SU1097186A3

SU1097186A3 - Устройство дл автоматического регулировани заполнени литейной формы

Info

Publication number: SU1097186A3
Application number: SU772455465A
Authority: SU
Inventors: Андре Лаванший Жерар; Россье Марк-Генри
Original assignee: Машиненфабрик Унд Айзенгиссерай Эд.Мецгер Аг (Фирма)
Priority date: 1976-03-22
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1984-06-07
Also published as: US4210192A; DE2639793C3; CH615609A5; GB1572112A; FR2345254A1; IT1074820B; FR2345254B1; JPS52114533A; DE2639793A1; JPS6146232B2; DE2639793B2; DD130315A5

Abstract

УСТРОЙСТРО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ, содержащее разливочный . ковш, установленный на траверсе, прИвод поворота ковша с двигателем, со- единенный с траверсой тросом, оптический датчик, направленный на расплавленный металл, отличающее-с тем, что, с целью повышени производительности , устройство дополнительно содержит второй оптический датчик, направленный на расплавленный металл, наход щийс в ковпе, третий оптический датчик, направленный на струю металла, вытекающую из ковша,, четвертый оптический датчик, на травленный в воронку формы, датчик положени ковша, преобразователи по числу датчиков, задатчик уровн , блок сравнени -, регул тор уровн , усилитель и прерыватель, причем каждый датчик соединен с преобразователем, первый выход преобразовател , соединенного с четвертым оптическим датчиком , подсоединен к одному входу блока сравнени , задатчик уровн соединен с другим входом блока сравнени , выход преобразовател , соединенного с третьим оптическим датчиком, и выход блока сравнени соединены с двум входами регул тора уровн , вы8 ход регул тора уровн соединен с входом усилител , выход которого соединен с. входом прерывател , к которому подсоединены выходы преобразователей , соединенных с вторым оптическим датчиком и q датчиком положени , выход прерывател соединен с приводным устройством, выход преобразовател , соединенного с первым оптичес;о ким датчиком, соединен с преобразователем , соединенным с четверт№1 опти- . ческим датчик 1/1ричем второй выход этог ША преобразовател соединен с преобразо90 9) вателем, св занным с третьим оптическим дат 1иком.

Description

11

Изобретение относитс к литейному производству.

Известно устройство, в котором кажда форма содержит воронку с расширением в виде слива на входе. Этот слив заполн етс до краев, когда форма полна и присутствие жидкого металла в сливе устанавливаетс электрооптическим датчиком, чувствительным к излучению металла. Датчик посылает сигнал, который преобразуетс в команду прекращени разливки Cl 3Однако операции заполнени литейной формы завис т от неопределенных и непредвиденных причин различного свойства. В устройствах с ручньт управлением этот процесс контролируетс литейщиком, С одной стороны может возникнуть необходимость быстрого прекращени разливки металла в случае неполадок дл предотвращени порчи металла или несчастных случаев, с другой стороны необходимо также контролировать расход струн металла, чтобы форма заполн лась равномерно и чтобы в детали не бьшо усадочных раковин, пор или других внутренних дефектов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство, содержащее разливочный ковш, установленный на траверсе, привод поворота крвша с двигателем, соединенный с траверсой тросом, оптический датчик, направленный на расплавленный, металл, который посто нно контролирует заполнением форм посредством щупа, вставленного в литейную воронку. Расход расплавленного металла регулируетс таким образом , чтобы уровень жидкого металла в воронке оставалс посто нным.до полного заполнени 2. Однако опыт показал , что установка механического щупа, а также его техническое содержание вызывают в некоторых случа х трудности. .

