Устройство контроля герметичности надувных камер затравки машины непрерывного литья заготовки

Полезная модель относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок с помощью затравки с раздвижными звеньями и может быть использована в качестве средства контроля герметичности надувных камер затравки.
Известны контрольные манометры, которыми проверяют герметичность надувных камер затравки перед заведением ее в кристаллизатор (Основы производства стали [Электронный ресурс]: учебное пособие для колледжей, лицеев и техникумов / К.Н. Вдовин, Ю. А. Колесников. - Магнитогорск: МГТУ, 2011, с. 182-183).
Недостатком известного устройства является отсутствие контроля за давлением воздуха в надувных камерах затравки после заведения ее в кристаллизатор до момента подачи металла в кристаллизатор.
Других устройств, обеспечивающих контроль за давлением воздуха в надувных камерах затравки после ее заведения в кристаллизатор, в известных источниках не обнаружено.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении надежности разливки металла на МНЛЗ на начальном этапе и снижении затрат на ликвидацию последствий аварий, возникающих при отрыве (смещении) затравки после подачи металла в кристаллизатор.
Технический результат заключается в обеспечении непрерывного контроля за герметичностью надувных камер затравки после ее заведения в кристаллизатор вплоть до начала разливки металла.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предлагается устройство контроля герметичности надувных камер затравки на МНЛЗ, включающее датчик давления, установленный в коллектор подачи воздуха, размещенный в корпусе затравки, с выведенными наружу измерительными проводами, промежуточный клеммный блок, блок преобразования, блок визуализации и соединительный провод, один конец которого подключен к измерительным проводам датчика давления, а второй конец ко входу промежуточного клеммного блока, причем оба соединения выполнены быстроразъемными, при этом выход промежуточного клеммного блока подключен к входу блока преобразования, выход которого подключен ко входу блока визуализации.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется на чертежах, где:
- на фиг.1 схематично представлена конструкция заявляемого устройства в двух положениях, а - предварительное положение затравки для ее «надувания», 6 - исходное положение затравки для разливки металла;
- на фиг.2 схематично изображена конструкция затравки с раздвижными звеньями с установленным в коллектор датчиком давления;
- на фиг.3 приведена структурная схема системы измерения давления в затравке, реализованная на МНЛЗ 1-4 ККЦ ОАО «ММК»;
- на фиг.4 приведена временная диаграммы изменения сигнала давления в затравке, полученная с помощью системы измерения давления в затравке, реализованной на МНЛЗ 1-4 ККЦ ОАО «ММК», для случая заведения затравки с негерметичными камерами.
Устройство контроля герметичности надувных камер затравки включает датчик давления 1 с унифицированным выходным сигналом, установленный в коллектор подачи воздуха 2, размещенный в корпусе затравки 3, с выведенными наружу измерительными проводами 4. Измерительные провода 4 датчика давления 1 посредством соединительного провода 5 подключены к промежуточному клеммному блоку 6. Соединения провода 5 к измерительным проводам 4 и промежуточному клеммному блоку 6 выполнены быстроразъемными. Промежуточный клеммный блок 6 представляет собой клеммное соединение, размещенное в защитном металлическом корпусе. Выход промежуточного клеммного блока 6 соединен со входом блока преобразования 7. В состав блока преобразования входит источник питания датчика давления 1 и модуль удаленного ввода сигнала датчика с возможностью передачи информации по стандартному цифровому интерфейсу, например, Ethernet. Выход блока преобразования 7 подключен ко входу блока визуализации 8. Блок визуализации 8 может быть реализован как отдельная рабочая станция, так и в составе существующей АСУ ТП МНЛЗ.
Работает заявляемое устройство следующим образом.
После установки затравки в предварительное положение выполняют подключение соединительного провода 5 к измерительным проводам 4 датчика давления 1. При этом второй свободный конец соединительного провода 5 подключают к промежуточному клеммному блоку 6, установленному на разливочной площадке, в защищенном от брызг металла месте. Затем надувные камеры затравки надувают до требуемого значения и с помощью электропривода роликов ЗВО перемещают в исходное положение для начала процесса разливки металла. В процессе перемещения затравки из предварительного положения в исходное положение технологический персонал выполняет постоянный контроль целостности участка соединительного провода 5, расположенного между головкой затравки и торцевой стенкой кристаллизатора. Унифицированный сигнал с датчика давления 1 посредством соединительного провода 5 через промежуточный кросс-блок 6 поступает в блок преобразования 7, установленный в помещении автоматики МНЛЗ. Блок преобразования обеспечивает питание датчика давления, преобразование измеренного сигнала и передачу информации о давлении в затравке на блок визуализации 8, установленный на посту оператора МНЛЗ. Измерение давления в затравке выполняют постоянно вплоть до момента начала разливки металла. При подаче металла в кристаллизатор соединительный провод 5 отгорает и измерение давления прекращается.
1
2
3
4
5
6
Для обоснования преимуществ полезной модели заявляемая установка была внедрена на четырехручьевых МНЛЗ 1-4 ККЦ ОАО «ММК». В качестве датчиков давления 1 использован датчик избыточного давления ДИ415 производства ООО «Пьезоэлектрик» с унифицированным выходным сигналом тока 4-20 мА. На корпусе затравки и промежуточного клеммного блока 6 установлены сдвоенные клеммы BPD-2 с целью обеспечения быстроразъемного соединения для соединительных проводов 5. В качестве соединительного провода 5 использован плоский кабель ШВВП-2-1,5, обжатый с обеих сторон кабельными наконечниками для подключения к клеммам BPD-2. Соединительные провода 5 сгорают при каждом запуске МНЛЗ, поэтому на каждый запуск МНЛЗ требуется новый комплект проводов. Сигналы с датчиков через промежуточный клеммный блок 6, установленный на посту верхового разливщика МНЛЗ, передаются в блок преобразования 7. Блок преобразования 7 осуществляет питание датчиков давления 1 напряжением постоянного тока 24 В. В состав блока преобразования 7 также входит универсальный модуль ввода сигналов ADAM 6017 производства Advantech, осуществляющий дискретизацию сигналов датчиков давления и передачу по сети Ethernet данных о текущем значении давления в камерах затравки в рабочую станцию визуализации 8 и сервер АСУ ТП МНЛЗ. Информация о текущем значении давления в затравках отображается на мониторе на посту оператора и сохраняется в базу данных АСУ ТП МНЛЗ. Пример использования системы измерения давления в затравке на МНЛЗ 1-4 ККЦ приведен на фиг.4, где t - момент надувания камер затравки и ее заведения в исходное положение для начала разливки металла; t - неконтролируемое снижение давления в камерах затравки; t - попытка повторного надувания камер затравки; t - повторное снижение давления в камерах затравки; t - надувание камер резервной затравки и ее заведение в исходное положение для начала разливки металла; t - начало разливки металла.
Использование полезной модели обеспечит непрерывный контроль герметичности надувных камер затравки с момента ее заведения в кристаллизатор до момента начала разливки металла, что повысит надежность разливки металла на МНЛЗ на начальном этапе и снизит затраты на ликвидацию последствий аварий, возникающих при отрыве затравки после подачи металла в кристаллизатор.