Способ изготовления тонкой литой полосы с помощью двухвалкового литейного агрегата и агрегат для осуществления способа

Изобретение относится к металлургии. Литейный агрегат содержит пару литейных валков (22), расположенных горизонтально и прилегающих друг к другу с образованием зазора, через который непрерывно отливают металлическую полосу. Приводной механизм включает двигатели (320, 330), вращающие литейные валки (22) с помощью приводных валов (311, 312) в противоположном друг другу направлении. Механизм управления при вращении может изменять угол центровки между литейными валками (22) для уменьшения влияния эксцентричности литейных валков на форму профиля полосы. В механизм управления (340) поступают сигналы обратной связи (371) от датчика (370), который регистрирует изменения толщины профиля полосы, выходящей из литейных валков (22), и дополнительные сигналы (351, 361), показывающие угловые положения ω₁ и ω₂ литейных валков. Сигналы (351, 361) поступают от датчиков (350, 360), которые регистрируют угловые положения приводных валов (311, 312). Обеспечивается уменьшение отклонений толщины литой полосы от требуемой. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

В двухвалковом литейном агрегате расплавленный металл пропускается между двумя вращающимися в противоположном друг другу направлении горизонтальными охлаждаемыми литейными валками, при этом корочки металла затвердевают на движущихся поверхностях этих валков и соединяются вместе на участке сужения между валками, чтобы образовать отвержденную полосу, подаваемую далее вниз от зазора между этими литейными валками. Термин «зазор» используется здесь для общего обозначения того участка, на котором литейные валки находятся ближе всего друг к другу. Расплавленный металл может подаваться из литейного ковша с помощью системы подачи метала, которая включает промежуточное разливочное устройство и основной стакан, расположенный над упомянутым зазором, чтобы образовать ванну расплавленного металла, поддерживаемую литейными поверхностями валков над данным зазором и расположенную по всей длине зазора. Эта ванна расплава обычно ограничена жаростойкими боковыми пластинами или перегородками, которые находятся в скользящем сцеплении с торцевыми поверхностями валков, чтобы предотвратить вытекание на обоих концах ванны.

При литье стальной полосы в двухвалковом литейном агрегате эта полоса выходит из зазора при очень высокой температуре порядка 1400°C или выше. Если ее подвергнуть воздействию обычной окружающей атмосферы, она очень быстро покроется окалиной вследствие окисления, проходящего при таких высоких температурах. Поэтому под литейными валками создается изолированная камера, куда попадает и через которую проходит эта горячая полоса после литейного агрегата, при этом данная камера содержит такую газовую среду, которая замедляет процесс окисления полосы. Эта замедляющая окисление газовая среда может быть создана путем нагнетания неокисляющего газа, например инертного газа, такого как аргон или азот, или отработанных газов, которые могут являться восстановительными газами. В альтернативном варианте эта камера может быть изолирована от доступа кислородосодержащей газовой среды во время работы литейного агрегата для производства полосы. Тогда содержание кислорода в газовой среде внутри этой камеры во времени от начала литья уменьшается, так как в процессе окисления полосы из этой изолированной камеры извлекается кислород, как это раскрывается в патентах US 5,762,126 и 5,960,855.

При литье с использованием двух литейных валков эксцентриситеты этих литейных валков могут привести к неодинаковой толщине полосы на разных ее участках. Такие эксцентриситеты могут возникать или вследствие механической обработки и сборки данных валков или из-за деформации и износа, когда эти валки разогреты, например вследствие неоднородного распределения теплового потока. А именно, при каждом обороте литейных валков будет производиться некий образец распределения толщины, который будет зависеть от эксцентриситетов валков, и этот образец будет повторяться с каждым оборотом литейных валков. Обычно этот повторяющийся образец представляет собой синусоиду, но в пределах этого синусоидального образца могут также встречаться вторичные или третичные отклонения. В соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения эти повторяемые отклонения толщины могут быть значительно сокращены при использовании индивидуальных приводов для вращения данных литейных валков и регулировки соотношения угловой фазы между этими вращающимися литейными валками с целью уменьшения влияния эффекта эксцентричности валков на изменение профиля литой полосы. Один из способов решения этой проблемы описан в патенте US 6,604,569 от 12 августа 2003.

