and thermal limitations under which they operate. In particular, their sliding surfaces 1s may wear out and/or their through holes 1b may enlarge after several casting operations. In order to decide whether it is necessary to replace the gate valve plates, it is necessary to first assess their wear state. In the present invention, the tool for determining the condition of the refractories 3 may be a tool for determining the condition of the plates to evaluate, by checking the condition of the plates, the wear state of the gate valve plates while the plates are still connected to the gate valve of the metallurgical vessel 1.
[48] Как показано на фиг. 5, инструмент для определения состояния плит 3 в соответствии с настоящим изобретением имеет основной корпус 44, содержащий уплотняющее устройство 9 для уплотнения, по меньшей мере частично, стакан-коллектора 1n шиберного затвора 1v в металлургической емкости 1. Функция уплотняющего устройства 9 заключается в противодействии сопротивлению, иногда неточно называемому "противодавлением", вытеснению газа, пытающегося вытечь из стакан-коллектора 1n. Уплотняющее устройство 9 может содержать держатель уплотнения для удерживания уплотнения, прижатого к стакан-коллектору 1n с помощью исполнительного устройства. В другом варианте осуществления уплотняющее устройство может представлять собой колпачок, навинченный на резьбу стакан-коллектора 1n. В еще одном варианте осуществления уплотняющее устройство может содержать колпачок, химически уплотненный, например, благодаря цементу, со стакан-коллектором 1n. В предпочтительном варианте осуществления уплотняющее устройство выполнено таким образом, чтобы идеально герметично закрывать стакан-коллектор 1n. Однако идеальное герметичное закрытие не является обязательным для проведения испытания состояния плиты с помощью инструмента для определения состояния плит согласно изобретению. Инструмент для определения состояния плит 3 можно использовать, например, даже при поврежденном стакан-коллекторе 1n, к которому уплотняющее устройство 9 больше не может быть герметично уплотнено.[48] As shown in FIG. 5, the tool for determining the condition of plates 3 in accordance with the present invention has a main body 44 containing a sealing device 9 for sealing at least partially the manifold cup 1n of the gate valve 1v in the metallurgical vessel 1. The function of the sealing device 9 is to counteract the resistance , sometimes inaccurately called "back pressure", the displacement of gas attempting to flow out of the collector cup 1n. The sealing device 9 may include a seal holder for holding the seal pressed against the manifold cup 1n by the actuator. In another embodiment, the sealing device may be a cap screwed onto the threads of the collector cup 1n. In yet another embodiment, the sealing device may comprise a cap, chemically sealed, for example by cement, with a collector cup 1n. In a preferred embodiment, the sealing device is designed to seal the collector cup 1n perfectly hermetically. However, a perfect seal is not necessary to perform a slab condition test using the slab condition tester of the invention. The tool for determining the condition of the plates 3 can be used, for example, even if the collector cup 1n is damaged, to which the sealing device 9 can no longer be sealed.
[49] Одним из существенных признаков настоящего изобретения является устройство инжектирования газа, содержащее регулятор давления 6, для инжектирования газа в стакан-коллектор 1n через уплотняющее устройство 9 при целевом давлении. Регулятор давления представляет собой регулирующий клапан, выполненный с возможностью приема газа при входном давлении и снижения такого входного давления до желаемого значения целевого давления при его выходе. В настоящем изобретении регулятор давления 6 может быть, например, электронным пропорциональным регулятором давления, выполненным с возможностью приема сжатого воздуха под давлением 6 бар от источника воздуха высокого давления и регулирования расхода газа между его входом и выходом таким образом, чтобы поддерживать целевое давление 1,5 бар при его выходе. Устройство инжектирования газа преимущественно выполнено с возможностью инжектирования газа в проходное отверстие уплотняющего устройства 9 благодаря подающему каналу.[49] One of the essential features of the present invention is a gas injection device comprising a pressure regulator 6 for injecting gas into the manifold cup 1n through the sealing device 9 at a target pressure. A pressure regulator is a control valve configured to accept gas at an inlet pressure and reduce such inlet pressure to a desired target pressure value upon its outlet. In the present invention, the pressure regulator 6 may be, for example, an electronic proportional pressure regulator configured to receive compressed air at a pressure of 6 bar from a high pressure air source and regulate the gas flow between its inlet and outlet so as to maintain a target pressure of 1.5 bar upon his exit. The gas injection device is advantageously configured to inject gas into the passage opening of the sealing device 9 due to the supply channel.
