Способ управления периодическим вытягиванием слитка при непрерывном литье

 

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ВЫТЯГИВАНИЕМ СЛИТКА ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ЛИТЬЕ, включающий измерение температуры поверхности слитка на выходе из кристаллизатора, по. величине которой задают скорость вытягивания и определяют периоды остановки , отличающийся -TeiM, что, с целью повышения производительности и ст,абильности процесса литья и улучшения качества получаемых слитков путем обеспечения автоматического изменения частоты периодического вытягивания слитка и получения оптимальных парг1метров его вытягивания из кристаллизатора , в период вытягивания измеряют усилие вытягивания слитка пэ кристаллизатора и по его значению определяют конец периода вытягивания и начало периода остановки, а по скорости уменьшения температуры поверхности слитка на выходе иэ кристаллизатора в период остановки опрёделя-- ют окончание периода остановки и начало периода вытягивания, пpичe 4 ско рости вытягивания задают в соот;ветствии с математическим выраже .нием V Ч где VB - скорость вытягивания ; слитка, м/с; р - коэффициент усиления разомкнутой системы, включающей делитель частоты, переключакяцее устройство, систему управления приводом, двигатель , редуктор и тянущие ролики, м/с.Гц; -коэффициент усиления & измерительного преобразователя температуры, В/град) -коэффициент усиления операционного усилителя , В/Гц; К, коэффициент усиления регулируемого генератора частоты, Гц/В; К. коэффициент деления частоты; т, время вытягивания, огв раничиваемое величи- I ной усилия вытягивания , с; 1, заданное начальное значение часГтоты генератора , Гц; п температура поверхности слитка на выходе КЗ кристаллизатора в период вытягивания, град; сигйал, соответствующий заданному значению температуры поверхности слитка ©л , В.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗЬ9 В 22 D- 11 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ где зователя температуры, В/град — коэффициент усиления операционного усилителя, В/Гц коэффициент силения

x„=—

x„x к

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

- ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

\ (21) 3272968/22-02 (22) 09.04.81. (46) 30.06.83, Бюл. Р 24 (72) В.Л.Анхимюк, Г.П.Комлик, Н.Н.Михеев и Ю.И.Циргвава (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.746.027(088.8) (56) 1. Краснов Б.И. Оптимальное уп-равление режимами непрерывной разлив. ки стали. М., Металлургия, 1975, с. 204-205.

2. Авторское свидетельство СССР.

Р 482240, кл. В 22 D 11/04, 1975. (54) (57) 1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОЦИЧЕСКИМ ВЫТЯГИВАНИЕМ СЛИТКА ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ЛИТЬЕ, включаксций измерение темйературы поверхности слитка на выходе из кристаллизатора, по: величине которой задают скорость вытягивания и определяют периоды остановки, отличающийся тем, что, с целью повышения производителЬности и стабильности процесса литья и улучшения качества получаемых слитков путем обеспечения автоматического изменения частоты периодического вытягивания слитка и получения оптимальных параметров его вытягивания из кристаллиэатора, в период вытягивания измеряют усилие вытягивания слитка иэ кристаллизатора и по его значению оп-. ределяют конец периода вытягивания и начало периода остановки, а-по ско" рости уменьшения температуры поверхности слитка на выходе из кристаллизатора в период остановки определяют окончание периода остановки и начало периода вытягивания, причем ско- рости вытягивания задают в соот"

„.SU„„ 1025489 А .;ветствии с математическим выраже- . кием 8 B "гМ"аъ-Креп) Из )

МЭ вЂ” скорость вытягивания слитка, м/cJ

Xp - коэффициент усиления раземкнутой системы, включака1ей делитель частоты, переключаюшее устройство, систему управления приводом, двигатель, редуктор и тянущие ролики, м/с Гц; — коэффициент усиления измерительного преобра-Я у ре улируемого генератора частоты, Гц/ — коэффициент деления частоты) — время вытягивания, or раничиваемое величиной усилия вытягивания, с1 — заданное начальное значение частоты генератора, Гц

-. температура поверхности слитка на выходе

as кристаллизатора в период вытягивания, град ) Uä =к 9 .р сигнал, соответствующий заданному значе-нию температуры поверхности слитка 9„, В.

