Устройство для управления распределением металла по ручьям машины непрерывного литья заготовок Советский патент 1987 года по МПК B22D11/16 

Изобретение относится к управлению процессами непрерывного литья металла и может быть использовано в системах автоматического раскроя непрерывных слитков на заданные мерные заготовки в завершающей фазе разливки.

Целью изобретения является увеличение производительности машины непрерывного литья, сокращение времени разливки и повышение надежности работы.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства распределения металла по ручьям машины непрерывного литья заготовок в конечной фазе разливки; на фиг.2 - схемы отдельных блоков, составляющих устройство; на фиг.З- схемы множительного блока и задатчи- |Ка весового коэффициента.

Устройство (фиг.1) содержит датчик 1 веса жидкого металла в промежуточной емкости, подключенный к первому входу компаратора 2, к второму входу которого подключен первый выход множительного блока 3, общий вход которого- соединен с выходом за- датчика 4 весового коэффициента, а первый вход соединен с задатчиком 5 мерной длины заготовки. Выход компаратора 2 соединен с управляющим входом пускового блока 6,, аналоговые входы которого подключены к выходам блоков 7 формирования недостающей до кратности длины слитка, аналоговые входы которых соединены с выходами задатчиков 5 и 8 мерной длины заготовки и кратности слитка. Входы двоичных счетчиков 9 импульсов соединены с выходами датчиков 10 длины слитка, а двоичные выходы соединены с соответствующими входами блоков 7 формирования. Компаратор 11 подключен к выходам пускового блока 6, а выход соединен с управляющим входом коммутатора 12, аналоговые входы которого соединены с выходами пускового блока 6, Первый логический вход коммутатора 12 подключен к источнику питания плюс 5 В через гасящее сопротивление 1 кОм для создания уровня логической 1, второй логический вход соединен с шиной нулевого уровня. Аналоговые выходы коммутатора 12 соединены с вторым и третьим входами задатчика 4 весового коэффициента. Второй выход множительного блока 3 соединен с входом компарато

294466 ра

2

13, второй вход которого подключен к выходу датчика 1 веса жидкого металла в промежуточной емкости, выход компаратора 13 соединен с входа5 ми схем И 14 и 15, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым логическими выходами коммутатора 12, а выходы подключены К входам исполнительных механизмов

fO 16 и 17 для управления вторым и первым стопорами. Третий вькод множительного блока 3 соединен с входом компаратора 18, второй вход которого подключен к выходу датчика 1 жидко15 го металла в промежуточной емкости и выход которого соединен с входами схем И 19 и 20, причем второй вход схемы И 19 соединен с вторым логическим выходом коммутатора 12,а вто20 рой вход схемы И 20 соединен с первым логическим выходом коммутатора 12. Выход схемы И 19 подключен к сигнализатору 21 первого ручья, а выход схемы И 20 подключен к сигна25 лизатору 22 второго ру,чья.

На фиг.2 приведены схемы пускового коммутатора 6, лока 7 формирования недостающей до кратности длины слитка и коммутатора 12.

Блок 7 состоит из цифроаналогово- го преобразователя 23, имеющего многоразрядный двоичный вход и аналоговый выход, подключенный к первому входу сумматора 24, выход которого подключен к первому входу компаратора 25 и к первому входу сумматора 26, второй вход которого соединен с выходом коммутатора 27, управляющий вход которого подключен к выходу компаратора 25, второй вход которого соединен с шиной нулевого уровня.

Второй вход сумматора 24 является входом блока 7, который соединя- г ется с задатчиком 8 кратности слитка, а второй вход коммутатора 27 является входом блока 7, который соединяется с задатчиком 5 мерной длины заготовки.

д Пусковой блок 6 содержит два переключателя 28 и 29, соединенных с соответствующими нормально закрытыми и нормально открытыми контактами.

Коммутатор 12 содержит четыре пе- 2 реключателя 30-33, соединенных с соответствующими нормально открытыми и нормально закрытыми контактами.