[50] Другим существенным признаком настоящего изобретения является наличие устройства измерения расхода газа 7, или расходомера 7, выполненного с возможностью измерения расхода газа, инжектируемого устройством инжектирования газа в стакан-коллектор 1n. Как показано на фиг. 5, такое устройство измерения расхода газа 7 преимущественно установлено между регулятором давления 6 и уплотняющим устройством 9, так что газ, поступающий с выпускного отверстия регулятора давления 6, течет через устройство измерения расхода газа 7 перед входом в стакан-коллектор 1n.[50] Another essential feature of the present invention is the presence of a gas flow measuring device 7, or a flow meter 7, configured to measure the flow of gas injected by the gas injection device into the collector nozzle 1n. As shown in FIG. 5, such a gas flow measuring device 7 is advantageously installed between the pressure regulator 6 and the sealing device 9, so that the gas coming from the outlet of the pressure regulator 6 flows through the gas flow measuring device 7 before entering the collector nozzle 1n.
[51] Третьим существенным признаком настоящего изобретения является контроллер 8, соединенный с возможностью связи с устройством измерения расхода газа 7 и выполненный с возможностью приема входных данных, относящихся к относительному положению плит шиберного затвора. Такой контроллер преимущественно представляет собой электронный контроллер, например, PLC, выполненный с возможностью хранения в памяти указанного контроллера значений (i) расхода газа и (ii) относительного положения плит шиберного затвора на последовательных временных интервалах. В преимущественном варианте осуществления контроллер 8 соединен с возможностью связи с регулятором давления 6. Контроллер 8 представляет собой центральный блок, который контролирует давление, регулируемое регулятором давления 6, расход газа, измеряемый расходомером 7, и относительное положение плит шиберного затвора 1u, 1L, 1m. В преимущественном варианте осуществления контроллер 8 дополнительно выполнен с возможностью управления относительным скользящим движением плит шиберного затвора 1u, 1L, 1m путем приведения в действие пневматического или гидравлического поршня 17. В такой конфигурации контроллер 8 сможет самостоятельно инициировать относительное скользящее движение плит шиберного затвора 1u, 1L, 1m, необходимое для проведения полной проверки состояния плит. В преимущественном варианте осуществления контроллер 8 выполнен с возможностью реализации проверки состояния плит во время перемещения шиберного затвора 1v из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию.[51] A third essential feature of the present invention is a controller 8 communicatively connected to a gas flow measuring device 7 and configured to receive input data relating to the relative position of the gate plates. Such a controller is advantageously an electronic controller, for example a PLC, configured to store in said controller's memory values of (i) gas flow and (ii) the relative position of the gate plates at successive time intervals. In an advantageous embodiment, the controller 8 is connected in communication with the pressure regulator 6. The controller 8 is a central unit that controls the pressure regulated by the pressure regulator 6, the gas flow measured by the flow meter 7, and the relative position of the gate plates 1u, 1L, 1m. In an advantageous embodiment, the controller 8 is further configured to control the relative sliding movement of the gate plates 1u, 1L, 1m by actuating the pneumatic or hydraulic piston 17. In such a configuration, the controller 8 will be able to independently initiate the relative sliding movement of the gate plates 1u, 1L, 1m required to conduct a full inspection of the condition of the slabs. In an advantageous embodiment, the controller 8 is configured to implement a check of the state of the plates during movement of the gate valve 1v from a closed configuration to an open configuration.
