ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ
DOI:
https://doi.org/10.20535/2519-450x.6.2015.62746Анотація
Богушевский В.С.(НТУУ «КПИ», г. Киев)
e-mail bogysh@gmail.com
Введение. Система автоматического регулирования уровня металла в кристаллизаторе (САР) строится на стандартных ПИ- или ПИД-регуляторах, воздействующих на стопор или скользящий шиберный затвор промежуточного или сталевозного ковша. Точность стабилизации уровня не должна быть менее ± 20 мм. Для контроля уровня жидкого металла разработан ультразвуковой метод, основанный на различии акустического сопротивления сред. Акустическое сопротивление металла в 200 – 300 раз больше сопротивления жидкости, а акустическое сопротивление последней в 3000 – 4000 раз больше сопротивления газообразной среды.
Результаты исследований. Для измерения применяли как уровнемеры непосредственного отсчета текущего значения уровня жидкого металла, так и дискретные сигнализаторы, фиксирующие определенное значение уровня. Сигнализаторы работают на принципе измерения энергии ультразвуковой волны. Два ультразвуковых датчика располагают вертикально на внешней стенке кристаллизатора. Если кристаллизатор без металла, то отражение ультразвуковых волн происходит непосредственно от той стенки кристаллизатора, через которую была направлена ультразвуковая волна. Если кристаллизатор заполнен металлом, отражение этих волн происходит на его противоположной стенке, после прохождения через жидкий металл. Во время работы устройства ультразвуковые датчики передают звуковую энергию, которая в зависимости от условия распространения, возвращается к датчикам. В процессе измерения уровня жидкого металла могут возникнуть случаи: уровень удерживается в заданных пределах, т.е. на высоте между датчиками; уровень выше допустимого значения; уровень ниже допустимого значения.
В каждом из трех случаев происходит перераспределение звуковой энергии на датчиках, что отражается на индикаторе.
Акустические уровнемеры непосредственного отсчета текущего значения уровня жидкого металла в кристаллизаторе работают на принципе локации через газовую среду (рис. 1). В корпусе кристаллизатора 2 на подвижной каретке установлены вертикально попарно излучающие и приемные ультразвуковые датчики 1 – 4 и 3 – 6. Так как акустические каналы смещены один относительно другого по высоте, то при опускании зеркала металла ультразвуковой луч верхнего канала 3 – 6 преломляется первым и, следовательно, сигнал в приемном датчике 6 этого канала будет минимальным из-за изменения угла преломления. Дальнейшее понижение уровня металла приводит к разрыву акустического контакта канала 1 – 4, вследствие чего сигнал в приемном датчике 4 стремится к минимуму. Отсутствие сигналов в приемных датчиках 4 и 6 обоих каналов свидетельствует о том, что граница раздела воздух – жидкий металл опустилась. Чтобы ее найти, необходимо каретку 5 опускать вниз до появления сигнала в канале 1 – 4. Если граница раздела находится на таком уровне, что акустический сигнал присутствует в обоих каналах, то каретка 5 перемещается вверх до исчезновения акустического контакта в канале 3 – 6.
Датчики уровня, применяемые на МНЛЗ, при работе в диапазоне 150 – 200 мм, не могут обеспечить контроль интенсивности заполнения кристаллизатора ниже зоны слежения, что зачастую приводит к срыву разливки и выходу агрегата из строя. Исследования показали, что для контроля интенсивности наполнения кристаллизатора с целью автоматизации пускового режима разливки может быть использована информация о тепловом потоке от боковых стенок кристаллизатора.
Выводы. Испытание акустических уровнемеров в САР уровня металла в кристаллизаторе показало, что они обеспечивают в комплекте с ПИ- и ПИД- регуляторами требуемую точность регулирования ± 20 мм.
##submission.downloads##
Опубліковано
2016-03-14
Номер
Розділ
Сучасні технології виготовлення виливків із чавуну, сталі та кольорових металів.
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Нові матеріали і технології в машинобудуванні
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Етика автора:
- Автор (або колектив авторів) несе (чи) відповідальність за новизну і достовірність результатів наукового дослідження. Автори статті повинні надавати достовірні результати проведених досліджень. Завідомо неправдиві або сфальсифіковані затвердження неприйнятні.
- Автори повинні гарантувати, що результати дослідження, викладені в поданій рукописи, повністю оригінальні.
- Запозичені фрагменти або твердження повинні бути оформлені з обов'язковим зазначенням автора та першоджерела.
- Неетичні і неприйнятні надмірні запозичення, а також плагіат в будь-яких формах, включаючи неоформлені цитати, перефразування або привласнення прав на результати чужих досліджень.
- Необхідно визнавати внесок всіх осіб, так чи інакше вплинули на хід дослідження, зокрема, в статті повинні бути представлені посилання на роботи, які мали значення при проведенні дослідження.
- Співавторами статті повинні бути вказані всі особи, які внесли істотний внесок у проведення дослідження.
- Автори не повинні надавати в журнал рукопис, яка була відправлена в інший журнал і знаходиться на розгляді, а також статтю, вже опубліковану в іншому виданні.
Етика редакції:
- Редакція несе відповідальність за оприлюднення авторських творів. При прийнятті рішення про публікацію редактор журналу керується достовірністю представлення даних і наукової значимістю даної роботи.
- Редактор повинен оцінювати інтелектуальний зміст рукописів. Виходячи з принципів конфіденційності неопубліковані дані, отримані з представлених до розгляду рукописів, не повинні використовуватися для особистих цілей або передаватися третім особам без письмової згоди автора.
- Редактор не повинен допускати до опублікування інформацію, якщо є достатньо підстав вважати, що вона є плагіатом.
Етика публікацій:
Журнал є виданням відкритого доступу. Всі статті вільні для перегляду, читання, завантаження та друку.
Матеріали приймаються українською, російською або англійською мовами і відповідно публікуються мовою оригіналу.