Комплекс «Кристаллизатор»

Комплекс оборудования «Кристаллизатор» предназначен для использования на машинах непрерывного литья заготовок (далее по тексту - МНЛЗ). Комплекс объединяет несколько информационно-измерительных и управляющих систем, сконцентрированных вокруг кристаллизатора МНЛЗ – места в наибольшей степени ответственного за формирование слитка, определяющего качество конечной продукции.

Оборудование комплекса обеспечивает:

  • точную автоматическую стабилизацию уровня металла в кристаллизаторе МНЛЗ,
  • прецизионное измерение параметров движения кристаллизатора по трем линейным осям координат и по трем углам вокруг этих осей,
  • прецизионное измерение сил взаимодействия между кристаллизатором и слитком и основанный на этом контроль качества работы шлакообразующей смеси и ее количества в кристаллизаторе,
  • измерение распределения температуры по стенкам кристаллизатора в процессе разливки,
  • предупреждение персонала о возникшем прилипании корочки слитка к кристаллизатору.

Комплекс позволяет поднять эффективность использования имеющейся МНЛЗ за счет технически обоснованного повышения скорости разливки или повысить качество продукции за счет существенного улучшения качества поверхности слитка или выбрать устраивающее вас компромиссное решение, обеспечивающефе как прирост производительности, так и повышение качества. За счет возросшей стабильности процесса разливки и появления дополнительной информации снижается аварийность эксплуатации МНЛЗ и связанные с этим экономические потери.


Комплекс «Кристаллизатор»  позволяет воочию наблюдать текущие результаты вашей работы и корректировать свои действия, в соответствии с тем как развиваются события. 

 

На рисунке представлено трехмерное распределение температуры на стенках кристаллизатора на уровне верхнего ряда термопар. По вертикальной оси отложена температура, по горизонтальной оси – время, в глубину уходит развернутое в прямую линию  распределение температуры по периметру кристаллизатора. Полученная поверхность окрашена в зависимости от ее температуры.

Верхнее изображение получено в режиме ручного управления уровнем металла,  нижнее - соответствует автоматическому режиму стабилизации. В случае ручного управления уровнем металла хорошо видны колебания температуры стенок кристаллизатора, вызванные нестабильностью уровня металла.

В автоматическом режиме работы комплекс обеспечивает, как минимум, в 10 раз более высокую точность поддержания уровня металла в кристаллизаторе по сравнению с тем как это делает человек, что обеспечивает существенно более равномерное распределение температуры и более плавные ее изменения. 

Указанные результаты достигаются за счет установки дополнительного оборудования. Кристаллизатор МНЛЗ оснащается термопарами, обеспечивающими косвенное измерение распределение температуры по поверхности слитка. На механизм качания кристаллизатора устанавливаются датчики, измеряющие движение кристаллизатора по трем линейным осям и трем углам поворота вокруг этих осей, а также датчики сил взаимодействия кристаллизатора и слитка. На кристаллизатор устанавливается датчик уровня жидкого металла, а управление потоком металла, поступающим из промковша в кристаллизатор, обеспечивает электропривод автоматической системы стабилизации уровня металла. Электропривод устанавливается таким образом, что, выключив систему автоматической стабилизации уровня, вы может работать в режиме ручного управления. Информация о ходе разливки в текстовом и графическом виде отображается на экране пульта разливщика, располагающемся на его рабочем месте. Для оператора МНЛЗ необходимая информация выводится на экран монитора, расположенный на его рабочем месте. На основании измерений оборудование комплекса вырабатывает сигнал, предупреждающий о возникновении прилипания корочки слитка к стенке кристаллизатора, указывает время, оставшееся до выхода места прилипания из-под кристаллизатора, то есть время, оставшееся до аварии - прорыва жидкого металла на роликовую проводку МНЛЗ. Это позволяет оператору и разливщику предпринять необходимые меры и предупредить аварию.

Текущие результаты работы комплекса сохраняются системой архивации и визуализации на электронных носителях информации и служат базой данных, необходимой для контроля над соблюдением технологической дисциплины и  совершенствования технологии использования имеющегося оборудования. Через эту аппаратуру происходит обмен информацией с сетью более высокого уровня.

 

 Основные характеристики комплекса «Кристаллизатор» 

 

Показатель

Значение

Размеры сечения типового кристаллизатора, мм

(возможно использование кристаллизаторов с другими размерами)

(150…330) х (500…2400)
Принцип действия датчика уровня металла в кристаллизаторе токовихревой
Погрешность поддержания уровня металла в кристаллизаторе МНЛЗ в стационарном режиме, мм не более ±1
Динамическая погрешность поддержания уровня металла при ступенчатом изменении скорости разливки с 0,8 до 1 м в минуту, мм 3
Длительность переходного процесса, вызванного ступенчатым изменением скорости разливки, с не более 12
Число термопар, установленных на медные плиты кристаллизатора, шт. до 120
Время от момента подачи предупреждающего сигнала о возникновении прилипания корочки слитка к кристаллизатору до начала прорыва, с не менее 40
Разрешающая способность системы измерения линейных перемещений кристаллизатора (на частоте 1 Гц), мм 0,05
Разрешающая способность системы измерения угловых перемещений кристаллизатора (на частоте 1 Гц), угл. секунд 2,5
Разрешающая способность системы измерения усилия вытягивания, Н 300

 

На рисунке показано выявленное прилипание корочки слитка к стенке кристаллизатора - «подвисание». Каждое из трех представленных объемных изображений отображает  распределение температуры на  соответствующем уровне кристаллизатора. Верхнее изображение – 150 мм от кромки медных пластин кристаллизатора, среднее – 300 мм, нижнее –450 мм.

Наглядным подтверждением возникновения «подвисания» являются участки с высокой температурой (красный цвет) находящиеся в глубине кристаллизатора, в среднем и нижнем слое термопар. Своевременное предупреждение об этом событии позволило предупредить аварию. После получения сигнала были приняты необходимые меры и снижена скорость вытягивания сляба из кристаллизатора, это привело к охлаждению слитка (о чем свидетельствует появление синих тонов на изображении), к залечиванию места разрыва корочки и ее утолщению.

 

 

Пример архивной записи, иллюстрирующий разливку с неточно установленным погружным стаканом.

Разливка началась со стаканом, установленным неточно или имевшим производственные дефекты, это привело к тому, что потоки горячего металла, вытекающие через отверстия стакана, разогрели стенки кристаллизатора, что в свою очередь вызвало появление двух красных полос (фрагменты первый, второй и частично третий). Далее была проведена замена стакана. При этом скорость движения слитка была снижена, что привело к его охлаждению, о чем свидетельствует появление синих тонов. После замены стакана новым, распределение температуры выровнялось ,перегретые участки исчезли.

ТЕХНОАП © 2015. Все Права Защищены.