SU1697977A2 - Способ управлени процессом непрерывной разливки металлов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к непрерывной разливке. Цель - стабилизаци  условий формировани  оболочки слитка в кристаллизаторе и увеличение выхода годного и производительности разливки. Цель достигаетс  тем, что в процессе разливки по сигналам от датчиков 1 температуры (Т), проход щим далее через алгебраические сумматоры 2,3,4, усилитель 5 и привод 6, производитс  поворот стакана в направлении уменьшени  разности Т в угловых точках каждой узкой стенки. Сигналы с выходов сумматоров 8 и 9 при превышении разност ми температур допустимого значени  поступают через блок 11 на блок 12 оповещени , сигнализирующий о необходимости замены стакана. Сигнал от датчика 13 скорости поступает через преобразователь 14 на входы сумматоров 15, 16, 17, 18, на вторые входы которых поступают сигналы отдатчиков 1. Сигналы с выходов сумматоров 15,16, 17, 18 поступают на блок 19, сигнал на выходе которого по вл етс  лишь при положительных выходах сигналов сумматоров 15, 16, 17,18, что происходит при одновременном понижении Т во всех замер емых точках узких стенок ниже значений вырабатываемого преобразователем 14. В этом случае блоком 12 выдаетс  сигнал о необходимости замены стакана. С выходов сумматоров 25 и 26 сигналы, пропорциональные суммам температур обеих узких стенок, поступают на входы сумматора 27, с выхода которого сигнал, пропорциональ1- ный разности между суммами температур, прЪходит через усилитель 28 на привод 29 перемещени  стакана перпендикул рно широким стенкам в направлении уменьшени  этой разности температур. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. (Л С о ю vj О VI VI ю

Description

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов , и  вл етс  усовершенствованием известных способа и устройства, описанных в авт.св. № 1486266.

Цель изобретени  - стабилизаци  условий формировани  оболочки слитка в кристаллизаторе и увеличение выхода годного и производительности разливки.

На чертеже приведена схема устройства , предназначенного дл  осуществлени  способа.

Устройство содержит датчики 1 температуры , узких рабочих стенок кристаллизатора , первый алгебраический сумматор 2, второй алгебраический сумматор 3, третий алгебраический сумматор 4, первый усилитель 5, привод 6 исполнительного механизма поворота разливочного стакана 7, четвертый алгебраический сумматор 8, п тый алгебраический сумматор 9, задатчик 10 максимально допустимого значени , блок 11 логического сложени , блок. 12 оповещени , датчик 13 скорости, функциональный преобразователь 14, шестой алгебраический сумматор 15, седьмой алгебраический сумматор 16, восьмой алгебраический сумматор 17, дев тый алгебраический сумматор 18, блок 19 логического умножени , дес тый алгебраический сумматор 20, одиннадцатый алгебраический сумматор 21, двенадцатый алгебраический сумматор 22, второй усилитель 23, привод 24 исполнительного механизма перемещени  разливочного стакана параллельно широким стенкам кристаллизатора , тринадцатый алгебраический сумматор 25, четырнадцатый алгебраический сумматор 26, п тнадцатый алгебраический сумматор 27, третий усилитель 28 и привод 29 исполнительного механизма перемещени  стакана перпендикул рно широким стенкам кристаллизатора.

В качестве датчиков температуры узких рабочих стенок кристаллизатора могут быть использованы зачеканенные в стенку хро- мелькопелевые термопары, в качестве за- датчика максимально допустимого значени , алгебраических сумматоров, блоков логического сложени  и умножени , усилител  функционального преобразовател  - серийные приборы такого же функционального назначени  из приборного комплекса АКЭСР. В качестве блока оповещени  - световое табло или зуммер. В, качестве датчика скорости -- тахогенератор.

Устройство работает следующим образом .

