Измерение уровня жидкого металла в кристаллизаторе МНЛЗ (стр. 8 из 9)
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.
Крепление чехла осуществляется тесёмками, завязываемыми на трубчатом кронштейне и на верхней части защитного кожуха чувствительного элемента. На трубчатом кронштейне чехол не должен быть затянут плотно для обеспечения выхода охлаждающего воздуха.
Блок ПР является основным средством общения между пользователем - разливщиком и системой "Уровень". Блок предназначен для:
выдачи разливщиком команд управления системе,
отображения на дисплее текущей информации техпроцесса,
отображения на дисплее аварийных ситуаций техпроцесса и выдачи звукового сигнала.
На лицевой панели пульта расположены кнопки управления системой, световые индикаторы и дисплей. Внешний вид пульта разливщика показан на фотографии.
Кнопки "стрелка вверх" и "стрелка вниз" (правый верхний угол) служат для регулировки номинального значения уровня металла в кристаллизаторе, поддерживаемого системой в режиме СТАБИЛИЗАЦИЯ.
Кнопка "ПРИВОД" (левый нижний угол) служит для дистанционного включения и выключения блока силовой электроники ВИП и привода ПС.
Кнопка "РЕЖИМ" (справа от кнопки "РЕЖИМ") служит для перехода из режима ТЕСТИРОВАНИЯ в режим ОЖИДАНИЕ.
Кнопка "СИГНАЛ" (под кнопками "стрелка вверх" и "стрелка вниз") служит для подтверждения разливщиком действий, необходимых для включения системы.
Кнопка "СТАБ."(правый нижний угол) зарезервирована для дальнейшего расширения возможностей системы.
Электролюминесцентный дисплей служит для отображения текстовой и графической информации о работе системы.
Светодиодный индикатор "ПРИВОД" светится, если привод включен.
Светодиодный индикатор "СТАБИЛИЗАЦИЯ" светится, если система находится в режиме автоматической стабилизации уровня металла.
Светодиодный индикатор "ПР-2000" светится, если на пульт подается питающее напряжение.
БЛОКИ ПС и ВИП
Блоки ПС и ВИП предназначены для управления стопором в системе стабилизации уровня металла. Блок ВИП устанавливается между исполнительным механизмом системы ПС и блоком УФО.
Привод стопора ПС Привод ПС является исполнительным механизмом системы автоматической стабилизации уровня жидкого металла в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок. Привод устанавливается на промковш. К аппаратуре системы привод подключается кабелем.
Привод имеет два органа управления: вращающуюся ручку на муфте и тумблер "СТАБИЛИЗАЦИЯ".
Ручка на муфте позволяет управлять механическим соединением привода со стопорным механизмом. Затянув муфту с помощью ручки, Вы жестко связываете привод с механизмом стопора. Отпущенная муфта разрывает связь привода и стопора, дает возможность управлять положением стопора вручную.Тумблер "СТАБИЛИЗАЦИЯ" включает режим автоматического управления уровнем металла. Над тумблером находится одноименный индикатор. Индикатор светится, если система находится в режиме автоматической стабилизации или при прохождении теста привода в режиме тестирования.
Испытания системы стабилизации уровня металла в кристаллизаторе МНЛЗ №4 ККЦ-1 НЛМК с электромагнитным датчиком уровня металла, предоставленным фирмой ТЕХНОАП
Цель испытаний
Цель испытаний - оценить точность поддержания уровня металла в существующей системе для датчиков, построенных на разных принципах действия и получить сравнительную оценку работы системы стабилизации. Первый датчик уровня - радиоизотопный, установлен на МНЛЗ в соответствии с проектом, второй датчик построен на электромагнитном принципе.[5]
Основные отличия электромагнитного датчика
- Электромагнитный датчик не чувствителен к толщине слоя шлакообразующей смеси, покрывающей поверхность расплавленного металла в кристаллизаторе МНЛЗ;
- Ширина полосы пропускания электромагнитного датчика существенно превышает аналогичный параметр радиоизотопного датчика;
- Уровень собственного шума радиоизотопного датчика относительно высок. Его стандартное отклонение составляет около 1,5 мм. Шум датчика хорошо виден при пустом кристаллизаторе перед началом разливки. Система стабилизации принципиально не может обеспечить ошибку стабилизации меньше уровня собственного шума датчика.
