Измерение уровня жидкого металла в кристаллизаторе МНЛЗ (стр. 9 из 9)

Основные задачи разработки состояли в следующем:

• разработка чувствительного элемента датчика, отвечающего требованиям диапазона и точности измерения уровня металла в кристаллизаторе.
• разработка корпуса датчика и деталей его крепления к корпусу кристаллизатора;
• разработка защитного экрана, защищающего датчик от сильного нагрева и брызг металла;
• разработка методики работы с датчиком; обеспечение возможности использования резервного штативного датчика (ДУМ-07) при аварийном выходе из строя встроенного датчика.

МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ

Разработка датчика состояла из следующих этапов:

• Математическое моделирование и макетирование датчика.
  На этом этапе проектировались основные параметры датчика, его обмоток и корпуса.
• Изготовление и испытание макета датчика.
  Испытания проводились на специальном стенде, имитирующем кристаллизатор, жидкий металл и механизм качания.
• Изготовление и испытание промышленного образца датчика.
  Проведение испытаний на стенде. Тепловые испытания.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ

Устройство и работа датчика

Общие сведения

Датчик содержит обмотки, размещенные в корпусе из нержавеющей стали. Передняя стенка изготовлена из термостойкого неэлектропроводного материала. На задней стенке размещен электрический разъем и штуцер для подключения шланга с воздухом (см. рис.1). На верхней грани датчика предусмотрены штыри для фиксации защитного экрана.

Датчик с помощью монтажного комплекта устанавливается на широкой стенке кристаллизатора, заменяя тем самым часть воротника кристаллизатора. Лицевая стенка датчика, таким образом, расположена в одной плоскости с медной стенкой кристаллизатора.

Защитный экран предназначен для защиты датчика от теплового излучения и брызг металла.

Общие сведения

Диапазон измерения уровня металла (от среза кристаллизатора), мм	от 30 до 130
Масса датчика с комплектом крепления и с защитным экраном, кг, не более	5
Давление в трассе воздушного охлаждения, атм	2/3
Габариты датчика	200х120х60

Подготовка к работе. Монтаж датчика на кристаллизаторе

Для установки датчика необходимо предварительно произвести доработку деталей кристаллизатора, воротника и защитной плиты. Благодаря существующему разнообразию конструкции кристаллизаторов и их деталей, чертежи встройки датчика для каждого типа кристаллизатора должны разрабатываться отдельно и согласовываться с заказчиком.

Общие требования к установке датчика заключаются в следующем:

• место установки датчика на кристаллизаторе должно определяться из минимума вероятности повреждения датчика при аварийных ситуациях и максимального расстояния от разливочного стакана, а также удобства обслуживания мениска металла во время работы установки;
• датчик должен быть установлен на кристаллизаторе таким образом, чтобы его передняя стенка находилась в одной плоскости с медной стенкой кристаллизатора;
• крепление датчика к кристаллизатору должно быть надежно и обеспечивать неподвижность датчика относительно кристаллизатора при работающем механизме качания кристаллизатора;
• защитная плита кристаллизатора должна быть установлена таким образом, чтобы исключить ее вибрации относительно кристаллизатора;

Подготовка датчика к работе включает в себя следующее:

1. Проверка технического состояния.

Проверка технического состояния датчика производится перед установкой его на кристаллизатор и предполагает внешний осмотр и проверку параметров датчика. При внешнем осмотре необходимо убедиться в целостности корпуса датчика, в отсутствии видимых повреждений. Проверка параметров датчика предполагает замер сопротивлений обмоток датчика на его электрическом разъеме и сверка этих параметров с данными, указанными в Руководстве по эксплуатации.

2. Монтаж ДУМ на кристаллизаторе.

Установка датчика на кристаллизаторе может осуществляться как на участке подготовки кристаллизатора, так и на разливочной площадке во время переподготовки УНРС.

Датчик необходимо закрепить к кристаллизатору с помощью болтов или шпилек (см. рис.2). При этом необходимо установить датчик так, чтобы его лицевая стенка находилась в одной плоскости с медной стенкой кристаллизатора. Нижняя грань датчика должна плотно прилегать к торцу медной стенки кристаллизатора.

3. Подключение электрического кабеля и шланга трассы воздушного охлаждения.
Электрический кабель и шланг воздушного охлаждения необходимо подключить до установки защитной плиты кристаллизатора. После подсоединения шланга включить подачу воздуха и убедится, что воздух выходит из отверстий на задней стенке датчика. При установленном воротнике кристаллизатора (см. рис.3) необходимо заложить пространство между датчиком и воротником шнуровым асбестом.