[52] Обрабатывая данные измерения расхода газа, а также данные относительного положения плит шиберного затвора 1u, 1L, 1m, контроллер 8 сможет оценить показатели, относящиеся к состоянию износа плит шиберного затвора 1u, 1L, 1m. Расход газа, измеренный расходомером 7 во время относительного смещения плит шиберного затвора, действительно сильно коррелирует с количеством газа, протекающего через шиберный затвор 1v. Как уже объяснялось выше, при идеальном состоянии плит шиберного затвора (без износа), текучая среда может течь через шиберный затвор только тогда, когда имеется по меньшей мере частичное перекрытие между сквозными отверстиями 1b плит шиберного затвора 1u, 1L, 1m. Поскольку сквозные отверстия 1b плит шиберного затвора в идеальном состоянии имеют известный диаметр, профиль газового потока имеет форму с резким изменением при известном относительном положении плит шиберного затвора. Такое резкое изменение потока газа действительно наблюдается в положении, в котором сквозные отверстия 1b начинают или прекращают перекрываться, в зависимости от того, находился ли шиберный затвор 1v изначально в конфигурации закрытого затвора (резкое увеличение) или открытого затвора (резкое уменьшение).[52] By processing the gas flow measurement data as well as the relative position data of the gate valve plates 1u, 1L, 1m, the controller 8 will be able to estimate the indicators related to the wear status of the gate valve plates 1u, 1L, 1m. The gas flow rate measured by the flow meter 7 during the relative displacement of the gate valve plates is indeed highly correlated with the amount of gas flowing through the gate valve 1v. As explained above, when the gate plates are in an ideal condition (no wear), fluid can flow through the gate valve only when there is at least partial overlap between the through holes 1b of the gate plates 1u, 1L, 1m. Since the through holes 1b of the gate valve plates in the ideal state have a known diameter, the gas flow profile has a shape with a sharp change at a known relative position of the gate valve plates. Such a sudden change in gas flow is actually observed at the position in which the through holes 1b begin or stop closing, depending on whether the gate valve 1v was initially in a closed gate (sharp increase) or open gate (sharp decrease) configuration.
[53] Такое резкое изменение расхода газа проиллюстрировано на фиг. 7а), на которой показан график GF расхода газа относительно переменной времени, когда относительное положение RP плит шиберного затвора изменяется от закрытой конфигурации затвора к открытой конфигурации. Начальный пик S1 соответствует расходу газа, необходимому для повышения давления в стакан-коллекторе 1n. Резкое увеличение S2 расхода газа соответствует относительному положению шиберного затвора 1v, при котором сквозные отверстия 2b начинают перекрываться. На графике NP показано давление газа, контролируемое регулятором давления 6, которое достигает своего целевого значения 1,5 бар после начального пика S1 расхода газа.[53] Such a sudden change in gas flow is illustrated in FIG. 7a), which shows a plot of gas flow GF versus a time variable when the relative position RP of the gate valve plates changes from a closed valve configuration to an open configuration. The initial peak S1 corresponds to the gas flow required to increase the pressure in the collector glass 1n. The sharp increase S2 in gas flow corresponds to the relative position of the gate valve 1v, at which the through holes 2b begin to overlap. The NP graph shows the gas pressure controlled by pressure regulator 6, which reaches its target value of 1.5 bar after the initial gas flow peak S1.
[54] На фиг. 7b) показаны те же графики, что и на фиг. 7a), но на этот раз для изношенных плит. Изношенные плиты характеризуются эрозированными скользящими поверхностями 1s и/или увеличенными сквозными отверстиями 1b. В случае эрозированных поверхностей 1s резкому увеличению S2 расхода газа предшествует слабое увеличение M1, отражающее утечку, возникающую, когда сквозные отверстия 1b оказываются в сообщении по текучей среде до того, как они начинают перекрываться. Смещение влево от резкого увеличения S2 также можно наблюдать, когда в изношенных плитах расширились сквозные отверстия 1b. Инструмент для определения состояния плит 3 с его контроллером 8 позволяет обнаружить и количественно оценить эти изменения графика GF.[54] In FIG. 7b) shows the same graphs as in Fig. 7a), but this time for worn slabs. Worn plates are characterized by eroded sliding surfaces 1s and/or enlarged through holes 1b. In the case of eroded surfaces 1s, the sharp increase S2 in gas flow is preceded by a slight increase in M1, reflecting the leakage that occurs when the through holes 1b are in fluid communication before they begin to close. A shift to the left from a sharp increase in S2 can also be observed when the through holes 1b in the worn plates have widened. The slab condition tool 3 with its controller 8 allows these GF plot changes to be detected and quantified.
