Устройство автоматического контроля прогибов роликов машины непрерывного литья заготовок

 

Изобретение относится к металлургии , точнее к непрерывной разливке металлов. Цель изобретения повьшение качества слитка и производительности машины непрерывного литья заготовок за счет повышения точкости определения прогибов роликов. Существо изобретения сводится к определению прогиба роликов машины непрерывного литья заготовок путем определения т-ока электропривода ролика с учетом влияния скорости вытягивания. слитка. Прогиб роликов определяется схемой, реализующей математическое выражение, с учетом раствора между i (П роликами перед разливкой, радиуса роликов, заданной тохпцины слитка, тока холостого хода приводного электродвигателя . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) 4 В 22 D 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3917868/22-02 (22) 28 ° 06.85 (46) 23. 11.86 ..Бюл. 9 43 (71) Всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конст рукторский институт металлургического машиностроения (72) В.C. Смирнов, В.П. Савельев, А.А. Иванов, Ю.М. Айзин, Б.Д. Радченко и С.П. Цедилкин (53) 621.746.27(088.8) (56) Патент Франции У 2283747, кл. В 22 Р 11/14, 1976

Авторское свидетельство СССР

У 655468, кл. В 22 D 11/16, 1979. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ ПРОГИБОВ РОЛИКОВ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

„,80„„1271641 А 1 (57) Изобретение относится к металлургии, точнее к непрерывной pasливке металлов. Цель изобретения— повышение качества слитка и производительности машины непрерывного литья заготовок за счет повышения точ ности определения прогибов роликов.

Существо изобретения сводится к определению прогиба роликов машины непрерывного литья заготовок путем определения тока электропривода ролика с учетом влияния скорости вытягивания» слитка. Прогиб роликов определяется схемой, реализующей математическое выражение, с учетом раствора между роликами перед разливкой, радиуса Э роликов, заданной толины слитка, тока холостого хода приводного электродвигателя. 2 ил.

1271641

Изобретение относится к металлургии, точнее к непрерывной разливке металлов.

Цель изобретения — повышение ка— чества слитка и производительности

5 машины непрерывного литья заготовок эа счет повышения точности определения прогибов роликов и их своевременной отбравковки.

На фиг.-1 изображена функциональная схема устройства автоматического контроля прогибов роликов машины непрерывного литья заготовок; на фиг. 2 — схема контакта приводного ролика со слитком при наличии прогиба.

Устройство автоматического контроля прогибов роликов машины непрерывного литья заготовок состоит из приводного электродвигателя 1, датчика

2 скорости вытягивания слитка, датчика 3 силы тока, квадратора 4, ручных эадатчиков 5 — 10, блоков 11-13 ,умножения, сумматоров 15-18, блоков (19 и 20 деления, блока 21 нелиней— ных операций аппроксимации cos, блока 22 нелинейных операций аппроксимации arccos интегратора 23, нуль-органа 24, блока 25 временной задержки селектора 26 наибольшего сигнала, се30 лектора 27 наименьшего сигнала„ схемы И 28, блока 29 сравнения, табло

30 индикации и сигнализации и регистратора 31, выполненных на базе устройств агрегатного комплекса электрических средств регулирования в микроэлектронном исполнении.

Устройство работает следующим образом.

После р .монта перед началом серии разливок производятся инструментальное измерение раствора и между роликами и установка его значения на ручном задатчике 9, на ручном задатчике 10 устанавливается радиус роли- 45 Р ков R, на ручном задатчике 8 — толщина слитка P., а s нHа s р уч нHоoм Mзадатчике

7 — минимальное перемещение слитка, ниже которого возникают термические деформации роликов. Далее осуществля- 5 ются включение без металла машины непрерывного литья заготовок и определение тока холостого хода приводного электродвигателя с установкой его значения на ручном задатчике 6.

Коэффициент Ъ параболической зависимости тока приводного электродвигателя от скорости вьггя1 ивания слитка устанавливается на ручном задатчике

5 и при необходимости проверяется путем разгона машины со слитком.