Целью изобретени вл етс повышение производительности.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл автоматического регулировани заполнени литейной формы, содержащее разливочньй ковш, установленный на траверсе, привод поворота ковша с двигателем, соединенный с траверсой тросом, оптический датчик, направленный на расплавленный металл, дополнительно содержит второй оптический датчик, направ62

ленньш на расплавленный металл, дополнительно содержит второй оптический датчик, направленный на расплавленный металл, наход щийс в ковше, третий оптический датчик, направленный на струю металла, вытекающую из ковша, четвертый оптический датчик , направленный в воронку формы, датчик положени ковша, преобразователи по числу датчиков, задатчик уровн , блок сравнени , регул тор уровн , усилитель и прерыватель, причем каждый датчик соединен с преобразователем , первый выход преобразовател , соединенного с четвертым оптическим датчиком, подсоединен к одному входу блока сравнени , задатчик уровн соединен с другим входом блока сравнени , выход преобразовател , соединенного с третьим оптическим датчиком, и выход блока сравнени соединены с двум входами регул тора уровн , выход регул тора уровн соединен с входом усилител , выход которого соединен с входом прерывател , к которому подсоединены выходы преобразователей , соединенных с вторым оптическим датчиком и с датчиком положени , выход прерывател соединен с приводным устройством, выход преобразовател , соединенного с первым оптическим датчиком , соединен с преобразователем, соединенным с четвертым оптическим датчиком, причем второй выход этого преобразовател соединен с преобразователем , св занным с третьим оптичес.ким датчиком.

На фиг. 1 представлено схематично разливочное устройство, снабженное регулирующим устройством, общий вид; на фиг. 2 и .3. -..схематичные виды двух вариантов исполнени воронки литейной формы в разрезе; на фиг. 4 - блоксхема регулирующего устройства.

Основными элементами разливочного устройства вл ютс (фиг. 1) разливочный ковш 1, снабженный сливом 2 и установленный на подвижном приспособлении 3, которое может поворачиватьс вокруг оси 4. Положение ковша 1 определ етс двигателем 5, который приводит в действие ворот 6, на который наматываетс трос 7, на котором подвешено подвижное приспособление 3. Датчик 8 угла также управл етс двигателем 5 и подает на схему 9 информацию о положении разливочного ковша.

