Файл: Контур регулирования уровня металла в промежуточном ковше мнлз.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Магнитогорский государственный технический университет
им. Г. И. Носова»
Кафедра автоматизированных систем управления

курсовой проект



Расчетно-пояснительная записка
по дисциплине: “Системы автоматизации и управления”

на тему: Контур регулирования уровня металла в промежуточном ковше МНЛЗ

Исполнитель: Маслов П.В. студент 4 курса, группы зАТСб18-1

Руководитель: Рябчикова Е.С., доцент кафедры АСУ, к.т.н.

Работа допущена к защите «__» _______ 2022 г. __________

Работа защищена «__» _____ 2022 г. с оценкой_______ _________


г. Магнитогорск, 2022

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Магнитогорский государственный технический университет
им. Г. И. Носова»
Кафедра автоматизированных систем управления

Задание на курсовой проект


Тема: Контур регулирования уровня металла в промежуточном ковше МНЛЗ

Студенту: Маслову П.В.

Исходные данные: Получены в ходе прохождения производственной практики и изучения специализированной литературы и интернет-источников.

Срок сдачи: «__» _______ 2022 г.
Руководитель: __________________/ Е.С. Рябчикова

Задание получил: __________________/П.В. Маслов


г. Магнитогорск, 2022

Содержание

---

ВВЕДЕНИЕ

Контроль и измерение уровня жидкого металла в промежуточном ковше является важной задачей в процессе непрерывной разливки стали. Высота промежуточного ковша определяется с учетом необходимого времени для замены сталеразливочного ковша при серийной разливке и, для разных условий, может составлять 900-1200 мм. При этом уровень жидкого металла должен поддерживаться на высоте 700-800 мм. Уровень не должен опускаться ниже данной высоты для предотвращения затягивания неметаллических включений в кристаллизатор, возможности ввода в расплав порошковой проволоки. Затягивание неметаллических включений, увлеченных в промежуточный ковш металлом из сталеразливочного ковша, в кристаллизатор, приведет к нарушению однородности структуры, изменению механических и других свойств непрерывнолитой заготовки. В случае превышения металлом данного уровня возможен перелив жидкого металла через края промежуточного ковша [1].

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика технологического процесса промежуточного ковша и кристаллизатора МНЛЗ

Для регулирования скорости истечения металла, создания постоянных условий разливки, снижения турбулентности движения стали в кристаллизаторе, для борьбы с неметаллическими включениями и другими пороками стальной заготовки при непрерывной разливке применяются промежуточные ковши. Основные требования, предъявляемые к промежуточным ковшам непрерывной разливки: - из промежуточного ковша должны вытекать хорошо организованные, установившиеся струи жидкой стали; - промежуточный ковш с целью уменьшения тепловых потерь в процессе разливки не должен иметь чрезмерно большого поперечного сечения; - в нем не должны образовываться «застойные» зоны жидкого металла; - в промежуточном ковше должен хорошо отделяться шлак, увлеченный в него металлом из разливочного ковша; -должна быть предусмотрена возможность регулировки струи в процессе наполнения кристаллизатора. Наиболее простой конструкцией промежуточного ковша является конструкция, обеспечивающая одноручьевую разливку, то есть разливку, в процессе которой металл из промежуточной емкость подается в один кристаллизатор. Более сложными являются многоручьевые промежуточные ковши (рисунок 1.1).

---

Рисунок 1.1 - Общее устройство промежуточного ковша: -шлаковый пояс; 2, 12-жидкий металл; 3-изоляция; 4, 8-пористый блок; 5-арматурный слой футеровки; 6-шиберный затвор с защитной трубой; 7-защитный слой промежуточного ковша; 9-стопор-моноблок; 10-цельный погружной стакан; 11-кристаллизатор; 13, 14-огнеупорные перегородки с отверстиями; 15-составной погружной стакан; 16-отбойная плита; 17-шиберный затвор промежуточного ковша; 18-дозатор для разливки открытой струей; 19-промежуточный ковш

Промежуточный ковш предназначен для выполнения таких технологических функций: распределение металла между ручьями и согласование массовых скоростей поступления струи в кристаллизатор; использование его как емкости для очистки металла от включений путем их всплывания и выноса циркуляционными потоками на границу с защитным покрытием, где он ассимилируется шлаком. Форма и размеры промежуточного ковша определяются путем математических расчетов и на водяных моделях. Следует отметить тенденцию к увеличению размера промежуточного ковша. Для регулирования потоков и времени пребывания металла в промежуточном ковше с целью создания благоприятных условий для выделения из него глинозема и других включений используют перегородки и пороги [2].

Кристаллизатор представляет собой водоохлаждаемую конструкцию, которая совершает вертикальные колебания, для предотвращения застывания металла на стенках кристаллизатора. В кристаллизаторе происходит застывание стенок сляба. В настоящее время все конструкции кристаллизаторов по способу изготовления и области применения можно объединить в три большие группы: блочные, гильзовые и сборные. Блочные кристаллизаторы изготавливаются из цельнокованых или литых медных блоков. В стенках просверлены отверстия, по которым проходит вода для охлаждения. Сборные кристаллизаторы изготавливаются из четырех отдельных медных плит, каждая из которых для большей жесткости крепится шпильками на отдельной стальной плите. В зависимости от толщины плит кристаллизаторы делятся на тонко- (15-25 мм) и толстостенные (50-100 мм). Сборные кристаллизаторы широко применяются для отливки прямоугольных листовых заготовок-слябов и крупных блюмов. Особенностью этого кристаллизатора является возможность изменения ширины отливаемой заготовки.

---

---

1.2 Автоматизация процесса. Задачи управления

Способ непрерывной разливки металла в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) заключается в том, что жидкий металл из разливочного ковша через промежуточную емкость (промежуточный ковш) непрерывно поступает в водоохлаждаемый кристаллизатор. В кристаллизатор перед началом разливки вводится «затравка», являющаяся дном для первой порции металла. Затравка тянущими механизмами перемещается вниз, увлекая с собой формирующийся слиток. В кристаллизаторе затвердевает только наружная оболочка слитка, а полная кристаллизация осуществляется ниже кристаллизатора, в зоне вторичного охлаждения, за счет форсированного охлаждения поверхности литой заготовки. Охлаждение слитка в этой зоне осуществляется либо подачей воды непосредственно на слиток, либо путем установки водоохлаждаемых экранов. При дальнейшем движении полностью затвердевший слиток разрезается на мерные длины. Крупные заготовки разрезаются газокислородными резаками, которые во время реза перемещаются вместе со слитком [3].

Широкое распространение метода непрерывной разливки обусловили следующие ее преимущества:

1. Уменьшение на (10-20 %) расхода металла на 1 т годного проката вследствие снижения обрези головной и донной (хвостовой) частей слитка, обрезь при прокатке уменьшается также в связи с тем, что обрези и раскрою подвергается как бы одна длинная заготовка, а не много слитков, каждый из которых может отличаться по массе, величине усадочной раковины и т. п.

2. Оптимальное сочетание работы современных прокатных станов и кристаллизации слитка. Например, для достижения высоких технико - экономических показателей современный листопрокатный стан должен получать слябовые заготовки массой 50-60 т; отливать слитки такой массы затруднительно по ряду причин и, прежде всего потому, что слитки такой массы характеризуются развитыми ликвационными явлениями, для получения таких слитков необходимо соответствующее крановое оборудование в разливочных пролетах, строительство глубоких нагревательных колодцев и прочие приспособления.

---