На этом. завершаются подготовительные операции на устройстве автоматического контроля прогибов роликов машины непрерывного литья заготовок. Работа устройства начинается при появлении слитка между роликами.

Сигнал, пропорциональный скорости вытягивания слитка V с датчика 2 поступает на квадратор 4 и далее на блок 11 умножения, где вычисляется произведение QV с последующим сложением с током холостого хода I» в сумматоре 14, Полученный на выходе сумматора 14 сигнал является исходным током привода Iд = I + E при скорости вытягивания слитка V и растворе А между роликами.

Сигнал, пропорциональный текущему значению силы тока привода IT, поступает на блок 19 деления, где вычисляется отношение К = Е, /Е„.

Далее с помощью ручных задатчиков

8-10, сумматоров 15 — 18, блоков 12 и

13 умножения, блоков 21 и 22 нелинейных операций и блока 20 деления вычисляется текущее смещение оси приводного ролика.

В-А В-А

d=R cos (К arccos (1 — — — )) -R+ — --, 2R 2

35 Полученное текущее смещение поступает на селекторы 26 и 27 наибольше-! го и наименьшего сигналов, где осуществляется выделение максимума d> „ и минимума d смещений оси роли40 ка.

В сумматоре 16 вычислется максимальный прогиб роликов роликовой пары по формуле

Прогибом ролика является смещение оси ролика относительно оси его вращения. Причинами, вызывающими прогиб ролика, являются остаточные механические деформации и термические деформации. Прогибы роликов по механическим деформациям имеют постоянный характер и контролируются с помощью

5 предлагаемого устройства.

Термические деформации появляются при литье на пониженных скоростях и связаны с локальными перегревами

1271641 и переохлаждениями противоположных сторон роликов. С выходом на рабочую скорость литья начинается выравнивание температуры поверхности роликов и снижение термических деформаций, 5

Термические деформации накладываются на механические и искажают картину прогиба ролика ° Для исключения влияния термических деформаций при определении максимального прогиба роликов роликовой пары в устройстве использованы интегратор 23, нуль-орган 24 с ручным задатчиком 7 минимального перемещения слитка, блок 25 временной задержки и схема И 28, с помощью которых выявляется их возникновение и запрещается выдача результатов контроля до полного выравнивания температуры поверхности роликов.

Это достигается определением переме- 20 1 щения слитка за время аТ путем V о dt в интеграторе 23 и сравнения его с минимальным перемещением, ниже 25 которого возникают термические деформации ролика.

Полученное текущее значение максимального прогиба роликов роликовой пары сравнивается в блоке 29 сравне- gp ния с заданием, определенным заводской инструкцией.

Результаты сравнения и величина прогиба выводятся на табло 30 индикации и сигнализации и регистрируются регистратором 31.

Для пояснения физической сущности формул определения суммарного прогиба роликов роликовой пары на фиг.2 приведена схема контактов роликов 40 со слитком. На схеме представлена роликовая пара 32 и 33 со слитком, состоящим из жидкой фазы 34 и корки 35.

Нагрузка приводного электродвига-. 4 теля роликовой пары определяется силой трения ролика о слиток. Величина силы трения равна произведению коэффициента трения на нормальное усилие. Нормальное усилие определяется как произведение ферростатического давления Ру жидкого металла на площадь контакта слитка с роликом.

Площадь контакта равна произведению длины дуги контакта на ширину слитка. Таким образом, нагрузка приводного электродвигателя пропорциональна длине дуги контакта. Выведенный критерий пропорциональности нагрузки или силы тока в электроприводе от длины дуги контакта существенно отличается от критерия пропорциональнссти силы тока величине прогиба валка в известном устройстве.

При сближении роликов увеличиваются длины дуг их контактов и соответственно увеличивается ток привода, при удалении роликов длины дуг уменьшаются и снижается ток привода.

