Способ автоматического управления машиной непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления

 

1. Способ автоматического управ ления машиной непрерьгоного литья заготовок , включающий измерение деформации оболочки слитка в зоне вторичного охлаждения, а также высоты столба , жидкого металла над точкой, в которой измеряют деформацию, определение отношения величины .деформации к измеренной высоте столба жидкого металла и регулирование расхода воды в зоне вторичного охлаждения в зависимости от этого отношения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка, дополнительно определяют производную величины деформации к измеренной высоте столба жидкого металла по времени и при величине производной ниже заданного значения и одновременном ее воз- 1эастании расход воды увеличивают, а ; скорость вытягивания уменьшают, при снижении величины производной расход воды уменьшают, а скорость вытягивания увеличивают, при величине производной вьше заданного зачения расход воды стабилизируют и изменяют скорость вытягивания слитка. . 2. Устройство для автоматического управления машиной непрерывного лит;ья заготовок, содержащее изотопный датчик, галогенный счетчик, последовательно соединенные преобразователь, блок деления, первый блок сравнения, блок управления, первый усилитель и исполнительный механизм подачи воды, последовательно соединенные дифференцирующий блок, второй блок сравнения и триггер Шмитта, выход которого соединен с вторым входом блока управления , а также измеритель деформации оболочки слитка, соединенный с вторым входом блока деления, программный задатчик, соединенный с. вторым входом второго блока сравнения, и первый задатчик расхода воды, соединенный с вторым входом первого блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения качества слитка, оно снабжено последовательно соединенными задатчиком скорости Вытягивания слитка и третьим блок ом сравнения, последовательно соединенными вторым усилителем и исполнительным механизмом привода вытягивания слитка, последовательно соединенньпии измерителем расхода воды, четвертым блоком сравнения и нуль-рес « (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (19) (11) А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

K} Ñ<.":.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

)3.,, 13 яярр ч;) т(; . тельно соединенными задатчиком скорости вытягивания слитка и третьим

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3816341/22-02 (22) 27.11.84 (46) 15.07.86. Бюл. N - 26 (71) Вологодский политехнический институт (72) А.Н. Шичков, Н.И. Шестаков, А.Л. Кузьминов, О.Г. Демьяновская, В.M. Паршин, Б.Г. Кузнецов, Е.А. Нечаев, Ю.И. Жаворонков, А.Г. Лунев, А.П. Щеголев, А.И. Вотинов и Г.В. Сарайкин (53) 621.746.027(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 884845, кл. В 22 D 11/16, 1981.

Патент Японии N- 53-72242, )) 1113091, кл. В 22 D 11/16, 1979, Авторское свидетельство СССР

Ф 1052318, кл. В 22 D 11/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 1110541, кл. В 22 D 11/16, 1985. ,(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ HEIIPEPblBHOI 0 ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДПЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ автоматического управ

-.. 1 пения машиной непрерывного литья заготовок, включающий измерение деформации оболочки слитка в зоне вторичного охлаждения, а также высоты столба.жидкого металла над точкой, в которой измеряют деформацию, определе. ние отношения величины деформации к измеренной высоте столба жидкого металла и регулирование расхода воды в зоне вторичного охлаждения в зависимости от этого отношения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества слитка, дополнительно определяют производную величи ны деформации к измеренной высоте столба жидкого металла по времени и при величине производной ниже заданного значения и одновременном ее возрастании расход воды увеличивают, а; скорость вытягивания уменьшают, при снижении величины производной расход воды уменьшают, а скорость вытягивания увеличивают, при величине производной выше заданного зачения расход воды стабилизируют и изменяют скорость вытягивания слитка..

2. Устройство для автоматического управления машиной непрерывного литья заготовок, содержащее изотопный датчик, галогенный счетчик, последовательно соединенные преобразователь, блок деления, первый блок сравнения, блок управления, первый усилитель и исполнительный механизм подачи воды, последовательно соединенные дифференцирующий блок, второй блок сравнения и триггер Шмитта, выход которого соединен с вторым входом блока управления, а также измеритель деформации оболочки слитка, соединенный с вторым входом блока деления, программный задатчик, соединенный с вторым входом второго блока сравнения, и первый задатчик расхода воды, соединенный с вторым входом первого блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения качества слитка, оно снабжено последоваблоком сравнения, последовательно соединенными вторым усилителем и исполнительным механизмом привода вытягивания слитка, последовательно соединенными измерителем расхода воды, четвертым блоком сравнения и нуль-ре1 243891

h - aygbha, ле, а также вторым задатчиком. расхода воды, соединенным с вторым входом четвертого блока сравнения, причем выход блока деления соединен с входом дифференцирующего блока и вторым входом третьего блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом блока управления, второй выход которого соединен с входом второго усилителя и вторым входом нуль-реле, выход которого соединен с входом первого усилителя.