Методика проведения испытаний
Основные метрологические характеристики электромагнитного датчика (коэффициент преобразования и уровень металла в кристаллизаторе, при котором он считается наполненным на 100%) были установлены равными соответствующим показателям изотопного датчика. Электромагнитный датчик был дооснащен аналоговым выходом в виде тока 4-20 мА. Через этот выход электромагнитный датчик подключался к системе стабилизации уровня металла вместо радиоизотопного датчика. В процессе разливки была предусмотрена возможность переключать датчики, использующиеся для управления уровнем металла в кристаллизаторе. Во всех режимах работы системы стабилизации уровня показания обоих датчиков регистрировались синхронно быстродействующей цифровой измерительной системой. Данные измерений в виде абсолютных значений уровня металла, отмеренных от верхнего среза медных плит кристаллизатора, выраженные в миллиметрах сохранялись в архиве.
Статистическая обработка всех результатов измерений проводилась единообразно. Для обработки использовались электронные таблицы EXCEL, в которые импортировались данные из архивов, полученных в процессе разливки. Для выбранных фрагментов записей вычислялось стандартное отклонение.
Результаты
23 января 2003 испытания проводились при разливке перитектической стали. Система стабилизации уровня металла работала первоначально с радиоизотопным датчиком, а под конец разливки был подключен электромагнитный датчик уровня.
Наилучший результат был достигнут при работе с электромагнитным датчиком. Для этого потребовалось уменьшить (в четыре раза по сравнению с радиоизотопным датчиком) постоянную времени фильтра нижних частот на выходе электромагнитного. Фрагмент архивной записи окончания разливки приведен ниже. Сигнал изотопного датчика отображается линией черного цвета, а сигнал электромагнитного датчика - серого.
Стандартное отклонение уровня металла в кристаллизаторе, измеренное электромагнитным датчиком уровня, на указанном временном интервале менее 1 мм. Аналогичный параметр сигнала радиоизотопного датчика на том же временном интервале немного превышает 2 мм.
На представленном фрагменте хорошо видны моменты подачи шлакообразующей смеси в кристаллизатор. После подачи шлакообразующей смеси выходной сигнал изотопного датчика резко возрастает и далее медленно уменьшается по мере ее расхода.
На следующем рисунке приведен 20 секундный фрагмент реализации. Сигнал датчика Berthold показан черным цветом, датчика ТЕХНОАП (ТА) - серым. Управление уровнем в это время производилось от датчика ТЕХНОАП.
Отчет о разработке и промышленных испытаниях
датчика уровня металла "ДУМ бортовой"Датчик уровня металла ДУМ-бортовой (далее - датчик) предназначен для измерения уровня металла в кристаллизаторах МНЛЗ при работе в составе системы автоматического поддержания уровня металла типа "Уровень". Конструкция датчика предполагает его встройку в воротник кристаллизатора.[5]
Целью разработки являлось улучшение эксплуатационных и потребительских свойств системы "Уровень" за счет создания встроенного датчика уровня металла, обладающего следующими преимуществами по сравнению со штативным датчиком (ДУМ-07):
- Упрощение работы технологического персонала УНРС
Нет необходимости устанавливать датчик и снимать его при замене погружного стакана. - Улучшение условий работы с кристаллизатором
Зеркало металла полностью открыто для наблюдения и подсыпания шлакообразующей смеси - Повышение надежности кабельной и воздушной трассы датчика
Электрический кабель и шланг с воздухом прокладывается под разливочной площадкой и не подвергается воздействию искр и брызг металла. Кроме то-го, кабели не мешают работе на разливочной площадке. - Увеличение информативности системы "Уровень"
Появляется возможность получения информации о изменениях уровня металла во время замены разливочного стакана, при перековшовке, а также в других ситуациях, когда штативный датчик необходимо снимать с кристаллизатора.