Сущность изобретения

Ниже приводится описание способа производства тонкой литой полосы посредством непрерывного литья, который включает следующие этапы:

(a) этап подготовки двухвалкового литейного агрегата, имеющего пару литейных валков, образующих зазор между ними;

(b) этап подготовки приводной системы для этого двухвалкового литейного агрегата, которая способна осуществлять раздельное управление литейными валками и поддерживать определенный угол центровки между этими литейными валками;

(c) этап подготовки системы подачи металла, способной образовать ванну расплава между литейными валками над зазором, причем предусмотрены боковые перегородки, прилегающие к концам зазора, чтобы ограничить ванну;

(d) этап подачи расплавленного металла между двумя литейными валками для образования ванны расплава, поддерживаемой литейными поверхностями этих литейных валков и ограниченной боковыми перегородками;

(e) этап противоположного вращения литейных валков для формирования на поверхностях этих литейных валков отвержденных корочек металла и отливки полосы из этих отвержденных корочек при прохождении через зазор между литейными валками;

(f) этап корректирования угла центровки между вращающимися литейными валками для уменьшения эксцентриситетов между ними и производства в результате литой полосы, имеющей более однородную толщину.

Кроме того, могут быть предусмотрены датчики, способные регистрировать эксцентриситеты на литейных поверхностях, по меньшей мере, одного из данных литейных валков и подавать электрические сигналы, свидетельствующие о наличии отклонений в эксцентриситетах литейного валка (валков). Предусмотрен также контроллер, который способен регулировать при вращении угол центровки с целью сокращения отклонений в форме профиля полосы, которые возникают вследствие наличия эксцентриситетов литейных валков.

В качестве составной части настоящего изобретения также приводится описание двухвалкового литейного агрегата для производства тонкой литой полосы, при этом данный агрегат включает:

(a) пару горизонтально расположенных литейных валков, прилегающих друг к другу так, чтобы образовать зазор между этими литейными валками, через который можно непрерывно пропускать металлическую полосу;

(b) приводной механизм для литейных валков, способный по отдельности регулировать частоту вращения этих литейных валков, вращающихся в противоположном друг другу направлении, чтобы заставить отливаемую полосу пройти через зазор между этими литейными валками;

(c) устройство управления, способное изменять угол центровки между литейными валками при их вращении с целью уменьшения влияния эксцентриситетов этих литейных валков на форму профиля полосы, производимой посредством этих литейных валков.

В дополнение к этому двухвалковый литейный агрегат содержит датчики, способные регистрировать эксцентриситеты литейных поверхностей данных литейных валков и подавать электрические сигналы, сообщающие о наличии отклонений в эксцентричности литейной поверхности, по меньшей мере, у одного, а обычно у обоих литейных валков. Это устройство управления способно изменять при вращении угол центровки между этими литейными валками, чтобы в ответ на полученные электросигналы автоматически уменьшать эффект воздействия эксцентриситетов литейных валков на форму профиля получаемой полосы.

Другие особенности, цели и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего ниже описания конкретных вариантов воплощения настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Действие приведенного в качестве примера двухвалкового литейного агрегата, выполненного согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения, описано со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых показано:

фиг.1 - схематичный чертеж, изображающий установку для литья тонкой полосы согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - боковое сечение в увеличенном масштабе двухвалкового литейного агрегата, относящегося к литейной установке для производства тонкой полосы по фиг.1;

фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая вариант осуществления двухвалкового литейного агрегата, при этом литейные валки этого двухвалкового литейного агрегата, показанного на фиг.1 и фиг.2, имеют отдельные приводы;

фиг.4 - блок-схема варианта осуществления механизма управления/привода двигателя по фиг.3 для управления углом центровки литейных валков (показанных на фиг.1, 2 и 3) при вращении этих литейных валков с желаемой угловой скоростью;

фиг.5 - схема способа производства тонкой литой полосы в процессе непрерывного литья с использованием литейной установки для литья тонкой полосы, показанной на фиг.1-4;

фиг.6 - пример, иллюстрирующий соотношение угловой фазы двух литейных валков в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;

фиг.7 - пример, показывающий фрагменты литой тонкой полосы, выполненной с использованием литейных валков по фиг.6 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов

Фиг.1 представляет собой схематичный чертеж литейной установки 5 для производства тонкой полосы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Показанная литейная и прокатная установка включает двухвалковый литейный агрегат, обозначенный общей позицией 11, который производит тонкую литую стальную полосу 12. Тонкая литая стальная полоса 12 проходит вниз в переходный участок, проходящий через направляющий рольганг 13, и затем попадает на участок 14 с нажимными роликами. После выхода с этого участка 14 с нажимными роликами тонкая литая полоса 12 может дополнительно пройти в стан горячей прокатки 15, состоящий из опорных валков 16 и верхних и нижних рабочих валков 16A и 16B, где толщина этой полосы может быть уменьшена. По выходе прокатного стана 16 полоса 12 попадает на выходной рольганг 17, где она может быть подвергнута принудительному охлаждению с помощью водных струй 18, и затем попадает на стенд 20 с нажимными роликами, который включает пару роликов 20A и 20B, а затем в намоточное устройство 19, где эта полоса 12 наматывается, например, в 20-тонные рулоны.

Фиг.2 показывает в увеличенном масштабе боковое сечение двухвалкового литейного агрегата 11, относящегося к литейной установке 5 для производства тонкой полосы, показанной на фиг.1. Двухвалковый литейный агрегат 11 имеет пару горизонтально расположенных литейных валков 22 с литейными поверхностями 22A и образующих зазор 27 между ними. Расплавленный металл во время процесса литья подается из литейного ковша (не показан) в промежуточное разливочное устройство 23, через трубу 24 из жаростойкого материала на съемное разливочное устройство 25 (называемое также распределительным резервуаром, или промежуточным резервуаром), затем проходит через разливочный стакан 26 (также называемый основным стаканом), поступая между литейными валками 22 над зазором 27. Съемное разливочное устройство 25 оборудовано крышкой 29. Промежуточное разливочное устройство 23 оборудовано стопорным рычагом и запорной задвижкой (не показана) для выборочного открывания и закрывания выходного отверстия из трубы 24 с целью эффективного управления потоком расплавленного металла из промежуточного разливочного устройства 23 к литейному агрегату. Расплавленный металл через выходное отверстие вытекает из съемного промежуточного разливочного устройства 25 и обычно течет к разливочному стакану 26 и проходит через него.

Таким образом, металл, поданный к литейным валкам 22, образует над участком сужения 27 ванну 30, которая поддерживается поверхностями 22A литейных валков. Эта ванна ограничена по краям валков парой боковых перегородок или пластин 28, которые установлены на торцах этих валков с помощью пары опор (не показано), включающих блоки гидравлических цилиндров, присоединенных к этим боковым перегородкам. Верхняя поверхность ванны 30 (обычно называемая уровнем мениска) может подниматься над нижним концом разливочного стакана 26 так, что нижний конец этого разливочного стакана является погруженным в ванну.

Литейные валки 22 охлаждаются изнутри водой, подаваемой из охладительного резервуара (не показан), и приводятся во вращение в противоположных направлениях с помощью приводных механизмов (на фиг.1 или 2 не показаны) так, что корочки затвердевают на движущихся поверхностях 22A литейных валков и соединяются вместе в зазре 27, чтобы образовать тонкую литую полосу 12, которая подается далее вниз из зазора между этими литейными валками.

Опустившись ниже двухвалкового литейного агрегата 11, литая стальная полоса 12 проходит, находясь в изолированной камере 10, на направляющий рольганг 13, который направляет эту полосу на участок 14 с нажимными роликами, с которого она и выходит из изолированной камеры 10. Изоляция камеры 10 может быть неполной, но достаточной, чтобы осуществлять контроль газовой среды внутри этой камеры и регулировать доступ кислорода к отлитой полосе внутри этой камеры, как будет описано далее. После выхода из изолированной камеры 10 полоса 12 может пройти через дополнительные изолированные камеры (не показаны), находящиеся в технологической цепочке после участка 14.

