Устройство автоматического управления порезом слитка на установке непрерывной разливки металла Советский патент 1982 года по МПК B22D11/16 

Изобретение относится к непрерывному литью металлов выдав/ 1ванием рас плавленной массы, литью в трубчатые формы с открытыми концами и может быть использовано в системах автоматической резки непрерывного слитка на задаваемые мерные заготовки установок непрерывной разливки металла. Известно устройство для получения мерных заготовок на установках непрерывной разливки металла (УНРМ), состоящее мз фото-реле, которое (|)иксирует каждую мерную длину заготовки, и механизма для пореза слитка iL Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство автоматического управления по резом слитка на установках непрерывной разливки металла, содержащее датчик текущей длины слитка, прибор для измерения текущей длины слитка, на первый вход которого подключен выход упомянутого датчика, задатчик мерной длины заготовки, подключенный на второй ВХОД прибора для измерения текущей длины слитка, механизм газовой резки, на вход которого подключен выход прибора для измерения текущей длины слитка 2. Устройство работает следующим обрдзом. Сигнал от датчика текущей длины слитка поступает на вход прибора текущей длины слитка. Задатчиком этого прибора устанавливается необходимая мерная длина заготовки. При совпадении числа установленного задатчиком, и текущей д/ины слитка прибор для измерения текущей длины слитка выдает сигнал на начало пореза слитка. Недостаток известных устройств заключается в том, что в них не учитываются нестационарные режимы разливки,связанные со сменой промежуточных ковшей при режиме работы УНРМ методом Плавка на плавку. В этом случае, если перерыв струи металла в кристаллизатор продолжается более 1-2 мин, то образуется переходный, участок заготовки, гак называемый пояс, который при последующем переделе бракуется. В результате возникают ситуации, когда заготовка мерной длины не может быть в дальнейшем использована, так как на каком-то ее участке имеется отрезок, требующий удаления, т.е. условие получения строго мерных заготовок в установке непрерывной разливки металла оказывается нарушенным и возникают значительные потери металла, связанные с повторным переплавом отбракованного по длине металла. Целью изобретения является получение максимального количества мерны заготовок в нестационарных режимах разливки, и, следовательно, увеличение выхода годного металла с УНРМ. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик текущей длины слитка, блок измерения текущей длины слитка, на первый вход которого подключен выход упомянутого датчика, задатчик мерной длины заготовки , подключенный на второй вход прибора для измерения текущей длины слитка, механизм газовой резки, на вход которого подключен выход прибор для измерения текущей длины слитка, дополнительно введен датчик подачи на УНРМ нового промежуточного ковша, реле времени, первый вход которого соединен с выходом указанного датчи ка, датчик открытия стопора нового промежуточного ковша, выход которого подключен на второй вход реле времени, элемент НЕ, на вход которого под ключен датчик открытия стопора новог промежуточного ковша, элемент И,на первый вход которого подключен выход реле времени, а второй вход соединен с выходом элемента НЕ, программный блок, на первый вход которого подклю чен задатчик мерной длины заготовки, на второй - датчик текущей длины слитка, на третий - выход элемента И на четвертый - датчик подачи на УНРМ нового промежуточного ковша , а на пя тый механизм газовой резки, коммута тор, первый вход которого соединен с первым выходом программного блока, второй вход - со вторым выходом программного блока, а третий вход - с выходом прибора для измерения текущей длины слитка. Кроме того, в составе программного блока находится ключ, первый вход которого соединен с выходом датчика текущей длины слитка, а второй - с выходом датчика подачи нового промежуточного ковша на УНРМ, нормирующий преобразователь с памятью, на вход которого подключен выход ключа, алгебраический сумматор, на первый вход которого подключен выход нормирующего преобразователя с памятью, задатчик расстояния от мениска металла до механизма газовой резки слитка, подклю ченный на второй вход алгебраического сумматора, делительный блок, на первый вход которого подключен выход алгебраического сумматора, а на второй - задатчик мерной длины заготовки, аналого-цифровой преобразователь, на вход которого подключен выход делительного блока, цифро-аналоговый преобразователь, на вход которого подключен выход аналого-цифрового преобразователя, множительный блок первый вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, второй вход - с выходом задатчика мерной длины заготовки, второй алгебраический сумматор, первый вход которого соединен с выходом множительного блока, второй - с выходом алгебраического сумматора, третий алгебраический сумматор, на