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металла.

Целью изобретения является повышение качества слитка.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, преднаэначенного для осуществления способа; на фиг. 2 — схема блока управления.

Устройство содержит галогенный счетчик 1, изотопный датчик 2, электронный преобразователь 3, блок 4 деления, измеритель 5 деформации корочки слитка, блок 6 сравнения, задатчик

7 расхода воды, блок 8 управления, усилитель 9, исполнительный механизм

10 регулирования расхода воды, задатчик 11 скорости вытягивания слитка, блок 12 сравнения, усилитель 13, исполнительный механизм 14 изменения скорости вытягивания слитка, дифференцирующий блок 15> блок 16 сравнения, программный задатчик 17, триггер

18 Шмитта, измеритель 19 расхода воды блок 20 сравнения, задатчнк 21 расхода воды, нуль-реле 22, уровень 23 металла в кристаллизаторе 24, регулирующий подачу воды клапан 25, элект родвигатель 26 вращения ролика 27.

Под действием ферростатического давления столба жидкого металла вы,сотой 1 корочка слитка прогибается на величину где К вЂ” коэффициент, учитывающий сопротивление корочки слитка

3 . Устройство по и . 2, o T JI H ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит два нуль-реле, причем выход триггера Шмитта соединен с первыми входами первого и второго нульреле, выход первого блока сравнения соединен с вторым входом первого нуль-реле, выход которого соединен с входом первого усилителя, выход третьего блока сравнения соединен свторым входом второго нуль-реле, выход которого соединенс входом второгоусилителя. деформации (зависнт от толщины корочки), м/Н; — плотность жидкого металла, z

,Э g — - ускорение свободного падения, м/c2;

b — ширина слитка, и;

h — - шаг роликов. м.

Из (1) получим

1О g

H — — Kp gbh . (2)

В правой части (2) переменной является лишь величина l(. Следовательно, по величине отношения можно вполне определенно судить о толщине ко5 рочки слитка. Увеличение отношения свидетельствует о росте корочки, а уменьшение — о снижении ее толщины.

Стабильное поддержание толщины корочки слитка во многом определяет качество готовой заготовки. Таким образом, для стабилизации корочки слитка при возрастании отношения следует уменьшить расход воды, а при сниже нии — увеличить. Однако в практике непрерывной разливки металла часто имеет место такое резкое уменьшение

To HHbt корочки (например, нэ-за падения уровня металла в кристаллизаторе вследствие использования некачественного шлака и т.п.), которое увеличением расхода воды не компенсировалось. Существенное уменьшение толщи ны корочки ведет к заметному ухудшению качества металла, а в ряде случа35 ев может быть причиной аварий.

Для установления предела возможности управления путем изменения рас1243891 хода воды необходимо определить производную от левой части уравнения (2) по времени. Анализ напряженнодеформированного состояния слитков показал, что критическая величина производной лежит в диапазоне (2-5) .х 10 с ", причем большее значение соответствует более крупным слиткам.

Поскольку после превышения производ.ной заданного значения возможности 10 управления охлаждающей водой исчерпаны, расход воды застабилизируется на максимуме. В этом случае повлиять на толщину корочки можно лишь путем ! изменения скорости вытягивания слит-,15 ка, причем при возрастании отношения скорость вытягивания следует уменьшать, а при снижении — увеличивать.

Устройство работает следующим образом.

Интенсивность импульсов, поступающих на галогенный счетчик 1 от датчика 2 излучения, изменяется в зависимости от уровня.23 металла в кристаллизаторе 24, т.е. интенсивность импульсов зависит от высоты Н столба жидкого металла. В соответствии с изменением интенсивности импульсов электронный преобразователь 3 выделя30 ет электрический сигнал, который поступает на первый вход блока 4 деления.