Сигналы, снимаемые с датчиков 1 температуры , размещенных на первой и второй

узких стенках кристаллизатора в местах, прилегающих : углам слитка на уровне падени  струи из боковых выпускных отверстий стакана, поступают соответственно на

входы алгебраических сумматоров 2 и 3, на выходе которых формируютс  сигналы, пропорциональные разност м температур первой и второй узких стенок кристаллизатора, поступающие на вход алгебраического сум0 матора 4, на выходе которого формируетс  управл ющий сигнал на поворот стакана 7 в направленииумножени  разностей температур , поступающий на ЕЗХОД усилител  5 и далее - на привод 6 исполнительного меха5 низма,

Кроме того, эти сигналы, пропорциональные разност м температур, с выходов алгебраических сумматоров 2 и 3 поступают на первые входы алгебраических сумма0 торов 8 и 9, на вторые входы которых поступает сигнал от задзтчика 10 максимально допустимого значени . В случае превышени  максимально допустимого значени  сигна5 лы рассогласовани  с выходов этих алгебраических сумматоров поступают на вход блока 11 логического сложени  и далее - на вход блока 12 оповэщени , который дает световой или звуковой сигнал на смену ста0 кана при наличии на входе блока 11 хот  бы одного сигнала рассогласовани .

Одновременно сигнал, пропорциональный скорости разливки и вырабатываемый датчиком 13, посто нно поступает нз

5 вход функционального преобразовател  14, в котором реализуетс  экспериментально полученна  функци  Т f(V). С выхода преобразовател  14 сигнал поступает на первые входы алгебраических сумматоров

0 15-18, на вторые входы которых поступают сигналы сдатчиков 1 температуры. Сигналы рассогласовани  с выходов сумматоров 15 - 18 поступают на вход блока 19 логического умножени  и далее - на вход блока 12 опо5 вещени , причем сигнал на входе блока 19 логического умножени  по вл етс  лишь тогда, когда все выходные сигналы алгебраических сумматоров 15-18 положительны. Это происходит при одновременном пони0 жении температуры во всех замер емых точках ниже значени , вырабатываемого преобразователем 14. В зтом случае блоком 12 оповещени  выдаетс  сигнал о разру- шении донной части стгкана и необходимо5 сти его замены.

Кроме того, сигналы, пропорциональные температурам первой узкой стенки, посто нно поступают на первый и второй входы алгебраического сумматора 20, а сигналы , пропорциональные температурам

второй узкой стенки, посто нно поступают на первый и второй входы алгебраического сумматора 21. С выходов алгебраических сумматоров 20 и 21 сигналы, пропорциональные сумме температур каждой узкой стенки, поступают на первый и второй входы алгебраического сумматора 22, на выходе которого формируетс  управл ющий сигнал, пропорциональный разности между суммами температур каждой узкой стенки и поступающий через усилитель 23 на привод 24 исполнительного механизма перемещени  стакана 7 параллельно широким стенкам кристаллизатора в направлении уменьшени  указанной разности темпера- тур,

При этом сигналы, пропорциональные температурам первой и второй узких стенок со стороны одной широкой грани слитка , посто нно поступают на первый и второй входы алгебраического сумматора 25, а со стороны другой широкой грани слитка - на первый и второй входы алгебраического сумматора 26. С выходов алгебраических сумматоров 25 и 26 сигналы, пропорциональные суммам температур обеих узких стенок со стороны одной и другой широких граней слитка, поступают на первый и второй входы алгебраического сумматора 27, на выходе которого формируетс  управл ющий сигнал, пропорциональный разности между суммами температур узких стенок со стороны одной и другой широких i раней слитка, Этот сигнал поступает через усилитель 28 на привод 29 исполнительного механизма перемещени  стакана 7 перпендикул рно широким стенкам кристаллизатора в направлении уменьшени  указанной разности температур.

