В Российской естественных наук
о. >.
с: с; И!
УДК 621.746.047:65.01 1.56
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ И КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ
© Г. Б. Кашакашвили, В. И. Клдиашвили, С. А. Мебония, Б. Г. Кашакашвили, А. Н. Гагнидзе
Грузинский технический университет
Интенсификация металлургического производства, совершенствование технологических процессов, рост производительности оборудования возможны лишь на основе комплексной автоматизации технологических процессов, поточных технологических линий, агрегатов и оборудования. Использование средств автоматизации в металлургии, в частности процесса разливки, обеспечивает повышение эффективности и культуры производства, стабилизацию технологических процессов и оптимальную эксплуатацию работающего в тяжелых условиях сложного оборудования.
В частности, стабильная работа установок непрерывной разливки стали во многом зависит от сохранения оптимального уровня жидкого металла в промежуточном ковше и кристаллизаторе, что может быть достигнуто только путем автоматического контроля и регулирования уровня. В настоящее время для этих целей используются различные типы устройств, в том числе уровнемеры и сигнализаторы уровня, которые по принципу действия делятся на пьезометрические, поплавковые, емкостные, акустические, электроконтактные и радиационные.
Для контроля уровня металла в сталеразливочных ковшах, а также в кристаллизаторах на ведущих металлургических предприятиях широко применяются радиационные устройства, принцип действия которых
Рис. 1. Электроконтактный сигнализатор уровня жидкого металла
основан на различном поглощении гамма-излучения контролируемым веществом и окружающей средой .
В таких устройствах используются блоки гамма-излучения, устанавливаемые на отметке контролируемого уровня жидкого металла с одной стороны и блоки-детекторы, устанавливаемые с противоположной стороны. Когда уровень металла снижается до минимального, доза гамма-излучения, поглощаемая детектором, увеличивается, а когда уровень металла достигает максимальной отметки - эта доза уменьшается. Подобные изменения дозы излучения, фиксируемые блоком-детектором, являются сигналом для системы регулирования уровня, которая вырабатывает соответствующие управляющие воздействия для поддержания уровня жидкого металла на постоянной отметке.
Радиационные устройства точно контролируют уровень металла, надежны в работе. Однако их эксплуатация крайне сложна и опасна для здоровья обслуживающего персонала. При нарушении нормального режима работы подобных устройств возможна утечка радиационного излучения, что является причиной ряда профессиональных заболеваний.
На металлургических предприятиях используются также электроконтактные сигнализаторы уровня жидкого металла (рис. 1). Устройство содержит вертикальные электроды / и 3 для регистрации соответственно верхнего и нижнего крайних уровней металла. Электроды установлены на изоляторах 2 и соединены с электронным блоком 4. Изоляторы помещены в защитные металлические кольца 5, которые устраняют возможность возникновения ложных сигналов и обеспечивают высокую помехоустойчивость сигнализатора.
Однако применение подобных устройств на установках непрерывной разливки стали практически невозможно из-за вертикального расположения электродов, что затрудняет подачу жидкого металла в промежуточный ковш. В кристаллизаторах применение вертикальных электродов вообще исключается, поскольку при заливке металла электроды оказались бы в струе жидкого металла, что делает невозможным подсоединение к ним токопроводящих устройств. Кроме этого, в случае выхода из строя системы охлаждения электродов возможно попадание охлаждающей воды в жидкий металл, что является причиной взрывов и других серьезных аварий, сопровождающихся групповыми несчастными случаями с тяжелым исходом.
Рис.2. Устройство для регулирования уровня жидкого металла
Авторами настоящей статьи разработана новая схема устройства автоматического регулирования, предназначенная для применения на установках непрерывной разливки стали (рис.2).
Устройство содержит разливочный промежуточный ковш 1, горизонтально установленные в кладке боковой стенки как сталеразливочного, так и промежуточного ковша изолированные металлические пластины 2 и 3, непосредственно контактирующие с жидким металлом, и горизонтально установленные на разных уровнях кристаллизатора 4 и изолированно один от другого электроды 5 и 6.
Электроды промежуточного ковша и кристаллизатора подсоединены к реле 7 и 8 соответственно. С контактами реле связаны гидроприводы 9 и 10, приводящие в действие регулировочные шиберы 11 и 12. Ши-
бер 11 установлен на выходе разливочного ковша 13, а шибер 12 - на выходе промежуточного ковша 1.
Автоматическое регулирование уровня металла осуществляется следующим образом. При уровне жидкого металла в кристаллизаторе, соответствующем стабильному протеканию процесса разливки (при этом электроды 5 и б соприкасаются с металлом, как это показано на рис.2), электрическая цепь замкнута и питание поступает на катушку реле 8. При этом его контакты разомкнуты, гидродвигатель 10 обесточен и шибер 12 закрыт. Когда уровень металла в кристаллизаторе опустится настолько, что цепь между электродами 5 и 6 прерывается, катушка реле 8 остается без питания, контакты этого реле замыкаются и в действие приходит гидродвигатель 10, который открывает шибер 12. Жидкий металл поступает из промежуточного ковша в кристаллизатор до тех пор, пока уровень металла в нем не достигнет прежней отметки; при этом цепь между электродами 5 и 6 вновь замыкается. После этого шибер 72 закрывается посредством гидродвигателя 10.
Аналогичным образом осуществляется регулирование уровня металла в промежуточном ковше - посредством электродов 2 и 3, реле 7, гидродвигателя 9 и шибера 11.
Оптимальная толщина шлакового слоя в разливочном и промежуточном ковшах и кристаллизаторе, позволяет изолировать жидкий металл от воздействия кислорода атмосферного воздуха и, главное, - снижает потери тепла. Кроме этого, жидкие шлаки имеют большее электрическое сопротивление по сравнению с жидким металлом. Это свойство используется в качестве импульса в автоматизированной системе регулирования уровня жидкого металла в промежуточном ковше и в кристаллизаторе, что позволяет исключить применение радиоактивных веществ и сложного оборудования.
Преимущество разработанного устройства перед аналогами заключается в сравнительно простой и надежной электрической схеме, исключении контакта электродов со струей жидкого металла, что обеспечивает нормальное и надежное функционирование устройства без применения дорогого оборудования и, главное, вредных и опасных для здоровья обслуживающего персонала радиоактивных веществ.
¡¡К
к д я)
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.