1. Цель разработки
2. Задачи разработки
3. Методология разработки
4. Результаты разработки
5. Выводы

1. ЦЕЛЬ РАЗРАБОТКИ

Целью разработки являлось улучшение эксплуатационных и потребительских свойств системы "Уровень" за счет создания встроенного датчика уровня металла, обла-дающего следующими преимуществами по сравнению со штативным датчиком (ДУМ-07):

• Упрощение работы технологического персонала УНРС
  Нет необходимости устанавливать датчик и снимать его при замене по-гружного стакана.
• Улучшение условий работы с кристаллизатором
  Зеркало металла полностью открыто для наблюдения и подсыпания шлако-образующей 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 ме-талла во время замены разливочного стакана, при перековшовке, а также в других ситуациях, когда штативный датчик необходимо снимать с кристал-лизатора.

2. ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ

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 кристаллиза-тора;
• разработка защитного экрана, защищающего датчик от сильного нагрева и брызг металла;
• разработка методики работы с датчиком; обеспечение возможности исполь-зования резервного штативного датчика (ДУМ-07) при аварийном выходе из строя встроенного датчика.

3. 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.

НАВЕРХ

4.РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ

4.1.Устройство и работа датчика

4.1.1. 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.

4.1.2. Общие сведения

4.1.3 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 миниму-ма вероятности повреждения датчика при аварийных ситуациях и максимального расстояния от разливочного стакана, а также удобства обслуживания ме-ниска 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 за-щитный экран (см. рис.4).

4.1.4 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.

  4.1.5 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.

4.2 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.

НАВЕРХ

4.3 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.

5. 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.