первый вход которого подключен выход второго алгебраического сумматора, второй ключ, на первый вход которого подключен выход датчика текущей длины слитка, а выход соединен с вторым входом третьего алгебраического сумматора, сигнализатор, вход которого соединен с выходом третьего алгебраического сумматора, а выход - с первым входом коммутатора, счетчик отрезанных заготовок, на первый вход которого подключен выход элемента И, на второй механизм газовой резки, второй цифроаналоговый преобразователь, на вход которого подключен выход счетчика отрезанных заготовок, четвертый алгебраический сумматор, на первый вход которого подключен выход первого цифро-аналогового преобразователя, на второй - выход второго цифро-аналогового преобразователя, двухпредельный сиг нализатор, на вход которого подключен выход четвертого алгебраического сумматора, а выход соединен с вторым входом коммутатора и вторым входом второго ключа. В качестве ключа, двухпредельного сигнализатора, сигнализатора алгебраического сумматора, нормирующего преобразователя с памятью, коммутато ра, делительного блока, множительног блока, задатчика могут быть использо .ваны любые серийно выпускаемые аналоговые функциональные устройства, например, серии АКЭСР, В качестве элементов И, НЕ могут использоваться любые серийно выпус каемые логические схемы, например, серии 155. В качестве аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразова телей могут быть использованы любые серийно выпускаемые устройства, например, комплекс АСВТ. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства автоматического управления порезом слитка; на фиг. 2 - схем программного блока. Устройство содержит датчик 1 длины слитка, выход которого подключен на первый вход блока 2 для измерения текущей длины заготовки, соединенное с задатчиком 3 мерной длины заготовки, блок управления механизмом газовой резки, датчик 5 подачи нового промежуточного ковша, подключенный ко входу реле 6 времени, на другой вход которого подключен датчик 7 открытия стопора нового промежуточного ковша, выход которого подключен элемент 8 НЕ, на вход элемента 9 И, второй вход которого соединен с выходом реле 6 времени, а выход - с программным блоком 10, на второй вхо которого подключен выход задатчика 3 мерной длины заготовки, на третий вход - выход датчика 1 текущей длины слитка, на четвертый вход - выход датчика 5 подачи нового промежуточна го ковша, а пятый вход соединен с блоком управления механизмом газовой резки, и коммутатор 11, на первый вход которого подключен первый выход программного блока 10, на второй вход - второй выход программного блока, а на третий вход - выход бтюка 2 для измерения текущей длины сли ка, а выход связан с механизмом газо вой резки. Программный блок 10 содержит ключ 12, первый вход которого соединен с выходом датчика 5 подачи нового промежуточного ковша, а второй вход с выходом датчика 1 длины слитка, а выход ключа - через нормирующий преобразователь 13 с памятью с алгебраи ческим сумматором k, на второй вход которого подключен задатчик 15 расСТОЯНИЯ от мениска металла до устройства газовой резки слитка. Выход алгебраического сумматора 14 соединен со входом делительного блока 16, на второй вход которого подключен выход задатчика 3 мерной длины заготовки, а выход через аналого-цифровой преобразователь 17. соединен с цифроаналоговым преобразователем 18, множительный блок 19, первый вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя 18, второй вход - с выходом задатчика 3 мерной длины заготовки, а выход - со вторым алгебраическим сумматором 20, второй вход которого соединен с выходом первого алгебраического сумматора I. Выход алгебраического сумматора 20 связан со входом третьего алгебраического сумматора 21, другой вход которого соединен с выходом второго ключа 22, один из входов которого подключен к дат14ику 1 длины слитка. Выход третьего алгебраического сумматора 21 через сигнализатор 23 подсоединен к коммутатору 11. Также устройство содержит счетчик 24 отрезанных заготовок, на первый вход которого подключен выход элемента 9 И, на второй блок k управления механизма газовой резки, а выход через второй цифро-аналоговый преобразователь 25 подключен на вход четвертого алгебраического сумматора 26, второй вход которого подключен на выход первого цифро-аналогового преобразователя 13, а выход связан со входом двухпредельного сигнализатора 27, выход которого соединен с вторым входом коммутатора 11 и вторым входом второго ключа 22. Устройство работает следующим образом. В стационарном режиме разливки сигналы от дат ка 1 длины слитка поступают на вход прибора 2 для измерения текущей длин слитка. Задатчиком 3 мерной длины устанавливается требуемая мерная длина заготовки. При совпадении текущей длины слитка с заданием блок 2 для измерения текущей длины слитка выдает сигнал через коммутатор 11 на блок 4 управления механизмом газовой резки, при этом весь слиток