Способ управления качанием кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КАЧАНИЕМ КРИСТАЛЛИЗАТОРА МАШИНЫ НЕПРЕРЬтНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК, при котором кристаллизатор качают при помощи эксцентрика , приводимого во вращение электроприводом , скорость которого изменяют синхронно со скоростью электропривода тянущей клети, отличающийся тем, что, с целью повьшения прочности кристаллизующейся оболочки слитка, дополнительно измеряют линейную скорость кристаллизатора и . скорость слитка определяют их разность на интервале опережения кристаллизатора , определяют амплитудное ипи интегральное значение разности указанных скоростей, сравнивают амплитудное либо интегральное значение разности скоростей кристаллизатора и слитка с заданным значением и при (Л увеличении этой разности линейную скорость кристаллизатора уменьшают, а при уменьшении - увеличивают.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5!) В 22 D 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ (21) 3529656/22-02 (22) 29. 12. 82 (46) 15.06.84. Бюл. У 22 (72) Ш.M. Марголин (71) Государственный ордена Ленина союзный институт по проектированию металлургических заводов (53) 621.746. 027(088.8) (56) 1. English Electric Journal, Ф2, р. 10-19, 1964 °

2. Марголин Ш.М. "Электрооборудование конвертерных цехов", Металлургия, 1977, с. 181.

3. Марголин Ш.M. "Электрооборудование конвертерных цехов", Металлургия, 1977, с. 192. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КАЧАНИЕМ

КРИСТАЛЛИЗАТОРА МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК, при котором кристал„„Я0„„10974 лизатор качают при помощи эксцентрика, приводимого во вращение электроприводом, скорость которого изменяют синхронно со скоростью электропривода тянущей клети, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения прочности кристаллизующейся оболочки слитка, дополнительно измеряют линейную скорость кристеллизатора и . скорость слитка определяют их разность на интервале опережения кристаллизатора, определяют амплитудное ипи интегральное значение разности указанных скоростей, сравнивают амплитудное либо интегральное значение разности скоростей кристаллизатора и слитка с заданным значением и при увеличении этой разности линейную скорость кристаллизатора уменьшают, а при уменьшении — увеличивают.

109! 4л/1

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам управления агрегатами непрерывной разливки металлов, содержащими криСталлизатор, совершающий возвратно- 5 поступательное движение.

Известен способ управления качанием кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок путем одновременного изменения напряжения на двигателях приводов кристаллизатора и тянущей клети с использованием общего генератора для их питания (1), Благодаря эксцентрику скорость движения кристаллизатора изменяется по синусоидальному закону: на определенном интервале движения вниз кристаллизатор опережает слиток.

Разность скоростей кристаллизатора и слитка на этом интервале счи- 20 тается "опережением" кристаллизатора.

На интервале опережения слиток подвергается сжимающим усилиям, которые упрочняют его оболочку (корку) и "залечивают" микротрещины. 25

Оптимальное значение опережения кристаллизатора зависит от ряда технологических факторов: марки стали, сечения слитка,. его скорости, температуры жидкого металла и т.д. 30

Требуемая величина опережения должна поддерживаться с высокой точностью. Амплитуда скорости кристаллизатора в полупериоды опускания должна на. заданную небольшую величину (5-20X) превышать скорость слитка.

Известен также способ, в котором при амплитуде колебаний скорости движения кристаллизатора 107 изменение интегрального значения опережения, 40 т.е. отклонение в пути на интервале опережения составляет 217, что недопустимо много и отрицательно сказывается на качестве слитка (2) .

Оптимальный закон качания кристал-45 лизатора по известному способу управления получить невозможно, так как, во-первых, заданную скорость двигателя кристаллизатора нельзя поддерживать постоянной с требуемой точ- 50 ностью (меняются момент на валу двигателя, частота его гармонической составляющей, параметры смазки, элек.трические параметры из-за изменения температуры и др.) и, во-вторых, one-55 режение равно разности скоростей кристаллизатора и слитка, а скорость слитка также меняется из-за больших изменений статического момента на валу привода тянущей клети, зависящего от большого числа факторов, колебаний напряжения сети, непостоянства тока возбуждения двигателя и т.д.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления качанием кристаллизатора ИНЛЗ, при котором движение кристаллизатора по синусоидальному закону с помощью эксцентрика, приводимого во вращение электроприводом,скорость которого изменяют синхронно со скоростью электорпривода тянущей клети путем подачи на вход системы регулирования скорости двигателя кристаллизатора напряжения тахогенератора электропривода тянущей клети (3) .