П р и м е р. На машине непрерывного лить  заготовок разливали сталь марки ЗСП в медный кристаллизатор длиной 1200 мм в слитки сечением 0,25 1,29м2 со скоростью 1 м/мин. Разливку производили через глуходонный разливочный стакан с боковыми отверсти ми, расположенными вдоль большой оси кристаллизатора, причем стакан установлен по центру поперечного сечени  кристаллизатора. Датчики 1 температуры, представл ющие собой тер- мопары медь - константан, причем медным электродом  вл етс  рабоча  стенка, установлены на глубине 5 мм от поверхностей, обращенных к выт гиваемому слитку, на узких стенках, в местах, прилегающих к углам слитка, на уровне 0,45 мм от верхней кромки кристаллизатора и показывают температуру , равную 145°С. В этом случае на выходе алгебраических сумматоров 2 и 3 отсутствуют сигналы, пропорциональные разност м

температур Р местах установки термопар на каждой стенке, сумма термопар на каждой стенке одинакова (290°С) и на выходе алгебраического сумматора 22 также отсутствует сигнал рассогласовани , пропорциональный разности между суммами температур на каждой узкой стенке, суммы температур на узких стенках со стороны той и другой широкой грани слитка также одинаковы (290°С) и на выходе алгебраического сумматора 27 отсутствует сигнал рассогласовани , пропорциональный разности между .суммами температур узких стенок со стороны одной и другой широкой грани слитка, поэтому коррекци  положени  стакана 7 путем его поворота и перемещени  параллельно и перпендикул рно широким стенкам не производитс , На задатчике 10 максимально допустимого значени  установлено значение, пропорциональное разности температур в 20°С.

В какой-то момент времени, вследствие размыва выпускного отверсти , например, направленного на первую узкую стенку, в местах установки термопар на этой стенке значени  температур установились 150 и 140°С и по вилась разность температур в 10°С, Сигнал, пропорциональный разности температур в 10°С, с выхода алгебраического сумматора 3 прошел на вход алгебраического сумматора 4 и далее - через усилитель 5 на привод 6 исполнительного механизма, начинающего поворачивать стакан 7 в направлении уменьшени  этой разности Поворот стакана привел к возникновению разности в показани х термопар , установленных ча второй узкой стенке, что привело к по влению сигнала на выходе алгебраического сумматора 2. Поворот осуществл етс  до тех пор, пока на обеих стенках не установитс  равна  минимальна  разность показаний термопар, как только в процессе регулировани  значени  разностей температур превысили 20°С, на выходе алгебраических сумматоров 8 и 9 по вилс  сигнал рассогласовани , который через схему блоков 11 логического сложени  поступил на вход блока 12 оповещени . Блок оповещени  выдал световой или звуковой сигнал на замену стакана, После замены стакана управление процессом разливки осуществл етс  указанным способом . В процессе разливки сигнал, пропорциональный скорости разливки в 1 м/мин с выхода датчика 13 скорости, посто нно поступает на вход функционального преобразовател  14, реализующего функцию Т 70 + 60 V (°С), т.е. дл  скорости 1 м/мин на выходе преобразовател  14 вырабатываетс  сигнал пропорциональный

температуре в 130°С. Этот сигнал поступает на первые входы алгебраических сумматоров 15- 18, на вторые входы которых поступают сигналы, пропорциональные текущей температуре от датчика 1, которые показывают в данный момент 140 и 135°С на каждойузкой стенке. Сигналы рассогласовани , пропорциональные разност м (130 - 140)°С и (130 - 135)°С, поступают на вход блока 19 логического умножени , при этом сигнал на его выходе отсутствует, так как все четыре входных сигнала отрицательны. Разность температур 140 - 135 °Q в углах составл ет 5°С, поэтому сигнал на выходе алгебраических сумматоров 8 и 9 также отсутствует и блок 12 оповещени  не сигнализирует о замене стакана. Сумма температур в углах на каждой узкой стенке составл ет по 275°С (140 - 135)°С, поэтому отсутствует сигнал рассогласовани  на выходе алгебраического сумматора 22, и перемещение стакана 7 параллельно широким Стенкам кристаллизатора также не производитс . Суммы температур на первой и второй узких стенках со стороны той и другой широкой грани слитка составл ют 275°С(140 - 135°С), поэтому отсутствует сигнал рассогласовани  на выходе алгебраического сумматора 27, и перемещение стакана 7 перпендикул рно широким стенкам кристаллизатора тоже не производитс .

