Устройство для контроля толщины оболочки слитка в кристаллизаторе машины непрерывного литья металла

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ОБОЛОЧКИ СШ1ТКА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА, содержащее датчик длины слитка, соединенный с первым входом первого счетчика, схему совпадения, первый вход которой соединен с выходом первого счетЧика, второй вход с выходом первого задатчика, а выход соединен с первым входом второго счетчика, выход которого соединен с первым входом регистра, а второй вход с генератором импульсов, блок умножения, первьй вход которого соединен с выходом блока извлечения квадратного корня, второй вход с выходом второго задатчика, выход схемы совпадения также подсоединен на вторые входы первого счетчика и регистра соответственно отличающееся тем. что. с целью увеличения точности контроля и повышения надежности работы мапгины непрерывного литья металла, в него введены датчик температуры охлаждающей воды на входе в кристаллизатор, датчик температуры охлаждающей воды на выходе из кристаллизатора, датчик расхода воды на кристаллизатор , вычислительный блок, причем первый вход вычислительного блока соединен с выходом датчика расхода воды на кристаллизатор, второй вход - с выходом датчика температуры охлаждающей воды на входе в кристаллизатор , третий вход - с датчиком тe mepaтypы охлаждающей воды на выходе из кристаллизатора, четвертьп вход - с выходом регистра, пятый вход - с выходом схемы совпадения, первый выход соединен с входом блока извлечения квадратного корня, второй выход - с входом второго задатчика .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

09) (И) 3(ц В 22 2 11/16:--1

«1-.

3 н

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ датчика

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3646473/22-02 (22) 27.09.83 (46) 23.08.84. Бюл. N - 31 (72) Б.И.Краснов, Ю.M.Öèåð и Г.А.Смирнов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" (53) 621.746.27 (088.8) (56) 1. Патент Японии Ф 52-11286, кл. 11 В 091.1, 1977.

2. Рутес В.М. и др. Теория непрерывной разливки, М., Металлургия 1971, с. 146-147. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ТОЛЩИНЫ ОБОЛОЧКИ СЛИТКА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ

МЕТАЛЛА, содержащее датчик длины слитка, соединенный с первым входом первого счетчика, схему совпадения, первый вход которой соединен с выходом первого счетчика, второй вход с выходом первого задатчика, а выход соединен с первым входом второго счетчика, выход которого соединен с первым входом регистра, а второй вход с генератором импульсов, блок умножения, первый вход которого соединен с выходом блока извлечения квадратного корня, второй вход с выходом второго задатчика, выход схемы совпадения также подсоединен на вторые входы первого счетчика и регистра соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем что с целью увеличения точности контроля и повышения надежности работы машины непрерывного литья металла, в него введены датчик температуры охлаждающей воды на входе в кристаллизатор, датчик температуры охлаждающей воды на выходе из кристаллизатора, датчик расхода воды на кристаллизатор, вычислительный блок, причем первый вход вычислительного блока соединен с выходом датчика расхода

/ воды на кристаллизатор, второй вход — с выходом датчика температуры охлаждающей воды на входе в кристаллизатор, третий вход — с датчиком температуры охлаждающей воды на выходе из кристаллизатора, четвертый вход — с выходом регистра, пятый вход — с выходом схемы совпадения, первый выход соединен с входом блока извлечения квадратного корня, второй выход — с входом второго за1 1092 i9

Изобретение относится к металлур- гии, точнее к непрерывной разливке металлов, и может быть использовано в системах автоматического управления режимов работы кристаллизатора на машинах непрерывного литья металла (МНЛ1"1) °

Известно устройство для контроля толщины оболочки слитка, в котором для контроля используется источник и приемник проникающего рентгеновского излучения

Недостаток этого устройства связан с необходимостью применения источника рентгеновского излучения, что вызывает серьезные трудности в условиях действующего оборудования МНЛИ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля толщины Обо-. лочки слитка на выходе из кристаллизатора, содержащее датчик длины слитка, подсоединенный на первый вход первого счетчика, выход которого соединен с первым входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом первого задатчика, а Выход со вторым входом первого счетчика, с первым входом регистра, с первым входом второго счетчика, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов выхоп аегистпа соепинен с вхолом блока извлечения квапратного корня, выход которого поцключен на первый ахоп блока умножения, второй запатчик

Выход которого соединен со вторым входом блока умножения 2j.

Импульсы с генератора поступают на второй вход второго счетчика, где формируется сигнал, пропорциональный текущему времени пребывания слитка в кристаллизаторе. Выход второго счетчика соединен со вторым входом регистра, запоминающим cîäåðжимое второго счетчика по командам с выхода схемы совпадения, подключенной на первый вход регистра. Командный сигнал на выходе схемы совпаде- =0 ния формируется следующим образом.

Импульсы с датчика длины слитка поступают на первый вход первого счетчика, где формируется сигнал, пропорциональный перемещению слитка. 55

С выхода первого счетчика сигнал, пропорциональный перемещению слитка, поступает на первый вход схемы совпапения. На второй вход схемы совпадения с выхода первого задатчика приходит сигнал, пропорциональный длине кристаллизатора. При совпадении казанных величин с выхода схемы совпадения выдается командный сигнал записи на второй вход регистра.