1025489

Изобретение относится к литейному производству, а .именно к горизонтальному непрерывному литью металлов и сплавов и может быть использовано для управления вытягиванием слитка.

Известен способ управления вытягиванием слитка при непрерывном литье, стали, который заключается в измере нии усилия вытягивания слитка из кристаллиэатора с помощью силоизмерительных датчиков и изменения скорости вытягивания таким образом, чтобы, изменяя толщину корочки слитка, поддерживать режим вытягивания при определенном напряжении в оболочке слитка pl) ° 15

Недостатками этого способа являют" ся отсутствие контроля теплофиэических процессов, протекающих в кристаллиэаторе, н отсутствие возможности применения этой информации для управ-20 леиия вытягиванием слитка.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

Способ управления вытягиванием слитка при непрерывном литье, реализован- 5 ный при помощи устройства для автома. тического управления установкой непрерывной разливки металла. При таком управлении изменение времени остановок между вытягиванием слитка, . а следовательно, и изменение скорости литья происходит в функции от тем.. пературы поверхности слитка на выходе из кристаллизатора во время вытягивания информации, с которой посту" пает в регулятор времени остановок, запоминается и преобразуется во временные интервалы. По окончании необходимого времени остановки этот регулятор подает сигнал на включение привода механизма вытягивания слитка,40

Известное устройство содержит регулятор времени остановки, измерительный преобразователь температуры поверхности слитка на выходе иэ кристаллизатора, вытягивающее устройство 45 и гидропривод с системой управления 12) .

Недостатками известного способа, являются воэможность нарушения ста- 5< сильности технологического процесса и его срывы, так как время остановки изменяется не в зависимости от температуры поверхности слитка на вы« ходе из кристаллизатора в данный момент времени, à s зависимости от ин- 55

Формации об этой температуре, полученной в предшествукщий остановке период вытягивания слитка, Отсутствует возможность регулирования скорости и времени вытягивания слитка. Кроме . того, к недостаткам относятся отсутствие учета энергосиловых процессов взаимодействия слчтка с- кристаллизатором, которые являются одними из основных факторов/ влиякщих на ста- 65 тья то

ы« о" пепотем, ери метка ветя-, овталлячати и ра нпеь

/ где скорость вытягиван слитка, м/с; коэффициент усилен разомкнутой систе включающей делите частоты, переключа устройство, систем равления приводом, гатель, редуктор и нущие ролики, м/с коэфФициент усилен измерительного пре зователя температу

В/град» коэффициент усилен операционного усил ля, В/Гц», коэффициент усилен регулируемого гене ,ра частоты, Гц/В»;". коэффициент делени тоты» время вытягивания, раничиваемое велич усилия вытягивания заданное начальное значение частоты r ратора, Гц» температура поверх ти слитка на выход из кристаллизатора

К

Р ее уп" двитяц» я браы

Кч-к Ki.

T А теК

T я ато- час

Кд

oI ной

С7 ие осбильность процесса непрерывного л и полученйе слитков высокого каче ва, и невозможность автоматическо получения оптимальных параметров тягивания слитка.

Цель изобретения - повышение п изводительности и стабильности hp цесса литья и улучшение качества лучаемых слитков путем обеспечени автоматического изменения часто риодического вытягивания слитка и лучение оптимальных параметров ег вытягивания из кристаллизатора.

Поставленная цель достигается что согласно способу управления риодическим вытягиванием слитка непрерывном литье, включающему и рение температуры поверхности сл на выходе из кристаллиэатора, по личине которой задают скорость в гивания и определяют период оста ки, в период вытягивания измеряю усилие вытягивания слитка из крис лизатора и по его значению опред ют конец периода вытягивания и н ло периода остановки, а по скоро уменьшения .температуры поверхнос слитка на выходе иэ кристаллиэат в период остановки определяют ок чание периода остановки и начало. риода вытягивания, причем скорос вытягивания задают в соответсвии математическим выражением

1025489 период вытягивания, граду

0> Q - сигнал, соответствуюэь В пз щий заданному значению температуры поверхности слитка Япэ, В.