режется на заданные мерные заготовки. В нестационарном режиме, при смене промежуточного ковша, устройство осуществляет такой порез слитка, имеющегося в УНРМ в момент смены промежуточного ковша, что отрезанные вс кроме последней, заготовки имеют заданную мерную длину. Последняя заготовка - это остаток металла, который содержит образовавшийся пояс. Порез слитка из металла,, поступившего из нового промежуточного ковша, буде осуществляться, как описано в стацио нарном режиме разливки. Порез металла в нестационарном ре жиме осуществляется следующим образо Сигнал с датчика 5 подачи нового промежуточного ковша на УНРН запуска ет реле б времени. Величина выдержки времени этого реле выбирается, исходя из допустимого по технологии . времени перерыва подачи металла в кристаллизатор. Превышение этого времени ведет к образованию пояса на слитке. Если стопор нового промежуточного ковша будет открыт раньше, чем сработает реле 6 времени, т.е. перерыв подачи металла в кристаллизатор не приведет к образованию поя са, то порез слитка на мерные заготовки будет осуществляться следующим образом. Сигнал с реле 6 времени поступает на первый вход элемента 9 И, а на второй ее вход поступает сигнал от датчика 7 открытия стопора нового промежуточного ковша через элемент 8 НЕ. Если стопор откроется раньше, чем сработает реле 6 времени то элемент И будет заперт нулевым сигналом и программный блок не будет включен в работу. Таким образом, порез будет осуществляться, как описано выше, в стационарном режиме разливки , от прибора 2 для измерения теку щей длины слитка. Если же за время выдержки реле,6 не произойдет открытия стопора нового промежуточного ковша, то на входе элемента 9 И будет единичный сигнал и вклю««1тся в ра боту программный блок 10. Работа программного блока заключается в следующем. В момент смены промежуточного ковша запоминается величина текущей длины слитка в нормирующем преобразователе 13 с памятью, на вход которого через ключ 12 поступает сигнал от датчика 1 текущей длины слитка. Ключ 12 открывается по сигналу от датчика 5 подачи нового промежуточного ковша. Далее сигнал, пропорциональйый текущей мерной длины, складывается в алгебраическом сумматоре И с сигналом, пропорциональным расстоянию от мениска металла до газовой резки слитка, который установлен на задатчйке 15. .С выхода алгебраического сумматора Н сигнал, пропорциональный количеству металла, поступает на вход делительного блока 16 и далее на аналого-цифровой преобразователь 17, где происходит выделение целого количества мерных заготовок из имеющегося в ручьях УНРМ мет В момент смены промежуточного талла. ковша. Для этого на второй вход делительного блока 16 поступает сигнал от задатчика 3 мерной длины.заготовки. С выхода аналого-цифрового преобразователя 17 сигнал, пропорциональный количеству мерных заготовок, преобразуется в аналоговый в цифро-аналоговом преобразователе 18 и далее в множительномблоке 19 умножается на заданную мерную длину заготовки, величина которой поступает на упомянутый блок от задатчика 3 мерной длины заготовки. Таким образом, на выходе множительного блока 19 появляется сигнал, пропорциональный количеству металла в УНРН, кратному заданной мерной длине. Во втором алгебраическом сумматоре 20 этот сигнал вычитается из сигнала, пропррционального о&цему количеству металла в ручье УНРН, который поступает на второй вход второго алгебраического сумматора 20 с выхода алгебраического сумматора 1. Сигнал, пропорциональный остатку металла в ручье УНРМ, в третьем алгебраическом сумматоре 21 сравнивае;тся с сигналом от датчика 1 текущей длиныслитка, который поступает на вход упомянутого сумматора через ключ 22 пореза последней мерной заготовки. Таким образом, в момент, когда от датчика 1 текущей длины слитка после пореза последней мерной заготовки будет равен сигналу, пропорциональному статку металла в ручье УНРМ, включается в работу сигнализатор 23 и подается команда на блок k управления механизмом газовой резки через коммутатор 11. При этом отрезанный остаток будет содержать пояс. Коммутатор 11 переклочает управление порезом слитка от ока 2 для измерения текущей длины слитка на программный блок 10 в момент; когда отрезана последняя мерная заготовка. Для этого сигнал с выхода элемента 9 И включает счетчик 2k отрезанных заготовок, на вход которого поступает сигнал от механизма газовой резки слитка. После второго цифро-аналогового преобразователя. 25 сигнал, пропорциональный количеству отрезанных мерных заготовок, в четвертом алгебраическом сумматоре 26 сравнивается с рассчит.