Содержимое второго счетчика в момент записи с. Оответст вует полному времени пребывания слитка в кристаллизаторе. Одновременно сигнал с выхода схемы совпадения поступает на вторые входы первого и второго счетчиков, сбрасывая их в нулевое состояние.

С выхода регистра сигнал, пропорциональный времени пребывания слитка в кристаллизаторе, через блок извлечения квадратного корня проходит на первый вход блока умножения.

На второй вход блока умножения с выхода второго задатчика приходит сигнал, пропорциональный коэффициенту затвердевания. Произведение указанных величин дает на выходе блока умножения сигнал, пропорциональный толщине оболочки слитка на выходе их кристаллизатора.

Однако в известном устройстве ие учитывается зависимОсть коэффициента затвердевания К от условий разливки (размеров кристаллизатора

cKooocTH,ðàçëèâKH, маоки cTали и IID.) что увеличивает погрешность в определении толщины оболочки слитка более чем на 15Е.

Целью изобретения является увеличение точности контроля и повыше, ния надежности работы машины непрерывногоо литья металла.

Указанная цель достигается тем, -то в устройство для контроля толщины оболочки слитка в кристаллизаторе машины непрерывного литья металла, содержащее датчик длины слитка, соединенный с первым входом первого счетчика, схему совпадения, первый вход которой соединен с выходом перного счетчика, второй вход — с выходом первого - адатчика, а выход соединен с первым входом второго счетчика, выход которого соединен с первым входом регистра, а второй вход — с генератором импульсов, блок умножения, первый вход которого соединен с выходом блока извлечения квадратного корня, второй Вход — с

ВыхОдОм ВтОрого зядатч ика, Выход

1109249

55 схемы совпадения также подсоединен на вторые входы первого счетчика и регистра соответственно, введены датчик температуры охлаждающей воды на входе в кристаллизатор, датчик температуры охлаждающей воды на выходе из кристаллизатора, датчик расхода воды на кристаллизатор, вычислительный блок, причем первый вход вычислительного блока соединен с выходом датчика расхода воды на . кристаллизатор, второй вход — с выходом датчика температуры, охлаждающей воды на входе в кристаллизатор, третий вход — с датчиком температуры охлаждающей воды на выходе из кристаллизатора, четвертый вход — с выходом регистра, пятый вход — с выхо. дом схемы совпадения, первый выход соединен с блоком извлечения квадратного корня, второй выход — со входом второго задатчика.

В качестве счетчиков, задатчиков, схемы совпадения, регистра, генератора импульсов, блока извлечения квадратного корня, блока умножения могут быть использованы цифровые функциональные устройства. В качестве вычислительного устройства может быть использована универсальная ЭВМ например CN-4. В качестве датчика длины слитка может быть использован серийный датчик типа БК-A-5-0. В качестве датчиков температуры — термометры сопротивления типа ТСМ-5071, а в качестве датчика расхода воды— измерительная диафрагма в комплекте с дифманометром типа ДИЭР.

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Из промежуточного ковша 1 жидкая сталь поступает в кристаллизатор 2, откуда слиток 3 вытягивается в зону вторичного охлаждения тянущими клетями. Устройство содержит датчик

4 длину слитка, выход которого подключен на первый вход первого счетчика 5, выход которого подключен на первый вход схемы 6 совпадения, второй вход которой соединен с выходом первого задатчика 7, генератор 8 импульсов. Выход схемы 6 совпадения подключен на второй вход первого счетчика 5, на первый вход второго счетчика 9, на первый вход регистра 10, на первый вход вычислительного блока 11. Второй вход второго счетчика 9 соединен с выходом импульсного генератора 8, выход

35 второго счетчика подключен на второй вход регистра 10, выход которого подключен на второй вход блока

11. Третий вход блока 11 соединен с выходом датчика 12 расхода воды на кристаллиэатор, четвертый — с выходом датчика 13 температуры охлаждающей воль на входе в кристал . лизатор, пятый — с выходом датчика

14 температуры охлаждающей воды на выходе из кристаллизатора. Первый выход блока 11 подключен на вход блока 15 извлечения квадратного корня, выход которого подключен на первый вход блока !6 умножения, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика 17, вход которого соединен со вторым выходом блока 11.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с генератора 8 поступают на первый вход второго счетчика 9, где формируется сигнал, пропорциональный текущему времени пребывания слитка в кристаллизаторе. Выход второго счетчика 9 соединен с первым входом регистра 10, запоминающим содержимое второго счетчика по командам с выхода схемы 6 совпадения, подключенной на второй вход регистра 10.

Командный сигнал на выходе схемы

6 совпадения формируется следующим образом.

Импульсы с датчика 5 длины слитка поступают на первый вход первого счетчика 5, где формируется сигнал, пропорциональный перемещению слитка.