С,ростом скорости литья уменьшается толщина корки слитка, увеличивается ее пластичность, при постоянном ферростатическом давлении увеличивается длина ду-ги контакта и соответственно возрастает ток привода. Слиток, проходя между роликами роликовой пары, самоустанавливается таким образом, что длины дуг контактов роликов становятся одинаковыми. На схеме (фиг. 2) показаны толщина слитка Ь, исходный раствор между роликами h при отсутствии прогибов, исходное положение осей роликов О и исходная Длина дуг контактов CA . Исходному положению роликовой пары при данной скорости вытягивания слитка соответствует исходный ток I привода. Прогиб ролика в функции угла поворота описывается синусоидой, амплитуда которой равна максимальному прогибу, а период равен времени полного оборота ролика. При наличии прогибов роликов роликовой пары в процессе литья происходят изменения раствора между роликами. Эти изменения подчиняются результирующей .кривой, которая является результатом сложения синусоид с учетом взаимного положения роликов.

Фактором, оказывающим существенное влияние на производительность машины непрерывного литья заготовок и качество получаемого металла, является максимальный прогиб роликов роликовой пары, который является амплитудой результирующей кривой.

Пусть в результате прогиба роликов уменьшается длина дуги контактов с Ц до СД., что соответствует току привода I и новым положениям осей роликов 0 .

Текущее смещение оси ролика с определяется по формуле

I В-А В-А d=Rcos (arccos (1- — — -)) -R+

Т». 2R 2

Мс кс мч w

Устройство автоматического контроля прогибов роликов машины непрерывного литья заготовок позволяет осуществлять непрерывный контроль максимальных прогибов роликов роликовых пар в процессе литья, что сокращает брак металла на 0,05 и повьппает производительность машины на 0,05Х.

15

Формула изобретения

Устройство автоматического контро- 20 ля прогибов роликов машины непрерыв ного литья заготовок„ включающее датчик силы тока, установленный в электроприводе роликов, регистратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества слитка и производительности машины за счет повышения точности определения прогибов роликов, оно снабжено датчиком скорости, шестью задатчиками, пятью сум-30 маторами, тремя блоками умножения, двумя блоками деления, двумя блоками нелинейных операций, интегратором, нуль-органом, блоком временной задержки, квадратором, селекторами наибольшего и наименьшего сигналов, схемой И, блоком сравнения, табло индикации и сигнализации, причем датчик скорости соединен с квадратором, выход которого соединен с первым щ0 входом первого блока умножения, первый задатчик соединен с вторым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй задатчик соединен с вторым входом первого сум5 12716

Слиток в роликах самоустанавливается по равенству длин дуг контактов роликов, поэтому максимальный прогиб Р роликов рсл ховой пары определяется как 5 матора, выход которого соединен с первым входом первого блока де;;-ения, датчик силы тока соединен с вторым входом первого блока деления, выход которого соединен с первым входом второго блока умножения, выход которого соединен с входом первого блока нелинейных операций, выход которого соединен с первым входом третьего блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с входами селехторов наибольшеro и наименьшего сигналов, выходы которых соединены с входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом схемы И, выход которой соединен с входом блока сравнения, выход которого соединен с табло индикации и сигнализации, выход которого соепинен с регистратором, кроме того, датчик скорости соединен с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом нуль-органа, а третий эадатчик соединен с вторым входом нуль-органа, выход которого соединен с входом блока временной задержки, выход которого соединен с вторым входом схемы И, кроме того, четвертый задатчик соединен с первым входом четвертого сумматора, пятый эадатчик соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго блока деления, шестой эадатчик соединен с вторым входом второго блока деления, выход которого соединен с входом пятого сумматора, выход которого соединен с входом второго блока нелинейных операций, выход которого соединен с вторым входом второго блока умножения, шестой задатчик соединен с вторыми входами третьего блока умножения и второго сумматора, а выход четвертого сумматора соединен с третьим входом второго сумматора.

Составитель Г. Демин

Техред М.Ходанич Корректор М. Самборская

Редактор О. Бугир

Заказ 6280/13 Тираж 757 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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