Сами коммутаторы выполнены на ба зе коммутаторов напряжения 590КН4. В

30

35

40

3

качестве компараторов могут быпользованы, например К554САЗ, ляющие сравнивать напряжения с цей до 30 В, схемы И использую из серии К155 (ТТЛ), В качеств роаналогового преобразователя но использовать К572ПА2В.

Устройство работает следующ образом.

Перед началом разливки на з чиках 4, 5 и 8 устанавливаются чения весового коэффициента дл

q р. S,

где р - плотность стали, S - сечение слитка, - мерная длина заготовки и х entier (L/l) + - расстояние от исходного положения резаков до линии кратности (х,+Ь нацело делится на 1), где L - расстояние от мениска жидкого металла в кристаллизаторе до исходного положения резаков, entier - символ целой части числа L/1.

Устройство включается в момент схода последнего сталеразливочного ковша при разливке серии плавок.

По мере уменьшения веса жидкой стали в промемкости сигнал веса G(t) на выходе датчика 1 уменьшается и в момент выполнения неравенства

G(t) ql

(1)

выход компаратора 2 переходит в состояние логической 1, в результате чего срабатывает пусковой коммутатор 6, через который аналоговые сигналы у, и УЗ недостающих до кратности длин слитков начинают поступать на входы компаратора 11 с выходов блоков 7 формирования. Сигнал ql снимается с первого выхода множительного блока 3.

Множительный блок 3 (фиг.З) состоит из трех субблоков ЗА, в каждом из которых последовательно включены два операционных усилителя - усилитель 35 с регулируемым коэффициентом передачи и усилитель 36 по схеме инвертора. В качестве регулируемых сопротивлений 37 обратной связи используется тройной блок переменных сопротивлений, составляющих за- датчик 4 весового коэффициента q.Ha первый вход блока 3 подается напряжение 1 мерной длины заготовки с задатчика 5. На второй и третий входы блока 3 подаются напряжения у и у с аналоговых выходов коммутатора 12.

Значения недостающей до кратнос- ти длины слитка у, и у. формируются в блоках 7 для первого и второго ручьев по формуле

У

при X i х ij

х - X

х - X + 1 при X х

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где X - текущая мерная длина заготовки. Значение текущей мерной длины X формируется на двоичном счетчике 9 в результате суммирования импульсов, поступающих от датчика 10 через каждый сантиметр продвижения слитка. Двоичный код суммы по многоразрядной шине (для 20-метровых заготовок достаточно 12 разрядов) поступает на вход цифроаналогового преобразователя 23 (фиг.2), выходной сигнал X которого в диапазоне 0-15 В передается на первый вход сумматора ,24,на второй вход которого от датчика 8 поступает сигнал + х, в результате сигнал Х|,-х на компараторе 25 сравнивается с нулем. В момент наступления равенства у на выходе компаратора 25 образуется уровень логической 1, в результате чего коммутатор 27 переходит из нор- Ыапьно замкнутого состояния в нормально разомкнутое.

. При у у выход компэратора 11 имеет состояние логического О, коммутатор 12 находится в нормально замкнутом состоянии (фиг.2), на его первый аналоговый выход передается значение у, на второй yj. С второго и третьего выходов коммутатора 12 эти сигналы проходят на второй и третий выходы множительного блока 3 и в результате умножения на значение q, подаваемое на общий вход множительного блока, на втором и третьем его выходах образуются величины W, q-y, и Wj q-y2 недостающих до кратности весов первого и второго слитков (левого и правого на фиг.1). В нормально замкнутом состоянии коммутатора 12 на его первый логический выход передается значение логической 1 от положительного полюса источника питания 5 В через гасящее сопротивление 1 кОм, а на второй логический выход передается логический О от шины нулевого потенциала.

