Устройство для управления режимом работы печи-миксера установки непрерывного литья металлов

(71) Всесоюзныйи проектный инсметаллов(56) Авторское с714368, кл. ВАвторское сви931283, кл. В л. 24научно-исследоватитут вторичных ьскии тных С. В, Фомиче88.8) видетельство СССР22 0 11/16, 1978.детельство СССР22 Р 11/16, 1980. ТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АБОТЫ ПЕЧИ-МИКСЕРА НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ правлению ывного лиузкой шихие качестлирования Существочто при и-миксере,фог. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к у печью-миксером установки непрер тья металлов с периодической загр ты. Цель изобретения - повышен ва слитка за счет точного регу температуры жидкого металла. изобретения заключается в том понижении уровня металла в печ ЯО 1320633 измеряемого датчиком 5 уровня, ниже заданного уровня блок 7 открывает ключ 12 и через формирователь4 сбрасывает в О показания блока 16 памяти и запускает одновибраторы 17 и 18. Управляющим воздействием регулятора 4 на нагревательный элемент 1 изменяется температура жидкого металла, обеспечивая упреждающий разогрев. Включение одновибратора 18 дает разрешение блоку 16 памяти на отслеживание значения температуры жидкого металла.С выхода сумматора 21 сигнал разности между значением, заданным задатчиком 19, и сигналом с блока 16 памяти поступает на вход блока 10. Если темп разогрева печи не отличается от заданного, сигнал на выходе сумматора 21 равен нулю. При отклонении сигнал разности с сумматора 21 с поступает на вход блока 1 О, где алгебраи- ф чески суммируется с сигналами от датчиков 8 и 9. При равенстве сигналов от датчика 2 температуры металла и с выхода бло- С ка 10 блок 11 управления загрузкой через Я ключ 12 запускает механизм 13 загрузки, который загружает в печь очередную порцию Ффгг шихты. 6 ил. СО5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к металлургии, в частности к устройству для управления режимом работы печи-миксера установки непрерывного литья металлов и сплавов с периодической загрузкой шихты.Цель изобретения - повышение качества слитка за счет точного регулирования температуры жидкого металла.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства управления режимом работы печи- миксера установки непрерывного литья ме. таллов; на фиг. 2 - блок-схема блока памяти; на фиг. 3 - схема формирователя импульсов; на фиг, 4 - блок-схема регулятора; на фиг. 5 - схема измерительного блока; на фиг. 6 - блок-схема блока управления загрузкой.Устройство для управления режимом работы печи-миксера УГНЛ состоит из нагревательного элемента 1, датчика 2 температуры жидкого металла, блока 3 задания температуры жидкого металла, регулятора 4, датчика 5 и задатчика 6 уровня металла, блока 7 сравнения, датчика 8 массы загружаемой шихты, датчика 9 ее температуры, блока 10 задания упреждающего разогрева, блока 11 управления загрузкой, ключа 12, механизма 13 загрузки, формирователя 14 импульса, ключа 15, блока 16 памяти, одновибраторов 17 и 18, задатчика 19 темпа нагрева, задатчика 20 температуры упреждающего разогрева и сумматора 21.Датчик 2 подсоединен к входам регулятора 4 и блоков 11 и 16. Выход регулятора 4 соединен с нагревательным элементом 1 печи-миксера, а входы - с выходом задатчика 3 и выходом ключа 15, на один из входов которого подключен задатчик 20, а на другой - выход одновибратора 17. Датчик 5 соединен с входом блока 7, второй вход которого связан с выходом задатчика 6, а выход - с входами ключа 12 и формирователя 14 импульса. Выход последнего подключен к входам одновибраторов 17 и 18 и первому входу блока 16. Второй вход блока 16 соединен с выходом одновибратора 18, а выход - с входом сумматора 21, второй вход которого подключен к выходу задатчика 19, а выход - к входу блока 10. Два других входа блока 10 имеют связь с выходами датчиков 8 и 9, а выход блока 10 связан с входом блока 11, выход которого соединен с входом ключа 12, выход последнего подключен к входу механизма 13 загрузки.На фиг. 2 обозначены: схема 22 сравнения, реверсивный счетчик 23, ключ 24, генератор 25 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 26, элементы И 27, 28 и 29.Формирователь 14 импульса (фиг. 3) со. держит элементы И 30, 31 и 32.Регулятор (фиг. 4) содержит усилитель 33, блок 34 регулирования, нормирующий преобразователь 35. На фиг. 5 изображен измерительный блок 36.Блок управления (фиг. 6) содержит нормирующий преобразователь 37 и компаратор 38.