д.т.н., профессор кафедры «Автоматизированные и информационные системы управления»
309516, Белгородская область, Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Automation and Information Systems”
Stary Oskol, Belgorod Region
к.т.н., доцент кафедры «Автоматизированные и информационные системы управления»
309516, Белгородская область, Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Automation and Information Systems”
Stary Oskol, Belgorod Region
В работе произведен анализ существующих подходов решения задачи определения момента начала истечения шлака при сливе жидкого металла из сталеразливочного ковша в промежуточный. Решение данной задачи рассматривалось в двух аспектах: первый – это выбор наилучшего способа формирования диагностического сигнала с позиции соотношения цена/качество обработки и второй – разработка метода обработки данного сигнала с целью выделения полезной информации. Для этого на основании аналитического анализа предложена схема съема сигнала виброускорения с установки, а именно с манипулятора защитной трубы сталеразливочного ковша. Для монтажа акселерометра на манипуляторе разработан образец изделия. В нем предусмотрена защита от влияния на датчик промышленных возмущений. Для анализа сигнала виброускорения выработаны критерии определения начала истечения шлака, основанные на расчете энергии энтропии. Данный подход и разработанная на базе него система апробированы в промышленных условиях на реальном объекте. Единственным условием для эффективной работы выработанных критериев являлся перевод на заключительном этапе разливки подсистемы поддержания уровня стали в промежуточном ковше в ручной режим для исключения создания возмущений от движения шиберного затвора, управляющего потоком жидкой стали. По результатам экспериментов в реальных условиях выявлено, что отключение автоматики необходимо производить при остаточном весе содержимого сталеразливочного ковша порядка 18 – 19 т до окончания разливки. В данном режиме работы оператору всегда удавалось подобрать такую скорость слива металла, чтобы уровень стали в промежуточном ковше находился в рамках технологического регламента. В результате удалось обеспечить срабатывание алгоритма для каждой разливки ранее, чем это сделал оператор. При этом остаток стали со шлаком в сталеразливочном ковше не превышал 3,8 т относительно момента отсечки шлака оператором.
The authors have analyzed the existing approaches to solve a problem of determining the moment of slag outcome beginning during steel casting from a ladle to a tundish. The solution of this problem is considered in two aspects: the first is the choice of best way to generate a diagnostic signal from the position of the price/quality ratio of its handling, and the second is the development of a method to process this signal in order to obtain useful information. A scheme is proposed to receive a signal of vibration acceleration from a sensor installed on a manipulator of the ladle protective tube. A product sample is developed to arrange that. It provides protection from the influence of industrial disturbances on the sensor. In order to analyze the vibration acceleration signal, the criteria to determine the moment of the slag outcome beginning were determined based on entropy energy calculation. This method and a system developed on its basis are tested under industrial conditions for a real object. The only condition for effective operation of the developed criteria is selection of the subsystem of steel level maintenance at final casting step to the manual mode to eliminate the disturbances from the movement of the slide shutter used to control the flow of liquid steel. According to the results of experiments under real conditions, it was found that the slide shutter control shutdown is to be performed if weight of the ladle content is from 18 to 19 tons approximately. In this mode of operation, the operator has always been able to found such a rate of steel discharge that the level of steel in the tundish is within the technological requirements. As a result, it is possible to ensure the proposed algorithm triggering for each casting earlier than the operator stops the process manually. At the same time, the amount of steel with slag left in ladle does not exceed 3.8 tons comparing to the moment of the slag cut-off made by the operator.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.