На фяг . 1 изображен график изменения усилия вытягивания слитка, полу- ченный при одной иэ конкретных реализаций1 на фиг. 2 — функциональная . схема устройства, реализукщего предла-1О гаемый способ управления.

Энергосиловые параметры вытягивания слитка из кристаллизатора являют- . ся одними из основных факторов, влияющих на стабильность процесса непре- 35 рывного литья и получение слитков .высокого качества. !

Скачок усилия в начале периода вытягивания (фиг. 1) объясняется большим коэффициентом трения покоя по . р сравнению с коэффициентом трения дви.жения. В целом характер изменения усилия вытягивания можно объяснить следующим образом. В начале периода вытягивания при движении слитка в по- 25 верхностных слоях затвердевающей корочки возникают растягивающие напряжения под действием усилия вытягивания и силы трения. По мере движения слитка и вследствие прилкпания корочки к стенкам кристаллиэатора и низкой ее прочности при температурах, близких к температуре кристаллизации, корочка разрывается. При этом усилие вытягивания падает до нуля..В образовавшийся разрыв поступает порция жид- З5 кого металла, которая мгновенно затвердевает на охлаждениой поверхности кристаллиэатора, образуя перемычку, соединяющую слиток с оторвавшейся частью корочки. Усилие вытягивания 40 опять резко возрастает к далее цикл растяжение - разрыв — сращивание ко-; рочки продолжается до полной остановки слитка. Этому циклу соответствуют максимумы и минимумы усилия вцтягква-45 ния.

Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что существуют технологические режимы, затрудняющие образование разрывов корки и спо-5() собствующке тем самм улучшению поверхности слктка. Это достигается при сокращении длительности к шага вытягивания. К тому же, проведенные

,опыты показали, что уменьшение абсо- . лютной величины времени остановки слитка также приводит к снижению- усилия вытягивакия. Гаккм образом получено теоретическое и эксперименталь- . ное подтверждение перспективкости литья с мальм шагом и большой часто еО той вытягивания заготовки. Кроме это. го, полученные результаты дают возможность определить требуемую из ус ловия предотвращения разрывов короч ки частоту вытягивания слитка и.as- 65 томатизировать процесс ее изменения в функции технологических параметро4 литья (температуры жидкого металла, расхода охладителя, скорости вытягивания и т.д.).

Устройство содержит металлопрнемник 1, кристаллизатор 2, слиток 3, тянущие ролики 4, измерительный преобразователь 5 усилия вытягивания слитка из кристаллизатора, измерительный преобразователь 6 температуры поверхности слитка на выходе иэ кристаллизатора, узел 7 сравнения, задатчик 8 температуры. поверхности слитка, вычислительное устройство 9, состоящее из операционного усилителя 10 преобразователя 11. время — напряжение, делителя 12 и блока 13 извлечения квадратных корней, регулируемый генератор 14 частоты, задатчик

15 частоты, формирователь 16 режима работы, состоящий из задатчика 17 делителя частоты, делителя 18 частоты и переключающего устройства 19, задатчик 20 времени остановки, задат-. чик 21 температуры поверхности слит" ка в период остановки, регулятор 22 времени остановки, регулятор 23 времени вытягивания, задатчик 24 времени вытягивания, система 25 управления электроприводом, электродвигатель 26 механизма вытягивания слитка и редуктор 27.