Вследствие воздействи  потоков стали произошло разрушение дна стакана. В этом случае значени  температур в замер емых точках резко понизились и стали равны 120, 123, 128 и 125°С. На выходе алгебраических сумматоров 15-18 значени  сигналов, пропорциональных разност м (130 - 120), (130 - 123),(130 - 128), (130 - 125)°С, стали положительными по знаку, следовательно, на выходе блока 19 логического умножени  по вилс  сигнал, поступивший на вход блока оповещени . Блок оповещени  выдал световой или звуковой сигнал на замену стакана. После установки нового стакана по центру поперечного сечени  кристаллизатора управление процессом разливки осуществл етс  указанным способом. Текущие значени  температуры в углах каждой узкой стенки при скорости разливки 1 м/мин составл ют 145 и140°С. Сигналы, пропорциональные этим значени м, посто нно поступают на входы алгебраических сумматоров 2, 3, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 25 и 26. Так как разность температур (145 - 140)°С одинакова на Обеих стенках, то дальнейший поворот стакана не производитс . Значение разности 5°С меньше максимально допустимой , поэтому сигнал о замене стакана на блоке оповещени  отсутствует

Поскольку текущие значени  температуры больше вырабатываемых блоком 14, то на блоке 12 оповещени  отсутствует и сигнал о разрушении донной части. Сумма тем- ператур на каждой узкой стенке составл ет (145 - 145)°С, поэтому сигнал рассогласовани  на выходе алгебраического сумматора

22отсутствует и перемещение стакана 7 параллельно широким стенкам кристаллиза0 тора не производитс . Суммы температур на обеих узких стенках со стороны той и другой широкой грани слитка составл ют (145 - 140)°С, поэтому сигнал рассогласовани  на выходе алгебраического сумматора

5 27 также отсутствует и перемещение стакана 7 перпендикул рно широким стенкам кристаллизатора не производитс .

В какой-то момент времени, вследствие большего размыва выпускного отверсти ,

0 например, со стороны первой узкой стенки, или некоторого смещени  промежуточного ковша . в сторону этой стенки, температура в местах установки термопар в обоих углах этой стенки подн лась до 150 и 145°С соот5 ветственно. Сумма температур ни первой узкой стенке составила 295°С, а на второй - 285°С. Так как разность температур на каждой стенке не изменилась и составл ет 5°С, то поворот стакана не производитс .

0 Суммы температур на первой и второй узких стенках со стороны той и другой широ- . кой грани слитка составл ют 290°С (145 + 145, 150+ 140), поэтому сигнал рассогласовани  на выходе алгебраического суммато5 ра 27 также отсутствует, и перемещение стакана 7 перпендикул оно широким стенкам кристаллизатора не производитс . На выходе алгебраического сумматора 22 по вилс  сигнал рассогласовани , пропорцио0 нальный разности в 10°С между суммами 295 и 285°С от алгебраических сумматоров 20 и 21, Этот сигнал с выхода алгебраического сумматора 22 прошел через усилитель

23на привод 24 исполнительного механиз- 5 ма, который произвел перемещение стакана параллельно широким стенкам кристаллизатора в сторону второй узкой стенки до достижени  суммами температур на каждой узкой стенке равных значений

0 составл ющих (148 + 143)°С. Суммы температур на обеих узких стенках со стороны той или другой широкой грани также равны и составл ют (138 - 143)°С, поэтому стакан 7 перпендикул рно широким стенкам не

5 перемещаетс . Управление процессом разливки осуществл етс  указанным способом до замены стакана в случае превышени  допустимой разности температур в 20°С в углах каждой узкой стэнки или в случае разрушени  донной части стакана. После замены стакана, установленного по центру поперечного сечени  кристаллизатора, датчики 1 показывают значени  температуры во всех четырех замер емых точках по 145°С, Так как они все одинаковые то ни поворота, ни перемещени  стакана параллельно или перпендикул рно широким стенкам не производитс .