Когда ковш 1 заполнен жидким металлом , он подаетс в определенное 31 положение над путем, по которому передвигаютс литейные формы. Последни передвигаютс по рельсам или располо жены на карусели и подаютс в положе ние разливки последовательно одни за другими. Форма 10 имеет отверстие 11 воронки (фиг. 1). Чтобы обеспечить ход операции раз ливки установка содержит устройство управлени , состо щее из регулирующей схемы 9 и датчика 8 угла, а так же р да оптических датчиков А, Б, В и Г. Эти оптические датчики расположены в определенных местах вокруг формы 10 и разливочного ковша 1 на рассто нии от контролируемых позиций которое равно примерно 0,5-2,0 м. Каждый датчик наблюдает за конкретно позицией установки. Датчик А ориентирован на свободну поверхность жидкого металла,- содержащегос в разливочном ковше около слива. Он выполн ет роль контрольног и корректирующего злемента, срабатывающего , в частности, в зависимости от температуры металла. Датчик Б ориентирован на кончик слива 2, он предназначен дл наблюде ни за присутствием жидкого металла в этом месте с целью автоматического включени в работу регулирующего и сле д щего устройства в начале разливки. Датчик В ориентирован на струю жидкого металла, котора вытекает из ковша 1 в воронку 11, Его роль - из- мер ть ширину струи и, следовательно ее расход. Что касаетс датчика Г, то его роль - давать информацию о высоте, наблюда за свободной поверхностью металла в воронке 11. Датчики В и Г играют основную рол в ходе операции разливки. Дл того, чтобы эта операци протекала нормально , необходимо поддерживать поверхность жидкого металла в воронке 11 на уровне приблизительно посто нном. Дл того, чтобы достичь этого, датчик Г может быть расположен так,, как это показано на фиг. 2 и 3. На фиг. 2 показана литейна форма с воронкой дл заливки с цилиндрическим входом и датчик, ориентированный наклонно к зтой воронке. Когда свободный уровень расплавленного металла относительно низок (фиг. 2) излучение в направлении датчика Г по вл етс только с части поверхности а, так как остальна поверхность 64 закрыта верхним краем воронки 11. Если уровень жидкого металла достигает высоты Ь, то излучение в направлении датчика Г поступает со всей поверхности , поэтому собираемый световой и/или инфракрасный пучок будет значительно шире. Таким образом, датчик может посьшать электрический сигнал, который соответствует размеру части поверхности, котора видна и, следовательно, уровню свободной поверхности металла. На фиг. 3 показано, как датчик Г может быть расположен в случае воронки 11, вход которой имеет коническую форму. Когда свободна поверхность металла достигает уровн а, размер этой поверхности имеет величину а , если свободна поверхность достигает уровн Ь, то размер ее равен величине Ь. Каким бы ни бьт уровень, вс свободна поверхность находитс в поле зрени датчика Г. Направление наблюдени в этом случае может быть вертикальным. Датчик В может измер ть расход струй разливки (фиг. 2 и 3).. Окружность С, показанна пунктирной линией , схематично изображает поле зрени да.тчика В. Это поле зрени охватывает определенную длину струи и собираемое излучение будет зависеть от ширины струи, а следовательно, от ее расхода. В действительности дл того, чтобы направить датчик В на цилиндрическую часть льющейс струи, поле наблюдени датчика ограничивают массой пр моугольной формы. Описанные датчики подают сигнал аналогового типа. В случае фоточувствительного сопротивлени ток, проход щий в проводниках кабел , представл ет измерение прот женности поверхности металла, наход щейс в поле зрени датчикаi Но могут быть также предусмотрены датчики, снабженные оптической системой с большим увеличением, а также с установкой на экране матрицы элементов, обеспечивающей цифровое измерение излучающей поверхности или определение положени свободной поверхности расплавленного металла у стенки воронки схемами логического анализа комбинационного типа или типа последовательной развертки изображени . Тот же эффект может быть получен при размещении группы отдельных датчиков , каждый из которых определ ет конкретный уровень или конкретную ширину струи. Оба последних решени обеспечи ,вают лишь относительно грубую оценку определ емых параметров. Основна часть регулирующей схеМ1 1 9 имеет две петли обратнрй св зи, последовательно размещенных одна в другой (фиг. 4). Перва петл состоит из датчика yka схемы 12 регулировани , уровн и зател 13 уровн , .тогда как втора петл .содержит датчик В и схему 14 регулировани расхода. Эта схема находитс под воздейстивем корректирующего сигнала, который посылает схема 12, причем его сигнал усиливаетс в усилителе 15, который приводит в . действие двигатель 5, регулирующий положение ковша 1. Перед поступлением на регулирующие схемы 12 и 14 сигналы, посьшаемые датчиками В и Г, корректируютс в компенсирующих схемах 16 и 17 посредством информации, поступающей со схемы 18 управлени , на которую вли ет датчик А. Сигналы, передаваемые на схемы 12 и 14, подвергаютс таким образом соответствующей коррекции в зависимости от температуры жидкого металла. Датчик А, все поле зрени которого посто нно зан то частью свободной поверхности жидкого металла, посылает сигнал, интенсивность которого зависит от температуры, причем информаци может хранитьс в. запоминающем устройстве, если это необходимо с учетом формы заливочного отверсти и нарушений, которым оно может подвергнутьс . Датчик Б обеспечивает регулирующей схеме 9 положение ковша 1, когда начинаетс разливка. В действительности , когда форма 10 подаетс под ковш 1 или наоборот, контакт устанавливаетс автоматически, в результате чего включаетс двигатель 5 подающий команду опрокидывани ковша 1 . Эта команда прерываетс в тот момент, когда датчик Б обнаруживает присутствие жидкого металла в конце носика слива дл того, чтобы с этого момента двигатель 5 включилс в регулирующую схему, реагирующую непосредственно на приказы, поступа ющие от схемы 14. Датчик 8 посылает информацию положени ворота 6, т.е. ковша 1. Эта Г информаци сравниваетс с той, кото ра хранитс в запоминающем устройстве , соответствующей окончанию предыдущей разливки. С учетом сигнала, посыпаемого датчиком В, можно обнаружить случайные аномалии, как например , опасное скопление шлака, закрывающее носик, в случае которого операци разливки должна быть остановлена без промедлени отведением литейного ковша в нерабочее положение и включением аварийного сигнала. Описанный пример регулирующей схемы имеет конструкцию, обеспечивающую эффективность и максимальную стабильность работы. Перва петл обратной св зи реагирует на размер части свободной поверхности жидкого металла, зафиксированный датчиком Г в воронке литейной формы. Сигнал, который посылает этот датчик, есть функци размера этой поверхности и, вследствие этого , его уровн . Он сравниваетс с контрольным сигналом, который определ ет контрольный уровень этой поверхности и результат этого сравнени вл етс контрольным сигналом дл расхода, который передаетс на вторую петлю обратной св зи. Схема 14 управлени сравнивает контрольный сигнал расхода с сигналом, поступающим от датчика Б, либо с действительным расходом струи разливки. В результате сравнени между Действительным расходом и контрольным значением расхода подаетс команда, посылаема усилителем 15, котора приводит в действие двигатель 5. Таким образом, получают устройство, которое очень быстро реагирует и обеспечивает устойчивость регулировани . . Кроме того, когда уровень в воронке резко превышает определенное значение контрольного уровн , вследствие полного заполнени формы, дл быстрого отвода ковша в его нерабочее положение может примен тьс также сигнал датчика Г. В зависимости от конкретных случаев применени могут быть использованы другие регулирующие схемы. Так, например, достаточно определить интенсивность струи разливки и обеспечить управление двигател , который регулирует положением ковша в зависимости от этой только информации, между тем, как в других случа х, где поддержание посто нного уровн в воРуонке литейной формы вл етс основным требованием, но где неравномерность разливки не создает опасности, достаточно примен ть только один дат чик Г, а датчик В может не примен ть с совсем. С другой стороны, регулирующа схема может примен тьс не только дл мгновенного значени сигналов, посыпаемых датчиками, но также дп величины их изменени .и их сум4Ы, хран щейс в запоминающем устройстве, дл регулировани типа ПИД (пропорциональный интегральный дифференциальный ) . Такой принцип работы облегчаетс при применении датчиков с еличиной на выходе аналогового тйпЗ. Предлагаемое устройство может быть также изготовлено, когда примен ют разливочный ковш со стопором. В этом случае двигатель 5 управл ет просто пропорциональным открытием стопора.