При условии Yj у. на выходе ком паратора 11 образуется состояние логической 1, которое передается на управляющий вход коммутатора 12, в результате чего его нормально разомк нутые контакты переходят в замкнутое состояние и на первый аналоговый выход коммутатора 12 поступает сигнал yj , а на второй у. При этом первый логический выход переходит в нулевое состояние, а второй - в единичное. Соответственно на втором и третьем выходах множительного блока 3 получа ются значения Wj и W. Таким образом на втором выходе множительного блока 3 всегда формируется минимальное значение из W, и Wj, а на третьем - максимальное. Все состояния аналоговьк и логических выходов коммутатора 12 и компаратора 11 приведены в табл.1.

На компараторах 13 и 18 значения мин(и, W2) и MaKc(W,, Wj), получаемые -с выходов множительного блока 3, сравниваются с текущим значением остаточного веса металла в промемкости. При условии

G(t)7 MaKcCW- ,W.)

- 2

(2)

на выходе компараторов 13 и 18 состояние логического О, вследствие чего выходы всех 4 схем И 14, 15, 19 и 20 находятся в состоянии логического О. Однако величина G(t) монотонно уменьшается и наступает момент, когда первый раз выполняется условие

G(t) :MaKc(W,W2 ),

(3)

которое может быть истинным только после того, как выполнится условие (1)j так как макс(У,, Wj ) . По условию (3) выход компаратора 18 переходит в состояние логической 1, тогда как выход компаратора 13 остается в состоянии логического О. Логическая 1 передается на входы обеих схем И 19 и 20, при этом логическая 1 поступает на вход схем И 15 и 19, если у Уг вход схем И 14 и 20, если у Vj Вследствие зтого выход схемы И 19 переходит в состояние логической 1 при У, У2 и засвечивается сигнализатор 21 первого ручья, или выход схемы И 20 переходит в состояние логичес

94466 . 6

кой 1 при у Vj и заспечнвается си -нализатор 22 второго ручья. В обоих случаях засвечивается сигнализатор , того ручья, в котором недостающий до кратности вес заготовки W, или W

больше, т.е. для данного ручья металла в промемкости не хватит,чтобы получить целую заготовку, позтому имен- 10 но он будет перекрыт.

До мере уменьшения веса металла в промемкости в течение некоторого периода выполняется неравенство

15 MaKc(W,Wj) C(t) MHH(W,,W2),

при котором остается засвеченным один из сигнализаторов 21 или 22, а на выходе компаратора 13 остается состоя20 ние логического О, в результате чего на выходах обеих схем И 14 и 15 также остается состояние логического О. Таким образом сигнализация о перекрытии ручья выдается заблаговре25 менно.

Только при выполнении условия

G(t) f; MHH(W,,W2 )

(А)

компаратор 13 переходит в состояние логической 1, в результате чего срабатывает.схема И 15 при условии у 7 УЗ схема И 14 при у У2 , что в первом случае приводится к перекрытию первого ручья, так как сигнал логической 1 передается на исполнительный механизм 17, а во втором - второго ручья, когда, логическая I передается на исполнительный механизм 16. В обоих случаях перекрывается тот из ручьев, для которого недостающий до кратности вес слитка больше, а остаток металла G(t) мин(И.,,и2) сливается в другой ручей, в котором получается мерная заготовка. Все возмо5кные состояния вьгходрв компараторов-13 и 18 и схем И 14, 15, 19 и 20 в зависимости от условий (2)-(4) приведены в табл.2.

Работа устройства описана на примере двухручьевой машины непрерывного литья, однако оно может быть включено в состав аналогичного устройства для управления многоручьевой машиной.

Экономический эффект от применения предлагаемого устройства распределения металла по ручьям машин непрерывного литья заготовок в конечной фазе разливки может быть получен

за счет сокращения времени разливки каждой серии плавок в среднем на время разливки одной заготовки. При сохранении суммарного технологического времени, когда разливочная машина не находится в состоянии простоя, может быть увеличена фактическая загрука машины и ее годовая производительность.