На второй вход этого блока подается сигнал, который формирует измеритель

5 деформации корочки слитка. На выходе блока 4 вырабатывается управляющий 5 сигнал. Этот сигнал в блоке 6 сравнения сравнивается с сигналом, вырабатываемым задатчиком 7 расхода воды и поступает на вход блока 8 управления., Кроме того, управляющий сигнал с бло-40 ка 4 поступает в блок t2 сравнения, где сравнивается с сигналом, поступающим с задатчика 11 скорости вытяги.вания слитка, и далее поступает на второй вход блока 8. Тот же сигнал с 45 блока 4 поступает на вход дифференцирующего блока 15, где вырабатывается сигнал, пропорциональный значению .производной от (д /Н) по времени, и передает его на вход блока 16 сравнения, который сравнивает, его с сигналом, поступающим с программного задатчика 17.

Сигнал, пропорциональный разности этих сигналов, поступает на вход триг гера 18 Шмитта, который вырабатывает сигнал, управляющий блоком 8. Таким образом, в зависимости от наличия или отсутствия управляющего сигнала, блок 8 беспрепятственно пропускает сигнал с блока 6 сравнения на усилитель 9 или сигнал с блока 12 сравнения на усилитель l3 и нуль-реле 2?.

Усилитель 9 усиливает поступивший сигнал до мощности, необходимой для управления исполнительным механизмом

10 клапана 25, регулирующего расход охлаждающей воды. Усилитель 13 усиливает поступивший сигнал до мощности, необходимой для управления исполнительным механизмом 14 электродвигателя 26, изменяющего частоту вращения тянущего ролика 27.

Сигнал, который формирует измеритель 19 расхода воды, в блоке 20 сравнения сравнивается с сигналом, поступившим с задатчика 21 расхода воды, и передается на вход нуль-реле 22.

При наличии здесь управляющего сигнала, поступившего с блока 12 сравнения через бл. к 8 управления, нуль-реле 22 беспрепятственно пропускает сигнал с блока 20 сравнения на вход усилителя 9 и далее на исполнительный механизм 10. При этом на усилитель 9 сигнал с блока 6 сравнения через блок.

8 не поступает.

Блок 8 управления содержит два нуль-реле 28 и 29 (фиг. 2), причем выход триггера 18 Шмитта соединен с входом нуль-реле 28 и входом нуль-ре-" ле 29. Второй вход нуль-реле 28 соединен с выходом блока 6 сравнения, а его выход соединен с входом усилителя 9. Второй вход нуль-реле 29 соеди-, нен с выходом блока 12 сравнения, а

его выход соединен с входами усилителя 13 и нуль-реле 22.

Блок 8 работает следующим образом.

Управляющий сигнал с триггера 18 Шмитта поступает на входы нуль-реле 28 и нуль-реле 29. При наличии этого сигнала сигнал с блока 12 сравнения беспрепятственно проходит через нульреле 29 и поступает на вход усилителя 13 и вход нуль-реле 22. В то же время сигнал на выходе нуль-реле 28 отсутствует. В другой момент времени на первые входы нуль-реле 28 и 29 управляющий сигнал с триггера 18

Шмитта не поступает. Тогда сигнал с блока 6 сравнения беспрепятственно поступит через нуль-реле 28 на вход усилителя 7.

В то же время на выходе нуль-реле

29 сигнал будет отсутствовать.

91 Ь личина производной для разливаемого слитка равна 2,4 10 з с . Поскольку

1,8 10 меньше 2,4 10, устройство осуществляет регулирование расхода воды в зависимости от величины (+/H) .

В некоторый момент времени величина производной от (Х /H) по времени возросла до 2,8 10 с ". В этом случае устройство регулирует скорость вытягивания слитка в зависимости от величины (Б /Н). Расход же воды стабилизируется, для чего в устройстве предусмотрена обратная связь.

Преимущества технического решения заключаются в повышении точности регулирования технологических параметров разливки, определяющих процесс кристаллизации слитка.

5 12438

Таким образом, в зависимости от величины производной (4 /H) по времени устройство регулирует расход воды в зоне вторичного охлаждения или регулирует скорость вытягивания слитка, а расход воды при этом стабилизирует. .Пример . На машине непрерывного литья заготовок разливают сталь в слитки сечением 0,25х1,44 м, Изме- 10 ренная величина деформации Б составила 0,003 м. Высота столба жидкого металла над точкой замера Н =1,5 м.

Отношение о /Н = 0,003/1,5=2 ° 10 . В процессе разливки это отношение изме-,5 няется. В некоторый момент производная от этого отношения по времени составила 1,8 10 с . Критическая ве124389!

077 Ьоиао Юа Ьоиа fZ

Редактор M. Бандура с

Заказ 3748/13

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Р/77 йи

Йоиу9 1 Моку Пи

ФигЯ

Составитель Г. Демин

Техред О.Сопко Корректор Г. Решетник