В качестве регулятора 4 может быть использована серийно выпускаемая аппаратура серии Каскад, регулирующие и функциональные приборы серии РПИБ, Р 25, РП 2. Блок 10 может быть построен на базе блока А 04 серии Каскад, блок 11 - нормирующего преобразователя (например субблока ИТблока РП 2) и элемента Исерии Логика - И, блок памяти содержит серийные элементы ГСП.Устройство работает следующим образом.При понижении уровня металла в печи- миксере ниже заданного блок 7 открывает ключ 12 и воздействием через формирователь 14 импульса срабатывает в О показания блока 16 памяти и запускает одновибраторы 1 и 18. Одновибратор7 запускается импульсом формирователя 14 импульса (фиг. 3). Длительность импульса запуска значительно меньше длительности выходного сигнала одновибратора 17 (ждущего мультивибратора), В связи с этим колебательный режим возникнуть не может. В основу блока 16 памяти (фиг, 2) положен преобразователь напряжение - код, выполненный с применением цифроаналогового преобразователя и реверсивного счетчика. В его состав входят схема 22 сравнения (СС), реверсивный счетчик 23 (РС), ключ 24 (КЛ), генератор 25 импульсов (ГИ) и цифроаналоговый преобразователь 26 (ЦАП), При поступлении импульсов от генератопз 25 импульсов через ключ 24 и схемы И 27, 28 и 29 на вход счетчика 23 состояние триггеров, входящих в счетчик 23. изменяется в зависимости от сигналов, поступающих на его входы С и С от СС 22 и ГИ 25. СС 22 сравнивает входное напряжение, поступающее на третий вход, с выходным напряжением ЦАП 26. При 11-. ( ( 11 в х. на вход С подается , а на вход С, - импульсы от ГИ, счетчик при этом считает в прямом направлении (суммирование), а при 1.1 вх. ) 1.1 вы. значение сигналов на входах С и С меняется на обратные и счетчик считает в обратном направлении (вычитание). Следовательно, РС 23 в сочетании с ЦАП 26 следит за значением 1.1 и на четвертом выходе поддерживает сигнал, равный по величине сигналу, поступающему на третий вход. Отслеживание проходит при условии, что на втором входе присутствует сигнал, равный 1. В про тивном случае ключ 24 закрыт, импульсы от ГИ 25 на вход счетчика не поступают, счетчик 23 заблокирован. При поступлении 1 на вход К счетчика происходит сброс в О.Входным воздействием одновибратор 17 открывает ключ 15, через который подключается задатчик 20 на суммирующий вход регулятора 4, изменяя задание по температуре.На фиг. 4 показан один из вариантов построения регулятора 4. Регулятор 4, например, исполнен на базе аналоговых регулирующих блоков типа Р 12, дополненных соответствующим нормирующим преобразователем (НП) температуры в унифицированный сигнал, и аналоговым тиристорным усилителем 33 типа У 252, измерительным блоком 36 И 04 (фиг. 5).Регулирующий блок 34 Р 12 имеет три входа постоянного тока 0 - 5 мА, один вход 0 - 20 мА и один вход постоянного напряжения 0 - 25 В.На каждом токовом входе на сопротивлениях К- выделяется напряжение, изменяющееся при входном сигнале 0 - 5 мА в диапазоне 0 - 2,5 В. На входе регулирующего блока токовые сигналы можно суммировать также с сигналом напряжения 0 - 2,5 В. На входе регулирующего блока 34 Р 12 суммировать сигналы целесообразно в тех случаях, когда суммируется не более двух токовых сигналов. На измерительный блок 36 И 04 можно подавать до четырех токовых сигналов и дополнительно еще два токовых сигнала непосредственно на вход регулирующего блока 34 Р 12,Сигналы от задатчиков 3 и 20, с выхода преобразователя 35 суммируются на блоке 36 И 04. На фиг. 5 приведена схема, поясняющая, как осуществляется сравнение двух различных величин температуры с текущим значением от датчика 2.Сигналы от задатчиков 3 и 20 подаются встречно сигналу от преобразователя 35. При таком суммировании сигнал рассогласования на входе регулирующего блока выражен в напряжении.Управляющим воздействием регулятора 4 на нагревательный элемент 1 изменяется температура жидкого металла, обеспечивая упреждающий разогрев. Включение одновибратора 18 запускающим импульсом формирователя 14 (фиг. 3), содержащего элементы И 30, 31 и 32, дает разрешение блоку 16 памяти на отслеживание значения температуры жидкого металла. После заданного одновибратором интервала времени (в два - три раза меньшего промежутка времени, необходимого на нагревание жидкого металла до температуры упреждающего разогрева) одновибратор выдает импульс на запоминание.