Недостатки известного способа заключаются в том, что он не обеспечивает точного поддержания заданного оптимального значения важнейшего тех нологического параметра — опережения кристаллизатора, в частности его интегрального значения, которое определяет путь кристаллнзатора на интервале опережения.

Несмотря на то, что в прототипе скорость двигателя каталлизатора поддерживается точнее, чем при питании от общего генератора, как в упомянутом аналоге, однако значения опережения не контролируются и не поддерживаются автоматически.

Таким образом, главный недостаток известньгх способов — косвенное регулирование, т.е. поддержание заданных значений не самого технологического параметра — опережения кристаллизатора, а лишь скорости двигателя кристаллиэатора, которая сама по себе не может .однозначно характеризовать величину опережения и, к тому же, не может быть стабилизирована с высокой точностью.

Целью изобретения является повышение прочности кристаллизирующейся оболочки слитка.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе управления качанием кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок, при котором кристаллизатор качают при помощи эксцентрика, приводимого во вращение электроприводом, скорость которого изменяют синхронно со скоростью электропривода тянущей клети, дополнительно

1097441 измеряют линейную скорость кристаллизатора и скорость слитка, определяют их разность на интервале опережения кристаллизатора, определяют амплитудное или интегральное значение 5 разности указанных скоростей, сравнивают амплитудное либо интегральное значение разности скоростей кристаллизатора и слитка с заданным значением и при увеличении этой разности линейную скорость кристаллизатора уменьшают а при уменьшении — увеличивают.

На фиг. 1 показана функциональная схема управления качанием кристалли- 15 затора МНЛЗ по способу, на фиг. 2 — . варианты схем измерения скоростей слитка и кристаллизатора для осуществления способа.

Кристаллизатор 1 имеет механизм 20 качания с эксцентриком 2, который приводится двигателем 3 через редуктор 4. С валом эксцентрика 2 связан преобразователь угловой скорости вала в сигнал — Б,, пропорциональный 25 линейной скорости кристаллизатора.

В качестве такого преобразователя может использоваться, например, прибор, содержащий катушку 5, вращающуюся в магнитном поле, создаваемом З0 полюсами с обмотками 6 возбуждения.

Концы катушки 5 выведены на контактные кольца. Возможен также вариант со стационарной катушкой и вращающимся.постоянным магнитом.

Слиток 7 вытягивается из кристаллизатора 1 валками 8 тянущей клети.

Ее привод состоит из двигателя 9, редуктора 10 и шестеренной клети 11.

С валками двигателей 3 и 9 связаны 40 тахогенераторы 12 и 13. Двигатели

3 и 9 имеют системы 14 и 15 автоматического регулирования и управления с обратными связями по скорости от тахогенераторов 12 и 13.

Выход преобразователя и якорь тахогенератора 13 связаны со входами электронного устройства 16 измерения опережения кристаллизатора 1. Данное устройство содержит измерительную схему 50

17 с двумя цифровыми каналами, состоящими из последовательно соединенных: а) блока 18 определения амплитудного значения опережения, запоминающего устройства 19 и цифрового табло 55

20; б) блока 21 определения интеграль-. ного значения опережения, запоминающего устройства 22 и цифрового табло 23.

Каждое запоминающее устройство име-. ет встроенный компаратор и таймер.

На входы системы 14 подаются сигналы: а) от ручного задатчика 24 скорости либо тахогенератора 13 привода тянущей клети через переключатель 25; б) от тахогенератора 12, в) от блока 26 измерения отклонения фактического опережения кристаллизатора от оптимального через последовательно соединенные блок 27 коммутации, преобразователь 28 код-аналог, и инерционное звено 29. Управляющий вход коммутационного блока 27 связан с выходом запоминающего устройства

19. На входы блока 26 измерения отклонения подаются сигналы либо от 3ВМ

30, рассчитывающей оптимальное значение опережения на основании информации 31 от ряда технологических датчиков, либо от ручного задатчика 32 опережения через переключатель 33, а также от запоминающих устройств 19 и 22 через переключатель 34.

На входы системы 15 привода тянущих валков подается напряжение от задатчика 35 скорости и сигнал обратной связи от тахогенератора 13.

Способ управления осуществляется следующим образом.

Слиток 7 вытягивается валками 8, вращаемыми приводом со скоростью, которая определяется задатчиком 35 и поддерживается регулятором скорости системы 15.