[55] В одном варианте осуществления контроллер 8 может быть выполнен с возможностью количественной оценки утечки из-за эрозии скользящих поверхностей 1s путем вычисления площади под графиком GF расхода газа, или, другими словами, интеграла расхода газа по отношению к переменной времени. Для получения значимого физического показателя, относящегося к утечке вследствие эрозии, такой интеграл выгодно представить в перспективе, например, нормализовать, со скоростью скольжения подвижной плиты шиберного затвора во время указанной проверки. С другой стороны, увеличение сквозных отверстий 1b в указанных плитах может быть определено количественно путем оценки смещения резкого увеличения S2. В одном варианте осуществления положение резкого увеличения S2 может быть найдено путем вычисления производной графика GF расхода газа и поиска локальных максимумов этой производной. Относительное положение плит шиберного затвора 1u, 1L, 1m может быть связано с этим резким увеличением S2 путем использования графика RP.[55] In one embodiment, the controller 8 may be configured to quantify the leakage due to erosion of the sliding surfaces 1s by calculating the area under the gas flow rate graph GF, or in other words, the integral of the gas flow rate with respect to the time variable. To obtain a meaningful physical indicator related to leakage due to erosion, it is advantageous to put such an integral into perspective, for example, normalize it with the sliding speed of the sliding gate plate during the specified test. On the other hand, the increase in the through holes 1b in said plates can be quantified by estimating the offset of the sharp increase S2. In one embodiment, the position of the sharp increase in S2 can be found by calculating the derivative of the gas flow rate GF plot and looking for local maxima of this derivative. The relative positions of gate valve plates 1u, 1L, 1m can be related to this sharp increase in S2 by using the RP plot.
[56] Для того чтобы построить график RP относительного положения плит шиберного затвора 1u, 1L, 1m и извлечь физические показатели, описанные выше, контроллер 8 должен получить электронный сигнал, связанный с указанным относительным положением. В одном варианте осуществления такой электронный сигнал может быть обеспечен дальномером, выполненным с возможностью измерения смещения подвижной плиты шиберного затвора 1L, 1m. В качестве альтернативы, такой электронный сигнал может быть получен непосредственно от системы управления пневматическим или гидравлическим поршнем 17, приводящим в действие подвижную каретку 11L, 11m шиберного затвора 11. Однако такой вариант реализации выгоден только в том случае, если система управления может с достаточной точностью определить положение подвижной плиты шиберного затвора 1L, 1m.[56] In order to plot RP of the relative position of the gate plates 1u, 1L, 1m and extract the physical indicators described above, the controller 8 must receive an electronic signal associated with the specified relative position. In one embodiment, such an electronic signal may be provided by a range finder configured to measure the displacement of the movable gate plate 1L, 1m. Alternatively, such an electronic signal may be obtained directly from the control system of the pneumatic or hydraulic piston 17 driving the movable carriage 11L, 11m of the gate valve 11. However, this embodiment is only beneficial if the control system can determine with reasonable accuracy position of the movable plate of the gate valve 1L, 1m.
