Реферат: Измерение уровня жидкого металла в кристаллизаторе МНЛЗ

Перспектива развития ДУМ:

миниатюризация; повышение удобства эксплуата­ции и надежности;

снижение эксплуатационных рас­ходов и стоимости комплектующих; повышение безопасности работы; повышение точности измерения. Для выполнения этих требований рассмотренные   ДУМ   должны   со­вершенствоваться     в    следующих направлениях.

Изотопные ДУМ. Снижение мощ­ности источника радиационного из­лучения; повышение помехозащи­щенности приемного тракта; пере­ход на другие виды радиационного излучения, например, с использова­нием нейтронных генераторов или генераторов рентгеновского типа, управляемых и не имеющих после­действия (вторичного радиационно­го излучения).

Электромагнитные ДУМ. Уменьшение габаритов первичных преоб­разователей (наружный диаметр первичных преобразователей 10-20 мм — для датчиков устанавливаемых над зеркалом жидкого металла на край кристаллизатора); применение материалов и разработка конст­рукций, приводящих к снижению цены для приближения к цене традиционно расходных ма­териалов (футеровка, термопары разового действия, пробоотборника и др.); интеграция конструкция ЭДУМ в систему перемешивания металла в кристаллизаторе для устранения влияния перекрестных электромагнитных полей; разработка конструкций ЭДУМ, пригодных для закрепления на промковшах; уменьшение количества коммуникаций (электрический кабель, шланг системы охлаждения), подсоединяемых к ЭДУМ.

Система уровень

В документе приняты следующие обозначения:

УФО - блок контроллера, устройство формирования и обработки сигналов
ПР - пульт разливщика с монитором
ПС - исполнительный механизм привода стопора
ВИП - блок силовой электроники привода стопора
ДУМ - датчик уровня металла
ДПК - датчик положения кристаллизатора
ВиА - стойка визуализации и архивации

НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ

Система УРОВЕНЬ предназначена для автоматического поддержания заданного уровня расплавленного металла, контроля и программного изменения уровня в кристаллизаторе МНЛЗ. Аппаратура системы предназначена для эксплуатации в условиях цеха металлургического предприятия. При этом часть блоков располагается в помещении автоматики МНЛЗ, остальные размещаются на разливочной площадке.[5]

Условия эксплуатации

Показатель	Значение
Температура воздуха на разливочной площадке	от -25 до +60 °С
Относительная влажность на разливочной площадке	до 98% при температуре 35°С
Атмосферное давление на разливочной площадке	750 ±75 мм рт. ст.
Температура воздуха в помещении автоматики	от -5 до +40 °С
Относительная влажность в помещении автоматики	до 98% при температуре 25 °С
Атмосферное давление в помещении автоматики	750 ±75 мм рт. ст

Технические характиристики

Показатель	Значение
Диапазон значений уровня металла в кристаллизаторе, удерживаемых системой (отмеренных от верхнего края медных стенок кристаллизатора)	от 20 до 150 мм
Погрешность поддержания установленного значения уровня металла (среднестатистическое интегральное значение)	±1
Динамическая погрешность поддержания уровня при ступенчатом изменении скорости вытягивания сляба на 10% (при скорости сляба 1 м/мин)	±1,5 мм
Длительность переходного процесса, вызванного скачком скорости вытягивания сляба	не более 12
Тип интерфейса для связи между контроллером и рабочей станцией	RS-485
Время восстановления системы после аварии (только при типовой комплектации)	не более 30 мин
Максимальное усилие, развиваемое приводом	не менее 6000 Н
Предельная температура корпуса ПР и ПС от теплопередачи и излучения, °С	не более 60
Сетевое напряжение питания с частотой 50 Гц, В	198 - 242
Максимальная мощность, потребляемая от сети, ВА	700

УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМЫ

Система "Уровень" является следящей системой, поддерживающей заданный  уровень металла в кристаллизаторе  МНЛЗ. Блок-схема системы показана ниже.