С выхода сумматора 21 сигнал разности между значением, заданным задатчиком 19, и сигналом, поступающим от блока 16 памяти, поступает на вход блока 10. Если темп нагрева печи не отличается от заданного, сигнал на выходе сумматора 21 равен нулю.5 1 О 5 импульса. На входе регулятора 4 остается за 50 55 20 25 30 35 40 45 При отклонении скорости нагрева печи-миксера от эталонного сигнал разности с выхода сумматора 21 поступает на вход блока 10 и алгебраически суммируется с сигналами от датчиков 8 и 9. При равенстве сигналов от датчика 2 температуры жидкого металла и с выхода блока О блок 11 импуль. сом через ключ 12 запускает механизм 13 загрузки, который загружает в печь очередную порцию шихты. Ключ 12 обеспечивает срабатывание механизма загрузки лишь при снижении уровня металла ниже заданного. После загрузки уровень металла повышается и блок 7 прекращает подачу импульса тока в блок 12 и формирователь 4 дание температуры упреждающего разогрева В результате теплообмена между жидким металлом и загружаемой шихтой происходит выравнивание температуры в соответствии с заданной. После интервала времени, заданного одновибратором 17, ключ 15 закрывается, отключая задатчик температуры упреждающего разогрева от регулятора 4. На вход регулятора 4 поступает исходное задание по температуре жидкого металла.А 04 - блок суммирования - обеспечивает суммирование с масштабированием до четырех токовых сигналов. При двух сигналах 1 = Кп 1".1+ Кп 1" .На выходе А 04 на резисторе К = 500 Ом производится преобразование токового сигнала 0 - 5 мА в напряжении 0 - 2,5 В и суммирование его с сигналом напряжением) с выхода блока 21.На фиг. 6 представлена блок-схема блока 11 управления загрузкой. Сигнал от термопары нормирующим преобразователем 37 согласуется с напряжением, поступающим с вы хода блока 10 и поступает на первый вход компаратора 38, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 10.Компаратор 38 производит сравнение входных сигналов и формирует на выходе сигналы соответственно низкого(0) и высокого (1) уровней в зависимости от знака разности сравниваемых напряжений. В качестве компаратора напряжения может быть использован элемент И - 205 серии Логика-И,Основным преимуществом предлагаемого устройства перед известным является более точное определение момента загрузки с учетом реальной теплопередачи от индуктора к жидкому металлу, изменение которой может быть вызвано зарастанием канала индуктора, снижением КПД агрегата, колебаниями теплоемкости жидкой ванны и всей печи в целом. Это позволяет уменьшить амплитуду колебаний температуры жидкого металла при загрузке, повысить точность регулирования температуры жидкого металла при литье, в частности трубных заготовок, что позволяет стабилизировать процесс литья, уменьшитьвероятность обрыва заготовки и улучшитьусловия труда оператора УНЛ.формула изобретенияУстройство для управления режимом работы лечи-миксера установки непрерывного литья металлов, содержащее датчик, задатчик и регулятор температуры жидкого металла, механизм загрузки, ключ-блок управления загрузкой, блок задания упреждающего разогрева, датчики массы и температуры загружаемой шихты, датчик уровня металла, блок сравнения, задатчик уровня металла, выход которого соединен с входом блока сравнения, второй вход которого соединен с датчиком уровня металла, а выход - с входом ключа, выход которого соединен с входом механизма загрузки, а второй вход - с выходом блока управления загрузкой, один из входов которого соединен с выходом блока задания упреждающего разогрева, на вход которого подсоединены датчики массы и температуры загружаемой шихты, второй вход блока управления загрузкой соединен с датчиком температуры жидкого металла, выход которого соединен с входом регулятора, выход которого в свою очередь соединен с нагревательным элементом, а второй вход - с задатчиком температуры жидкого металла, отличающееся тем, что, с целью повышения качества слитка за счет тонкого регулирования температуры жидкого металла, оно снабжено сумматором, двумя одновибраторами, задатчиком темпа нагрева, задатчиком упреждающего разогрева, блоком памяти, вторым ключом, формирователем импульса, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход - с первым входом блока памяти и входами двух одновибраторов, выход первого одновибратора соединен с входом второго ключа, второй вход которого подсоединен к выходу задатчика упреждающего разогрева, а выход - к входу регулятора, выход второго одновибратора соединен с вторым входом блока памяти, третий вход которого соединен с выходом дат.20 чика температуры, а выход - с входом сумматора, второй вход которого подсоединен к выходу задатчика температуры нагрева, а выход - к входу блока задания температуры упреждающего разогрева.1320633 ходу Юй Составитель Г. Демин Редактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор В. БутягаЗаказ 2648/43 Тираж 543 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4