Claims (51)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19181066.2 | 2019-06-18 | ||
EP19181068.8 | 2019-06-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021137591A RU2021137591A (en) | 2023-07-18 |
RU2817250C2 true RU2817250C2 (en) | 2024-04-12 |
Family
ID=
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2026770C1 (en) * | 1989-05-19 | 1995-01-20 | Данск Индустри Синдикат А/С | Automatic casting device |
JP2003181625A (en) * | 2001-12-12 | 2003-07-02 | Daishin Kako Kk | Plate damage measuring instrument |
WO2005007325A1 (en) * | 2003-07-22 | 2005-01-27 | Vesuvius Group S.A. | Method for determining reuse or disposal of a refractory plate and device therefor |
KR100685049B1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-02-22 | 주식회사 포스코 | Method and device tracking of scrap chute |
JP2008221271A (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Daishin Kako Kk | Plate damage measuring instrument |
WO2010057656A1 (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-27 | Sms Siemag Ag | System for tracking system properties |
RU2434709C2 (en) * | 2006-03-24 | 2011-11-27 | Ньюкор Корпорейшн | Long safe life lateral doorframes |
CN109226736A (en) * | 2018-10-29 | 2019-01-18 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | A method of reducing the inspection slab mouth of a river size of artificial measurement error |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2026770C1 (en) * | 1989-05-19 | 1995-01-20 | Данск Индустри Синдикат А/С | Automatic casting device |
JP2003181625A (en) * | 2001-12-12 | 2003-07-02 | Daishin Kako Kk | Plate damage measuring instrument |
WO2005007325A1 (en) * | 2003-07-22 | 2005-01-27 | Vesuvius Group S.A. | Method for determining reuse or disposal of a refractory plate and device therefor |
KR100685049B1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-02-22 | 주식회사 포스코 | Method and device tracking of scrap chute |
RU2434709C2 (en) * | 2006-03-24 | 2011-11-27 | Ньюкор Корпорейшн | Long safe life lateral doorframes |
JP2008221271A (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Daishin Kako Kk | Plate damage measuring instrument |
WO2010057656A1 (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-27 | Sms Siemag Ag | System for tracking system properties |
CN109226736A (en) * | 2018-10-29 | 2019-01-18 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | A method of reducing the inspection slab mouth of a river size of artificial measurement error |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7553488B2 (en) | A system for tracking and assessing the condition of refractory components in metallurgical facilities. | |
CN102319883B (en) | Method for controlling on-line prediction of continuous casting blank quality | |
EP3835779A1 (en) | Steelmaking-continuous casting process equipment control and state analysis method using laser vibration measurement, and system using same | |
RU2674185C2 (en) | Method for determining state of fire-resistant lining, particularly of metallurgical vessel for molten metal | |
RU2433882C2 (en) | System of adjusting gas flow rate for fused metal moulds with permeable walls | |
RU2817250C2 (en) | System for monitoring and assessing state of refractory elements at metallurgical enterprise | |
CN212636501U (en) | Intelligent injection mold system | |
CN111815072B (en) | Steel ladle leakage prevention early warning method, device and storage medium in steelmaking continuous casting process | |
CN104133437B (en) | Continuous-type chemical-engineering device and performance indicator real-time evaluation method and device thereof | |
JPWO2020254134A5 (en) | ||
RU2021137591A (en) | SYSTEM FOR TRACKING AND EVALUATION OF THE STATE OF REFRACTORY ELEMENTS AT A METALLURGICAL ENTERPRISE | |
KR101068604B1 (en) | Method for the decision, whether to reuse or reject a refractory plate and device to this end | |
Mares et al. | Artificial intelligence-based control system for the analysis of metal casting properties | |
Camisani-Calzolari, FR*, Craig, IK* & Pistorius | Quality prediction in continuous casting of stainless steel slabs | |
Viertauer et al. | Lasers and infra-red cameras | |
JP2009174989A (en) | Measuring method for pressure loss of molten metal, casting condition deciding method, testing device for fluidity of molten metal | |
Faux et al. | Optimizing tap-hole performance using a risk-based asset management strategy | |
EP4375772A1 (en) | Monitoring process stations utilizing visual indicators | |
EP4375771A1 (en) | Monitoring changes in process stations utilizing visual indicators | |
Lieftucht et al. | Online prediction of longitudinal facial cracks in thin slab casting using principal component analysis | |
Aneiba et al. | Smart die casting: a new approach | |
Rohrhofer et al. | ADVANCED AUTOMATION SOLUTIONS FOR STEELMAKING AND ENVIRONMENTAL PLANTS | |
David et al. | Determination of crystallizer service life on continuous steel casting by means of the knowledge system | |
Gunnewiek et al. | Developing a tapblock diagnostic system | |
CN118211426A (en) | Pump body pouring system design and development method based on numerical simulation |