Основными функциональными элементами системы, показанными на рисунке, являются:

датчик уровня жидкого металла в кристаллизаторе ДУМ,

электронный  блок  УФО , объединяющий  большую  часть  электронных элементов системы,

электропривод, включающий электромеханический привод ПС и блок силовой электроники ВИП - исполнительное устройство системы,

пульт разливщика ПР - основное устройство управления системой и отображения ее работы в процессе разливки,

датчик положения кристаллизатора ДПК, измеряющий частоту и амплитуду качания кристаллизатора,

стойка Визуализации и Архивирования (ВиА) служит для отображения, архивации и хранения основных параметров системы и режимах работы

Пульт разливщика ПР, привод ПС и датчик уровня металла ДУМ размещаются на разливочной площадке. Блоки УФО, ВИП, находятся в шкафу вблизи разливочной площадки. Остальные блоки расположены в помещении оператора МНЛЗ.

После начала разливки, выполняемого в режиме ручного управления, на кристаллизатор устанавливается датчик уровня металла ДУМ. После получения от системы сигнала о готовности к работе  в  автоматическом режиме,  разливщик  подает  команду на включение автоматического режима управления и при помощи муфты подключает исполнительный механизм - привод ПС к штоку стопорного механизма промежуточного ковша. При изменении условий разливки - температуры жидкого металла, изменении геометрических размеров сливного отверстия промковша, изменении скорости вытягивания сляба - изменяется уровень металла в кристаллизаторе.

Датчик уровня металла ДУМ преобразует уровень металла в кристаллизаторе в электрический сигнал. Сигнал передается в основной электронный блок системы - УФО. В этом блоке производится преобразование сигнала ДУМ в цифровую форму и вычисляется текущее значение уровня металла в кристаллизаторе. Результат вычисления сравнивается с установленным программой значением. В зависимости от величины и знака рассогласования вырабатывается цифровой сигнал управления приводом стопора. Сигнал управления подается в блок силовой электроники привода ВИП, где он преобразуется в аналоговую форму, усиливается по мощности и приводит в движение механизмы привода стопора ПС. Привод ПС перемещает стопор в новое положение, изменяя поступление жидкого металла в кристаллизатор, и тем самым, восстанавливая заданный уровень металла, измеряемый датчиком ДУМ.

Датчик уровня металла ДУМ

Датчик ДУМ служит для измерения уровня жидкого металла в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок. Внешний вид датчика показан на рисунке. Датчик ДУМ состоит из штатива и закрепленного на нем чувствительного элемента. Штатив имеет основание, стойку с рисками и ручку для переноски. На стойку одета муфта, несущая трубчатый кронштейн, с фиксирующими штурвальчиками.

Правый штурвальчик (если смотреть со стороны штуцера) позволяет фиксировать положение муфты на вертикальной стойке штатива. Освобожденная муфта легко перемещается по стойке.
Левый штурвальчик фиксирует угловое и линейное положение трубчатого кронштейна относительно муфты.

На трубчатом кронштейне с одной стороны закреплен через шарнир чувствительный элемент датчика, а с другой - электрический разъем и штуцер для подключения воздушного шланга.Шарнир дает возможность устанавливать чувствительный элемент под разными углами относительно продольной оси кронштейна.

Чувствительный элемент через крышку соединен трубкой с шарниром. По этой трубке воздух попадает внутрь его. Крышка имеет отверстия для выхода воздуха. Чувствительный элемент закрыт защитным кожухом. Кожух и чувствительный элемент крепятся к крышке. Кожух крепится с помощью трех губок, установленных на крышке, и хомута, затягиваемого винтом.

Для защиты от перегрева в датчик по шлангу подается воздух под давлением от 2 до 3 атм. К аппаратуре системы "Уровень" датчик подключается с помощью кабеля с электрическим разъемом. На трубчатый кронштейн, шарнир и крышку ДУМ надевается брызгозащитный чехол из стеклоткани. Чехол предназначен для предотвращения попадания брызг жидкого металла на элементы конструкции ДУМ.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9