Жидкий металл из металлоприемни ка 1 поступает в кристаллизатор 2 и эатвердевает. Слиток 3 периодически извлекается иэ кристаллизатора 2 тянущими роликами 4. Сигнал об усилии вытягивания слитка 3 из кристаллизатора 2, измеряемый измерительным преобразователем 5, поступает в регулятор 23 времени вытягивания и в вычислительное устройство 9, в частности на вход преобразователя 11 время напряжение. В регуляторе 23 время вытягивания ограничивают продолжительностью первого пика усилия вытя". гиванкя (фиг. 1), так что когда уси" лие вытягивания достигает максимального значения и при этом время вытягивания не более заданного значения

Г ц, поступающего с выхода задатчика

24 времени вытягивания, то с выхода регулятора 23 поступает сигнал на формирователь 16 режима работы, в частности на вход переключающего устройства 19 на выключение электродвк" гателя 26. Период вытягивания оканчивается-и начинается период остановки.

Сигнал о температуре поверхности выходящего из кристаллиэатора 2 слитка 3, измеряемый измерительным преобразователем 6, поступает в регулятор

22 времени остановки, а также на узел

7 сравнения, где этот сигнал сравнивается с сигналом U соответствуюЙщи,заданному значению температуры

1025489 ть ем . ель го с ше я ойат роерхью у е" орчесоI е, еых рис.

8, и полученный сигнал рассогласова- ния bU подается на вход .вычислительного устройства 9, в частности на вход операционного усилителя 10, Выходы операционного усилителя 10 и преобразователя 11 соединены с делителем 12, сигнал с которого поступает на вход блока 13 извлечения квад ратных корней. На выходе этого блока, который является и выходом вычислительного устройства 9, имеется сигнал управления U, поступающий на вход регулируемого генератора 14 частоты. На выходе генератора 14 получается сигнал f, учитывакщий изменение температуры поверхности Р слитка и определякщий скорость вытягивания Ч

Этот сигнал подается на вход формирователя 16 режима работы, в частности на вход делителя 18 частоты, коэффициент деления которого определяется за. 20 датчиком 17 делителя частоты. С выхода делителя 18 частоты сигнал поступает на вход переключающего устройства 19, а на другие его входы поступают сигналы, определяющие продолжитель-25 ность периода вытягивания и периода остановки. С выхода этого устройства, который является и выходом формирователя режима работы, снимается сигнал

f, определяющий скорость литья Ч, . 30

При этом закон изменения скорости литья Ч1 имеет вид ч.= — = |s, ê,1÷,(и„-v e„)qc,1. вЖь УР сз

Время вытягивания В зависит от энергосиловых процессов взаимодействия слитка 3 с кристаллизатором 2.

A время остановки В; учитывает тепло.физические процессы, протекающие в 40

1кристаллизаторе 2. Это происходит следующим образом. Продолжительно периода остановки определяется пу сравнения сигнала с выхода измери ного преобразователя 6, поступающ в регулятор 22 времени остановки, заданным сигналом, соответствук ц температуре поверхности слитка во время ос тановк и 8 > щ„ „. Когда э т сигналы становятся равны, а время достижения этого равенства не мен заданного значения Го, то подает сигнал на вход переключающего уст ства 19 на включение двигателя и чинается очередное вытягивание сл ка 3 из кристаллизатора 2.

Кроме этого, в зависимости от должительности периода остановки скорости изменения температуры по ности слитка в этот период с по регулятора 22 времени остановки о ществляется программируемое умень ние времени остановки путем подач соответствующих сигналов на вход мирователя 16 режима работы и вк ния электродвигателя 26.

Использование предлагаемого сп ба управления периодическим вытяг ванием слитка при непрерывном лит

1и устройство для его осуществлени обеспечивают по сравнению с сущес вующими повышение производительн ти и стабильности процесса литья, улучшение качества получаемых сли ков, учет теплофизических и энерг силовых процессов в кристаллизато автоматическое изменение частоты риодического вытягивайия слитка и автоматическое получение оптималь параметров вытягивания слитка из таллизатора.

1025489

1025489

Г, Кь

1 м Сал рд фиг. 2

Составитель Г.Демин

Редактор С.Пекарь Техред А.Ач . . Корректор В.Гирняк

Эакаэ 4460/8 . Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская(наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä ул.Проектная, 4,