Камера 10 образована из нескольких отдельных стеновых секций, которые подогнаны друг к другу при помощи различных уплотнительных соединений, чтобы в результате получить сплошную стенку камеры. Как показано на фиг.2, эти секции включают первую стеновую секцию 41, проходящую у двухвалкового литейного агрегата 11 и охватывающую литейные валки 22, и стеновую секцию 42, простирающуюся вниз от первой стеновой секции 41, чтобы образовать отверстие, находящееся в плотном контакте с верхними краями приемника 40 скрапа. Плотный контакт 43 между приемником 40 скрапа и стенкой 42 камеры может быть выполнен с помощью ножевого и песочного затвора вокруг отверстия в стенке 42 камеры, при этом он может быть выполнен и разрушен вертикальным перемещением приемника 40 скрапа относительно стенки 42 камеры. А именно, верхний край приемника 40 скрапа может иметь направленный вверх и заполненный песком канал, куда входит кромка ножа, свешивающаяся вниз вокруг этого отверстия от стенки 42 камеры. Плотный контакт 43 обеспечивается поднятием приемника 40 скрапа вверх, тем самым заставляя кромку ножа войти в песок канала и, таким образом, осуществить плотный контакт. Этот плотный контакт 43 может быть нарушен опусканием приемника 40 скрапа от его операционного положения вниз в качестве подготовительной процедуры к перемещению этого приемника прочь от литейного агрегата, чтобы занять положение для разгрузки (не показано).

Приемник 40 скрапа установлен на тележке 45, оборудованной колесами 46, которые перемещаются по рельсам 47, и таким образом приемник 40 скрапа может быть перемещен в положение для выгрузки скрапа. Тележка 45 оборудована комплектом винтовых домкратов 48, которые задействуются для подъема приемника 40 скрапа вверх от его опущенного положения, когда между ним и стенкой 42 камеры имеется свободное пространство, до поднятого положения, когда кромка ножа входит в песок, чтобы выполнить между ними плотный контакт 43.

Изолированная камера 10 дополнительно может иметь третью стеновую секцию 61, расположенную у направляющего рольганга 13 и присоединенную к раме 67 участка 14 с нажимными роликами, которая поддерживает пару протяжных роликов 60A и 60B в подушках 62, как показано на фиг.2. Третья стеновая секция 61 камеры 10 изолируется скользящими задвижками 63.

Большая часть поверхности стеновых секций 41, 42 и 61 данной камеры может быть выложена огнеупорным кирпичом. Приемник 40 скрапа тоже может или быть выложен огнеупорным кирпичом, или иметь литую жаростойкую футеровку.

Таким образом, полностью готовая камера 10 герметизируется до начала процесса литья, ограничивая тем самым доступ кислорода к тонкой отлитой полосе 12, когда эта полоса проходит от литейных валков 22 к участку 14. Поначалу эта полоса 12 может забрать кислород из газовой среды, находящейся в камере 10, образуя толстую окалину на начальной секции этой полосы. Однако изолированная камера 10 ограничивает доступ кислорода из окружающей атмосферы в газовую среду камеры, чтобы ограничить количество кислорода, который может быть поглощен полосой 12. Таким образом, после начального этапа процесса содержание кислорода в газовой среде камеры 10 будет оставаться низким, ограничивая тем самым дальнейшие возможности участия кислорода в окислении полосы 12. Таким образом, процесс образования окалины проходит под контролем, и при этом нет нужды непрерывно подавать восстановительный или неокисляющий газ в камеру 10.

Конечно, через стенки камеры 10 может быть подан восстановительный или неокисляющий газ. Однако чтобы избежать образования толстой окалины на начальной стадии процесса, камера 10 может быть очищена продувкой непосредственно перед началом процесса литья, чтобы уменьшить начальный уровень кислорода в камере 10, уменьшая таким образом временной период стабилизации уровня кислорода в газовой среде камеры в результате участия этого кислорода в окислении полосы, проходящей через него. Таким образом, понятно, что камера 10 может с успехом продуваться, например, азотом. Было обнаружено, что изначальное уменьшение содержания кислорода до уровня между 5% и 10% будет ограничивать возможность образования окалины при выходе полосы из камеры 10 приблизительно 10-17 микронами даже на начальной стадии работы. Уровень кислорода может быть ограничен менее чем 5% и даже 1% и быть еще ниже, чтобы еще больше уменьшить окалину на полосе 12.