Фиг. 2

Фиг.з

Claims

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ, содержащее разливочный ковш, установленный на траверсе, привод поворота ковша с двигателем, соединенный с траверсой тросом, оптический датчик, направленный на расплавленный металл, отличающеес я тем, что, с целью повышения производительности, устройство дополнительно содержит второй оптический датчик, направленный на расплавленный металл, находящийся в ковше, третий оптический датчик, направленный на струю металла, вытекающую из ковша,, четвертый оптический датчик, направ ленный в воронку формы, датчик положения ковша, преобразователи по числу датчиков, задатчик уровня, блок сравнения-, регулятор уровня, усилитель и прерыватель, причем каждый датчик соединен с преобразователем, первый выход преобразователя, соединенного с четвертым оптическим датчиком, подсоединен к одному входу блока сравнения, задатчик уровня соединен с другим входом блока сравнения, выход преобразователя, соединенного с третьим оптическим датчиком, и выход блока сравнения соединены с двумя входами регулятора уровня, выход регулятора уровня соединен с входом усилителя, выход которого соединен с. входом прерывателя, к которому подсоединены выходы преобразователей, соединенных с вторым оптическим датчиком и ц датчиком положения, выход прерывателя соединен с привод- ¹ным устройством, выход преобразователя, соединенного с первым оптическим датчиком, соединен с преобразователем, соединенным с четвертым опта- . ческим датчиком дричем второй выход этог· 'преобразователя соединен с преобразователем, связанным с третьим оптическим датчиком.

О)