В какой-то момент времени, вследствие большего размыва выпускных отверстий со стороны одной из широких стенок, температура в углах обеих узких стенок, прилегающих к этой широкой стенке, подн лась до 155°С. Так как разность температур на каждой узкой стенке составл ет 10°С (155 - 145), что  вл етс  в этой ситуации минимальным ее значением,то поворот стакана 7 не производитс . Значение разности 10°С меньше максимально допустимой в 20°С, поэтому сигнал о замене стакана на блоке 12 оповещени  отсутствует. Поскольку текущие значени  температуры больше вырабатываемых блоком 14, то на блоке 12 оповещени  отсутствует и сигнал о разрушении донной части стакана. Сумма температур на каждой узкой стенке составл ет 300°С (155 + 145), поэтому сигнал рассогласовани  на выходе алгебраического сумматора 22 отсутствует, и перемещение стакана 7 параллельно широким стенкам кристаллизатора не производитс . Сумма температур первой и второй узких стенок со стороны одной из широких граней слитка составила 290°С (145+145), а со стороны второй широкой стенки - 310°С (155 + 155). На выходе алгебраического сумматора 27 по вилс  сигнал рассогласовани , пропорциональный разности в 20°С между суммами 310 и 290°С от алгебраических сумматоров 25 и 26. Этот сигнал с выхода алгебраического сумматора 27 прошел через усилитель 28 на привод 29 исполнительного механизма, который произвел перемещение стакана 7 перпендикул рно широким стенкам кристаллизатора в сторону первой широкой стенки до достижени  суммами температур со стороны обеих широких стенок равных значений, составл ющих 300°С (150+150).

Техническое преимущество изобретени  перед известными заключаетс  в возможности стабилизации условий формовани  оболочки слитка путем контрол  разности между суммой температур рабочих поверхностей первой и второй узких стенок кристаллизатора со стороны одной широкой грани слитка в местах, прилегающих к его углам на уровне падени  струи из боковых выпускных отверстий стакана, и суммой температур рабочих поверхностей

первой и второй узких стенок кристаллизатора со стороны другой широкой грани слитка в тех же местах и на том же уровне и перемещени  стакана перпендикул рно 5 широким стенкам кристаллизатора в направлении уменьшени  указанной разности .

Claims (2)

1. Способ управлени  процессом непре0 рывной разливки металлов по авт.св,

№ 1486266, о т л и ч а ю щ и и с  тем, что,

с целью стабилизации условий формирова .ни  обо очки слитка в кристаллизаторе и

увеличени  выхода годного и производи5 тельности разливки, дополнительно определ ют разность между суммой температур рабочих поверхностей первой и второй узких стенок кристаллизатора со стороны одной широкой грани слитка в местах,

0 прилегающих к его углам на уровне падени  струи из боковых выпускных отверстий стакана, и суммой температур рабочих поверхностей первой и второй узких стенок кристаллизатора со стороны другой широ5 кой грани слитка с тех же местах и на том же уровне, и по величине этой разности перемещают стакан перпендикул рно широким стенкам кристаллизатора в направлении уменьшени  указанной разно0 ста температур.

2. Устройство управлени  процессом непрерывной разливки металлов по авт.св. № 1486266, отличающеес  тем, что, с целью стабилизации условий формирова5 НУЯ оболочки слитка в кристаллизаторе и увеличени  выхода годного и производительности разливки, оно дополнительно содержит тринадцатый, четырнадцатый и п тнадцатый алгебраические сумматоры,

0 третий усилитель и привод исполнительного механизма перемещени  стакана перпендикул рно к широким стенкам кристаллизатора , причем входы тринадцатого алгебраического сумматора соединены с

5 выходами датчиков температуры первой и второй узких стенок кристаллизатора со стороны одной широкой грани слитка, входы четырнадцатого алгебраического сумматора соединены с выходами датчиков

0 температуры первой и второй узких стенок кристаллизатора со стороны другой широкой грани слитка, а выходы тринадцатого и четырнадцатого алгебраических сумматоров соединены с входами п тнадцатого ал5 гебоаического сумматора, выход которого соединен с входом третьего усилител , выход которого соединен с приводом исполнительного механизма перемещени  стакана перпендикул рно рабочим стенкам кристаллизатора.