В начале литейного процесса небольшой отрезок полосы получается дефектным, поскольку на этом этапе происходит стабилизация производственных условий литья. Когда процесс непрерывного литья стабилизирован, литейные валки 22 слегка отодвигаются друг от друга, а затем снова соединяются вместе, отламывая головной конец полосы так, как это описано в австралийском патенте 646,981 и патенте US 5,287,912, чтобы образовать чистый передний конец будущей тонкой литой полосы 12. Дефектный материал падает в приемник 40 скрапа, расположенный под литьевым агрегатом 11, и в это время качающийся фартук 34, который обычно свисает вниз от своей оси поворота 39 к одной из сторон литейного агрегата, как показано на фиг.2, поворачивается в сторону выходного отверстия литейного агрегата, чтобы направить чистый конец тонкой литой полосы 12 на направляющий рольганг 13, где эта полоса подается далее на участок 14 с нажимными роликами. Затем фартук 34 возвращается назад к своему исходному висячему положению, как это показано на фиг.2, чтобы позволить полосе 12 образовать петлю 36 под литейным агрегатом, как это показано на фиг.1 и 2, до того как эта полоса попадет на направляющий рольганг 13. Направляющий рольганг 13 включает ряд опорных роликов 37, чтобы поддерживать полосу, до того как она попадет на участок 14 с нажимными роликами. Ролики 37 расположены в ряд, который проходит назад от участка 14 под полосой 12 и изгибается вниз, чтобы легче принять и направить полосу, выходящую из петли 36.

Двухвалковый литейный агрегат может относиться к такому типу, который раскрыт и описан подробно в патентах US №5,184,668 и 5,277,243 или в патенте US №5,488,988. И подробности его конструкции, которые не являются частью настоящего изобретения, можно найти в этих патентах.

Фиг.3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую вариант осуществления двухвалкового литейного агрегата, где литейные валки 22 литейного агрегата 11 по фиг.1 и фиг.2 показаны имеющими отдельные приводы для каждого литейного валка. Литейные валки 22 установлены на сборной раме 310 и присоединены к приводным валам 311 и 312. Приводной вал 311 запускается двигателем 320, а вал 312 запускается двигателем 330. Двигатели 320 и 330 приводятся в действие сигналами, поступающими от механизма 340 управления/привода двигателя. Этот механизм 340 управления/привода двигателя подает электросигналы 321 и 331 трехфазного переменного тока (то есть независимые приводные сигналы) к двигателям 320 и 330 соответственно, чтобы эти двигатели 320 и 330 в соответствии с настоящим изобретением создали крутящий момент. Поэтому двигатели 320 и 330 могут быть трехфазными двигателями переменного тока. Другие типы двигателей (например, двигатели постоянного тока) также могут при желании использоваться.

В соответствии с альтернативным вариантом воплощения настоящего изобретения может быть предложен одиночный источник питания (например, один двигатель вместо двух), который присоединяется к соответствующей передаче, которая позволяет эффективно управлять каждым литейным валком по отдельности.

Датчики 350 и 360 регистрируют угловое вращательное положение ω₁ и ω₂ каждого из соответствующих приводных валов 311 и 312 относительно какого-то заранее определенного параметра и в свою очередь также каждого из соответствующих литейных валков 22 (литейного валка #1 и литейного валка #2). Электрические сигналы 351 и 361 от датчиков 350 и 360 поступают назад к механизму 340 управления/привода двигателя и используются для облегчения поддержания параметров угловой центровки литейных валков 22, когда они вращаются в разные стороны, и для корректировки эксцентриситетов этих литейных валков 22, что будет описано ниже. В соответствии с одним осуществлением настоящего изобретения датчики 350 и 360 включают угловой датчик положения с высокой разрешающей способностью.