анным количест вом целых мерных заготовок, находящихся в ручье УНРМ с момента образо вания пояса. Для этого на второй вход четвертого алгебраического сумматора 26 поступает сигнал от цифроаналогового преоб(азователя 18. Когда отрезана последняя мерная заготовка, на выходе четвертого алгебраического сумматора 26 появляется нулевой сигнал, от которого срабатывает двухпредельный сигнализатор 27, один выход которого управляет коммутатором 1 1 , а другой выход - ключом 22. Преимуществом предлагаемого устройства является то, что в нем учитываются нестационарные режимы разливки, связанные со сменой промежуточных ковшей. При этом образуется переходный участок металла (пояс), который необходимо удалять из слитка Устройство автоматически фиксирует момент образования .пояса, и осуществ ляет его удаление. Тем самым увеличивается выход годного металла на УНРМ на 1. По предварительным расчетам авторов экономический эффект от использования предлагаемого изобретения составит около 80 тыс. руб. в цехах производительностью около k млн. тонн стали в год; Формула изобретения 1. Устройство автоматического управления порезом слитка на установке непрерывной разливки металла, сосодержащее датчик текущей дгмны слитк блок измерения текущей длины слитка, на первый вход которого подключен вы ход упомянутого датчика, задатчик мерной длины заготовки, подключенный на второй вход блока измерения текущей длины слитка, механизм газовой резки, отличающееся тем, что, с целью получения максимального количества мерных заготовок и увеличения выхода годного металла, бно до полнительно содержит датчик подачи нового промежуточного ковша, реле времени, датчик открытия стопора нового промежуточного ковша, элемент 010 НЕ, программный блок, элемент И и коммутатор, причем первый вход реле времени соединен с выходом датчика нового промежуточного ковша, выход датчика открытия стопора нового прО межуточного ковша соединен со вторым входом реле времени, вход элемента НЕ соединен с выходом реле времени, а второй вход соединен с выходом элемента НЕ, на первый вход программного блока подключен задат1 1к мерной длины 3arotoBKH, на второй - датчик текущей длины слитка, на третий - выход элемента И, на четвертый - датчик подачи нового промежуточного ковша, а на пятый - вход блока управления механизмом газовой резки, первый вход коммутатора соединен с первым выходом программного блока, второй вход со вторым выходом программного блока, третий вход - с выходом блока измерения текущей длины слитка, а выход коммутатора - со входом механизма газовой резки. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что программный блок содержит ключ, нормирующий преобразователь с памятью, алгебраический сумматор, задатчик расстояния от мениска металла до механизма газовой резки слитка, делительный блок, аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, множительный блок, второй алгебраический сумматор, третий алгебраический сумматор, второй ключ,сигнализатор, счетчик отрезанных заготовок, второй цифро-аналоговый преобразователь, четвертый алгебраический сумматор, двухпредельный сигнализатор, причем первый вход ключа соединен с выходом датчика текущей длины слитка, а второй - с выходом датчика подачи нового промежуточного ковша, на вход нормирующего преобразователя с памятью подключен выход ключа, на первый вход алгебраического сумматора подключен выход нормирующего преобразователя с памятью, задатчик расстояния от мениска металла до механизма газовой резки слитка соединен со вторым входом алгебраического сумматора, первый вход делительного блока соединен с выходом алгебраического сумматора, а второй - с задатчиком мерной длины заготовки, вход аналогоцифрового преобразователя соединен с выходом делительного блока, вход цифро-аналогового преобразователя соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, первый вход мно)кительного блока соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход - с выходом задатчика мерной дли ны заготовки, первый вход второго алгебраического сумматора соединен с выходом множительного блока, второй с выходом алгебраического сумматора, первый вход третьего алгебраического сумматора соединен с выходом второго алгебраического сумматора, первый вход второго ключа соединен с выхо дом датчика текущей длины слитка, а выход соединен с вторым входом третьего алгебраического сумматора, вход сигнализатора соединен с выходом . третьего алгебраического сумматора, а выход - с первым входом коммутатора, на первый вход счетчика отрезанных заготовок подключен выход элемента И, на второй - механизм газовой резки, вход второго цифро-аналогового преобразователя соединен с выходом счетчика отрезанных заготовок, первый вход четвертого алгебраического сумматора соединен с. выходом первого цифро-аналогового преобразователя, второй - с выходом второго цифро-аналогового преобразователя, вход двухпредельного сигнализатора соединен с выходом четвертого алгебраического сумматора, а выход соединен со вторым входом коммутатора и вторым входом второго ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бойченко М.С. и др. Непрерывная разливка стали. М., Металлургия, 1961, с. 169.

2.Марголин Ш.М. и Карлик В.А. Электрооборудование и автом4тид. установок непрерывной разливки стали. М., Металлургия, 1969, с. 1б5167.