Кристаллизатор совершает возвратно-поступательное движение под действием эксцентрика 2, вращаемого через редуктор 4 двигателем 3. Требуемое соотношение .скоростей двигателей

3 и 9 — грубая настройка закона движения кристаллизатора осуществляется с использованием в качестве задающего сигнала для системы 14 либо напряжения тахогенератора 13 привода тянущих валков, либо ручного задатчика 24 (в зависимости от положения переключателя 25). Регулятор скорости системы 14 получает сигнал обратной связи от тахогенератора 12. Помимо такой грубой настройки соотношения скоростей кристаллизатора и слитка осуществляется дополнительная коррекция. С этой целью производится из1097441 мерение амплитудного и интегрального значений опережения кристаллизатора 1.

При вращении эксцентрика 2 на выходе обмотки катушки 5 появляется напряжение U пропорциональное произведению угловой скорости вращения катушки 5, которое пропорционально линейной скорости кристаллизатора.

В электронном устройстве 16 измерения опережения измерительная схема

17 производит вычитание из напряжения U„ напряжения тахогенератора 13, пропорционального скорости слитка.

Эта разность определяется только на интервале опережения, когда V»1>> Ч „

Амплитудное значение этой разности определяет в цифровой форме блок 18 и фиксирует запоминающее устройство

19; операцию интегрирования разности

V †. V на интервале опережения и р са ее преобразование в код производит блок 21.

Интегральное значение опережения кристаллизатора фиксирует запоминаю-, щее устройство 22. Встроенные в sano-> минающие устройства 19 и 22 компаратор и таймер обеспечивают периодическое сравнение входного сигнала со значением, хранящимся в памяти запоминающих устройств и соответствующее ЗО обновлению информации о амплитудном и интегральном значениях опережения.

Указанные значения выводятся на цифровые табло 20 и 23 и через переключатель 34 на блок 26 измерения отклонения.

В зависимости от технологических требований, а также для исследовательских целей. по выбору (переключатель 34) осуществляется сравнение щ фактического амплитудного либо интегрального значений опережения кристаллизатора с требуемым оптимальным опережением, определяемым для данной марки стали, сечения, температуры, усло-4 вий,охлаждения, смазки и т.п. информацией 31 о параметрах процесса с по- мощью ЭВИ 30 либо по таблицам. В последнем случае требуемая величина опережения вводится вручную задатчи- gy ком 32. Выбор одного из этих вариантов производят переключателем 33.

Сигнал отклонения фактического значения опережения от оптимального, по-я лученный в блоке 26 измерения отклонения, подают через блок 27 коммутации, преобразователь 23 код-аналог и инер». ционное звено 29 на один из входов регулятора скорости системы 14 автоматического управления электроприводом кристаллизатора 1. Регулятор осуществляет коррекцию скорости двигателя

3, поддерживая при возмущениях заданное амплитудное либо интегральное значение опережения кристаллизатора.

При этом в максимально возможной степени упрочняется оболочка (корка) кристаллизующего слитка за счет сжимающих усилий при скольжении кристаллизатора вниз по слитку.

Блок 27 коммутации пропускает сигнал отклонения опережения на вход системы 14 управления лишь в нормальном режиме работы машины, когда Ч„„, V,„ т.е. опережение имеется. В аварийном режиме (резкое замедление либо остановка кристаллизатора, нарушение синхронизации скоростей приводов тянущей клети и кристаллизатора) по информации из запоминающего устройства

19 блок 27 коммутации исключает из работы схему регулирования опережения. Инерционное звено 29 обеспечивает нечувствительность схемы к моментам смены информации в запоминающем устройстве 19 или 22.

В варианте схемы на фиг. 2 для получения сигнала, пропорционального линейной скорости кристаллизатора использован тахогенератор 12 соединенный с валом эксцентрика 2 сельсин

36, к измерительной обмотке которой подсоединен демодулятор 37, множительное устройство 38. На выходе множительного устройства 38 имеет место сигнал Ч = k sin<. Для повьппения точности измерения скорости слитка может быть использован тахогенератор

39, вал которого соединен со следящим роликом 40, прижимаемым к слитку цилиндром 41.

Описаннын способ управления может применяться как на вертикальных,так и на криволинейных ИНЛЗ, где для вытягивания слитка используют многовалковые тянуще-правильные устройства.

Преимущества способа заключаются в возможности осуществления качания кристаллизатора по закону, в точности соответствующему оптимальному, путем применения прямого, а не кос.венного, как это было ранее, контро-, 1097441 автоматиля величины опережения и ческой стабилизации этой

До стигаемый максимальный величины. эффект упрочения оболочки слитка дает возможность улучшить качество литых заготовок и повысить скорость разливки.

1097441

Составитель Г. Демин

Редактор И. Нестерова Техред Т.Маточка Корректор Е, Сирохман

Заказ 4666 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4