С выхода первого счетчика 5 сигнал, пропорциональный перемещению слитка, поступает на первый вход схемы 6 совпадения, Слиток в кристаллизаторе разбивается на !! единичных слоев толщиной Ь1, перпендикулярных оси кристаллизатора. Сигнал, пропорцио— нальный л ., поступает на второй вход схемы 6 совпадения с выхода первого задатчика 7. При совпадении казанных сигналов с выхода схемы совпадения выдается командный сигнал записи на второй вход регистра 10. Содержимое второго счетчика 9 в момент записи соответствует времени, за которое слиток переместился на величину hR-. Одновременна сигнал с выхода схемы 6 совпадения поступает на второй вход первого счетчика 5, i 1П9249

;а первый вход нторого счетчика 9, сорась1вая их в нулевое состояние, на 11ерэый вход блс)ка 1 запуская

/ в:=-числительное устройство, в которо. по информации с регистра 10 датчиicQB 12-,4 рассчитывается время пре— бывания слитка н кристаллизаторе и коэффициент затнердевания.

Сигнал, гропорциональный нремени пребывания слитка 3 в кристаллизаторе 2, поступает с первого выхода блока 11 на вход блока 15 извлечения квадратного корня и далее, с выхода блока 15 на первый вход блока 16 умножения.

Па второй вход блока 16 умножения с второго ныхода блока 11 через второй задатчик 17 приходит сигнал, пропорциональный коэффициенту затвер девания. Произведение указанных величин дает на выходе блока 16 умножения сигнал, пропорциональный толщине оболочки слитка на выходе из кристаллизатора.

Алгоритм расчета времени затвердевания слитка в кристаллизаторе и коэффициента затвердевания в блоке

11 следующий.

Приняты следующие обозначения. — номер сечения слитка (1 — 1,...,N), K — текущий цикл работы алгорит.

K-1 — предыдущий цикл работы алгоритма, à — время, за которое слиток переместился на длину 1 (поступает

1а второй вход ВУ11 с выхода регист9

Т. — время пребывания i-ro сечения <литка «а К цикле работы алгоритма, номер кривой охлаждения, Q (Т i — тепловой поток от i-го

1 сечения сли-ка к стенкам кристалли-затсра, рассчитанный по g — ой кривои охлагсдс «ия, S — текущее значен е длины непрерывного слитка, фактический теплосьем с крис. таллизатсра;

К. — фактический коэффициент затвердевания, К вЂ” коэффициент затверденания,соответствуюг1ий 1-ой кривой охлаждения, 1, — длина кристаллизатора, К вЂ” с ред«ий ксэффицис111т затвер-i,ã".-—

l,g вания, рав«ый 2,6О см!мин

Подсчитывается текущее «с рс- меще— ние слитка.

Величина перемещения слитка срав«ивается с длиной кристаллизатора I,.

5 Если перемещение слитка меньше длины кристаллизатора„ То коэффициент затвердевания принимается равным К, иначе алгоритм выбирает коэффициент затвердевания К, срав«ивая фактический теплосъем кристаллизатора с рассчитанным.

Производится расчет суммарного теплосъема с кристаллизатора для случая затв ерде в а ния слитка по 1 — ой с кривой охлаждения.

Суммарный теплссъем ", кристаллизатора рассчитывается суммирона«ием тепловых пстоков от каждого сечения слитка.

Рассчитанный теплссъем сравнива— ется с. фактическим, Если рассчитанный и фактический теппосъем близки по величине, то коэффициент затвердева«ия К берет25 ся равным К, иначе алгоритм переходит к расчету теплссъема по следующей кривой охлаждения.

Величины 0 (1; ), Q рассчитывают— ся в блоке 11 по следую!!!им формулам

-1О Ц (Т, ):= A. ex»( Тс ) + ГF кал/м ч — Q ..CF1(g (П11,, — 11 ь1,,) кк,-, м ч где Л., В, С1 — ксэффи1сие«ты, 1, — расход Охлаждаю«сей воды на кристаллиза

- 5 тор, поступающий

«а третий вход бло1са 1 1 с «ыхода FAT чика 12, температура схлажГ, П!!1с дающей поды «а входе и выходе и.1 кристаллиз дтср а, ПО!.Т II310lf(IIP «;1 БХОды бл Ока 11 с выхо—

ЛОВ да 1 1 11F о13 1 3

1 теплс.емксс ть и плот«Ос т1- n:11:аж„тающей

1!ОД!-1.

Коэффициенты . j PI С, и с ОтветI ствующие им значе«ия V>, 1;1!1!с.дv «ы таблице.

Предлагаемое устрсйс:т«с псз11с1:IFI— ет снизить расход жидкой « i;ui.«l на

0,,8 кг/т слябов.

ГОдОВОй ЭКО«ОМ11«С ГК1:й 1ффс Кт От внедрения трех vc TðlffII«FII с! От;111:!лет

67,5 тыс.руб.

1109249

Коэффициенты

2 3 4

1,3

1,5

1ю7

1,9

В 1/ч

100

110

0,4

0,5

0,6

0,7

М 1/2 ч

0,200

0,155

0,280

0,300

-Я ккал 10

А

M2,ч

-е ккал 10 м2 ч

Значения К

1 щщщщ Заказ 5980/9 Тираж 775 Подписное an IIIIII Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4