4. Установка защитного экрана

. После заведения в кристаллизатор затравки необходимо установить на датчик защитный экран (см. рис.4).

Эксплуатация датчика ДУМ-бортовой

При эксплуатации датчика в составе системы "Уровень" необходимо придерживаться следующих правил:

• Во время автоматической стабилизации уровня металла запрещено подносить металлические предметы к датчику ближе 30 см.
• При проведении технологических операций на кристаллизаторе, при замене раз-ливочного стакана стараться избегать попадания на датчик капель металла. При повреждении защитного экрана датчика (сильная деформация, налипание капель металла и др.) его следует заменить на новый.
• Избегать попадания воды в зону установки датчика.
• При повреждении датчика во время разливки необходимо подключить к системе "Уровень" резервный датчик на штативе (ДУМ-07). Во время переподготовки УНРС заменить встроенный датчик на новый из комплекта ЗИП.

Ремонт и техническое обслуживание датчика ДУМ-бортовой

При повреждении датчика во время аварии на УНРС его следует снять с кристал-лизатора, очистить налипших на него капель металла и шлака, проверить его параметры согласно Руководству по эксплуатации.

При отсутствии видимых повреждений корпуса датчика и полном соответствии всех параметров, указанных в Руководстве по эксплуатации, нормальным значениям датчик можно вновь использовать в работе. В противном случае его следует заменить на исправный.

Поврежденный датчик подлежит ремонту только специалистами ТЕХНОАП.

Результаты промышленных испытаний

Начиная с 1.03.02 г. по 31.03.02 г. проводились опытно-промышленные испытания датчика ДУМ-бортовой. Датчик работал в составе системы "Уровень НЛМК" в режимах "ВЫСТАВКА" (измерение) и "СТАБИЛИЗАЦИЯ" (автоматическое поддержание заданного уровня металла). В режиме "СТАБИЛИЗАЦИЯ" система работала с 3.03.02 г. по 31.03.02 (около 270 часов ~ 185 плавок).

На рисунках 5 и 6 представлены фрагменты архивов работы системы с бортовым датчиком. На рисунке 6 показан момент замены погружного разливочного стакана с уменьшением скорости разливки.

Замечания

В результате проведенных испытаний были выявлены следующие замечания:

• При существующей конструкции защитной плиты и кристаллизатора возможно повреждение датчика и крепежного кронштейна, при снятии и установке защитной плиты на кристаллизатор.
• Электрический кабель и шланг воздушного охлаждения датчика, находящиеся внутри горячей камеры, должны быть проложены в специальном защитном коробе.
• При работе с датчиком использовался дополнительный модифицированный блок обработки сигналов, вместо штатного блока.
• Погрешность поддержания заданного уровня металла должна быть не хуже, чем у штатного датчика ДУМ-07
• Трасса сжатого воздуха для охлаждения датчика должна быть оснащена отдель-ным вентилем и манометром.
• Сравнительно небольшой срок службы защитного кожуха. Недостаточная на-дежность крепления защитного кожуха к датчику.

ВЫВОДЫ

1) Разработанный фирмой ЗАО "ТЕХНОАП" встроенный датчик уровня металла ДУМ-бортовой может эксплуатироваться в составе системы Уровень как штатный.

2) Датчик ДУМ-бортовой позволяет улучшить условия работы технологического персонала, а также избавляет их от необходимости снимать и устанавливать датчик во время технологических операций (замены разливочного стакана, смены промковша и др.).

3) Для обеспечения лучшей защищенности датчика и кабельной трассы, а также для упрощения его установки необходимо:

• модифицировать детали крепления датчика к кристаллизатору, конструкцию воротника, защитной плиты и кристаллизатора;
• поместить кабель и воздушный шланг датчика, проложенные в горячей зоне, в защитный короб.

Список литературы

1. Автоматизация непрерывной разливки стали. Под редакцией Б.Б.Тимофеева. Киев 1968 г.

2. Системы слежения за перемещением затравки и заготовки и регулирования уровня метала в кристаллизаторах МНЛЗ. Под редакцией Г. Шмитза.BBC – Nachrichten, 1977.

3. Черная металлургия. Серия Автоматизация металлургического производства. Автоматизация МНЛЗ в СССР и за рубежом. Москва 1983 г.

4. Труды шестого конгресса сталеплавильщиков А.П.ЕВТЕЕВ, А.ЛЖНАТОВ (НПО "Техносталь", ГУ/7 "Зарубежчермет-Арсенал"). Москва 2001г.

5. http://www.technoap.ru