Формула изобретения

Устройство для управления распредлением металл а по ручьям машины непрерывного литья заготовок, содержащее датчик длины слитка, датчик мерной длины заготовки, датчик кратности мерных длин слитка, датчик веса жидкого металла в промежуточной емкости, множительный блок, сигнализаторы и исполнительные механизмы для управления стопорами промежуточной емкости, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности машины непрерывного литья, сокращения времени разливки и повьшения надежности работы, оно снабжено пусковым блоком, четырьмя компараторами, двумя блоками формирования недостающей до кратности длины слитка, двумя двоичными счетчиками импульсов, коммутатором, за- датчиком весового коэффициента,четырьмя схемами И, причем датчик веса жидкого металла в промежуточной емкости соединен с первым входом первого компаратора, к второму входу которого соединен первый выход множительного блока, первый вход которого соединен с выходом задатчика весового коэффициента, второй вход соединен с датчиком мерной длины заготовки, выход первого компаратора подсоединен к первому входу пускового .блока, второй и третий входы пускового блока подсоединены к выходам первого и второго блоков формировани недостающей до кратности длины слитка, аналоговые входы которых соединены с выходами датчиков мерной длины

е10

15

20

25

30

35

40

45

50

668

заготовки и кратности слитка, входы первого и второго двоичных счетчиков импульсов соединены с зыходами первого и второго датчиков длины слитка, а двоичные выходь первого и второго счетчиков соединены с соответствующими входами первого и второго блоков формирования, входы второго компаратора соединены с первым и вторым выходами пускового блока, а выход соединен с первым входом коммутатора, второй и третий входы.которого соединены с первым и вторым выходами пускового блока, четвертый логический вход коммутатора подсоединен к положительному полюсу источника питания через гасящее сопротивление, а пятый логический вход подсоединен к шине нулевого уровня, первый и второй выходы коммутатора соединены с первым и третьим входами множительного блока, второй выход множительного блока соединен с входом третьего компаратора, второй вход которого подсоединен к выходу датчика веса жидкого металла в промежуточной емкости, выход третьего компаратора соединен с первыми входами первой и второй схем И, вторые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым логическими выходами коммутатора, а выходы подсоединены к входам исполни- .тельных механизмов для управления первым и вторым стопором, третий выход множительного блока соединен с первым входом четвертого компаратора, второй вход которого подсоединен к выходу датчика веса жидкого металла в промежуточной емкости, выход четвертого компаратора соединен с первыми входами третьей и четвертой схем И, причем второй вход третьей схемы И соединен с четвертым логическим выходом коммутатора, а второй вход четвертой схемы И соединен с третьим логическим выходом коммутатора, выход третьей схемы И подсоединен к сигнализатору первого ручья, а выход четвертой схемы И подсоединен к сигнализатору второго ручья.

макс (W,, Wj)

макс (W,, W)

мин (W,, Wj)

Таблица )

Таблица 2

О О

о о

о 1 о о

о 1

Изобретение предназначено для управления порезом непрерывных слитков на заданные мерные заготовки на установке непрерывной разливкой металла. Цель изобретения - увеличение производительности, сокращение времени разливки и повышение надежности установки непрерывного литья. Для этого при разливке остаток металла в промежуточном ковше сливается в предпоследний незакрытый ручей параллельно с отливкой заготовки во втором ручье. Закрытие предпоследнего ручья производится в тот момент, когда остаток металла в промежуточной емкости равен недостающему весу последней заготовки до целой, что сокращает время разливки и увеличивает производительность. Повьшение надежности достигается за счет наличия цепей предупреждающей сигнализации о перекрытии стопора предпоследнего незакрытого ручья. 3 ил.2 табл. №SA. to со 4 О5 О5

Omff/ioKO 9

OmiJt.

фиг. 2

Фиг.З

Редактор В. Иванова

Составитель Г. Демин

Техред М.Ходанич - Корректор И.Эрдейи

Заказ 420/9Тираж .740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4