Датчик 370 для полосы используется для регистрации изменений толщины профиля этой отливаемой полосы 12, когда она отходит от зазора 27 между литейными валками 22, или для регистрации изменений поверхности самих литейных валков, по меньшей мере, одного из них. Датчик 370 посылает электрический сигнал 371 назад к механизму 340 управления/привода двигателя, и он является средством измерения изменяющейся во времени толщины отлитой полосы 12 (или эксцентриситетов на поверхности, по меньшей мере, одного из литейных валков относительно некоего параметра, например данных об измерении литейных поверхностей в начале литейного процесса). Электрический сигнал 371 используется наряду с электрическими сигналами 351 и 361 для корректировки эксцентриситетов литейных валков 22, как будет описано ниже. В соответствии с некоторыми вариантами воплощения настоящего изобретения датчик 370 для отливаемой полосы может включать рентгеновский датчик, ультразвуковой датчик или любой другой тип датчика, способный измерять изменения в толщине отливаемой полосы 12 и/или изменения округлости поверхности литейных валков. Однако более точными считаются измерения толщины полосы. Датчик 370 для отливаемой полосы может также располагаться дальше, ниже в технологической цепочке оборудования литейной установки 5, например у выхода с участка 14 с нажимными роликами или в других местах.

В соответствии с одним вариантом осуществления угловые данные 381 могут быть введены в механизм 340 управления/привода двигателя вручную, чтобы обеспечить установку изначально требуемого угла (от 0 до 360 градусов) между двумя данными литейными валками 22. Например, если желателен угол в 30 градусов, то такое значение может быть введено вручную, как это показано на схеме под позицией 381. В результате литейные валки 22 будут отклонены друг от друга под углом в 30 градусов во время их вращения в противоположных направлениях. Механизм 340 управления/привода двигателя будет пытаться поддерживать этот введенный угол центровки в 30 градусов, когда литейные валки 22 будут вращаться в противоположных направлениях относительно друг друга, если не поступит сигнал 371 обратной связи, свидетельствующий о том, что с целью уменьшения эффекта воздействия эксцентриситетов литейных валков 22 на отливаемую полосу 12 угол центровки во время операции отливки следует изменить.

Фиг.4 представляет собой блок-схему одного варианта воплощения цепи управления, относящейся к механизму управления 240 по фиг.3, для управления углом центровки литейных валков 22 (показанных на фиг.1, 2 и 3) при вращении этих литейных валков с требуемой угловой скоростью. В дополнение к механизму 340 управления/привода двигателя фиг.4 также показывает двигатели 320 и 330 и датчики 350 и 360 по фиг.3. Во время работы желательно вращать литейные валки 22 на выбранной (например, желаемой) угловой скорости dω/dt в противоположном друг другу направлении. Цифровой сигнал, или сигнал постоянного тока, 401 подается в качестве входного сигнала в механизм 340 управления/ привода двигателя, чтобы установить желаемую угловую скорость dω/dt литейных валков 22. Синусоидально изменяемые электрические сигналы 351 (ω₁) и 361 (ω₂) возвращаются назад от датчиков 350 и 360 в дифференциаторы 440 и 450 соответственно, которыми оснащен механизм 340 управления/привода двигателя. Электрические сигналы 351 и 361 отражают угловые вращательные положения двигателей 320 и 330 (или валов 311 и 312) относительно некоторого установленного положения, когда литейные валки 22 вращаются между углом 0-360 угловых градусов в противоположном друг другу направлении.

Дифференциатор 440 принимает электрический сигнал 351 и подает сигнал 441, отражающий фактическую угловую скорость dω₁/dt вращающегося приводного вала 311. Подобным же образом дифференциатор 450 принимает электрический сигнал 361 и подает сигнал 451, отражающий фактическую угловую скорость dω₂/dt вращающегося приводного вала 312. Эти два сигнала 441 и 451 вычитаются из показаний желаемой угловой скорости dω/dt.

Изменяющиеся электрические сигналы 351 (ω₁) и 361 (ω₂) также используются механизмом 410, который выполняет функции управления углом и заданным отклонением и относится к механизму 340 управления/привода двигателя для получения дифференциального углового сигнала ω_differencial 411, который, в общем, представляет угловую разницу (ω₁-ω₂) между двумя данными литейными валками 22 в любое данное время. Например, если введенное вручную показание 381 угла центровки установлено на 0 угловых градусов, то в идеальном варианте ω₁=ω₂ и ω₁-ω₂=0. Механизм 340 управления/привода двигателя будет пытаться поддерживать положение ω₁=ω₂, когда литейные валки 22 вращаются в противоположном друг другу направлении. Если датчик 370 отливаемой полосы зарегистрирует наличие эксцентричности литейных валков 22, опираясь на данные по толщине отливаемой полосы 12, тогда сигнал обратной связи 371 не будет равен нулю и заставит ω₁ отклоняться от ω₂ в попытке скомпенсировать эксцентричность (например, ω_differencial 411 будет отличен от нуля). Сигнал ω_differencial 411 подается в оба приводных канала механизма 340 управления/привода двигателя. Результирующие сигналы 420 и 430 вводятся в приводную электрическую цепь 425 и 435 соответственно. В соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения приводная система (электрическая цепь 425 и 435) генерирует сигналы трехфазного тока 321 и 331 соответственно, чтобы создать крутящий момент двигателей 320 и 330 соответственно.

В целом механизм 340 управления/привода двигателя будет пытаться поддерживать установленную угловую скорость dω/dt литейных валков. Однако если эти два литейных валка 22 начнут отклоняться от угловой центровки относительно друг друга, то механизм 340 управления/привода двигателя будет слегка увеличивать угловую скорость одного двигателя (например, М1 320) и немного уменьшать угловую скорость другого двигателя (например, M2 330) до тех пор, пока оба эти литейных валка 22 не вернутся к заданной угловой центровке. Угловая центровка может быть определена как ω₁=ω₂, или же ω₁ будет отклоняться от ω₂ на некий не равный нулю угол, чтобы компенсировать эффекты эксцентриситетов между литейными валками.

Сигнал 420, входящий в DRV #1 425, пропорционален dω/dt-dω₁/dt+ω_differencial, и сигнал 430, входящий в DRV #2 435, пропорционален dω/dt-dω₂/dt+ω_differencial. Например, если желательно поддерживать ω₁=ω₂ (то есть ω_differencial=0), то когда ω₁=ω₂, сигнал 420 равен сигналу 430, которые направляются в оба привода 425 и 435 соответственно. Однако если ω₁ начинает немного превышать ω₂ в процессе противоположного вращения литейных валков 22, то сигнал 420 начинает немного уменьшаться по отношению к состоянию, когда ω₁=ω₂, а сигнал 430 немного возрастать, чем тогда, когда соблюдалось положение ω₁=ω₂.

В результате угловая скорость двигателя М1 320 будет немного уменьшаться, а угловая скорость двигателя M2 330 немного возрастать до тех пор, пока показатель ω₁ снова не станет равным ω₂. Когда показатели ω₁ и ω₂ стабилизируются так, что они снова станут равны друг другу, угловая скорость каждого литейного валка снова стабилизируется на желаемой угловой скорости dω/dt.

Подобным же образом, если по мере противоположного вращения литейных валков 22 ω₂ становится немного больше, чем ω₁, то сигнал 430 становится меньше, чем тогда, когда соблюдалось положение ω₁=ω₂, и сигнал 420 становится больше, чем тогда, когда соблюдалось положение ω₁=ω₂. В результате угловая скорость двигателя М1 320 будет возрастать, а угловая скорость двигателя M2 330 уменьшаться до тех пор, пока ω₁ снова не станет равным ω₂. Когда показатели ω₁ и ω₂ снова стабилизируются так, что они снова станут равными друг другу, угловая скорость каждого литейного валка снова стабилизируется на желаемой угловой скорости dω/dt. Таким образом поддерживается соотношение угловой фазы между двумя литейными валками 22.

Введение вручную показателей центровки 381 и/или сигнала обратной связи 371 позволяют стабилизировать литейные валки 22 относительно друг друга с другим углом центровки, чтобы компенсировать эксцентриситеты этих литейных валков 22. Например, сигнал обратной связи 371 может отразить наличие таких синусоидальных отклонений в толщине отливаемой полосы 12, которые превышают допустимый уровень. В результате механизм 410, который выполняет функции управления углом и заданным отклонением, изменяет ω_differencial так, что угол центровки между двумя литейными валками 22 постепенно становится равным, например, 14 градусам, уменьшая, тем самым, уровень отклонения толщины, например, на 70%. Механизм 340 управления/привода двигателя теперь будет пытаться поддерживать данный угол центровки на 14 градусах (то есть оба литейных валка 22 будут расходиться друг от друга на 14 градусов, когда они вращаются в противоположные стороны при dω/dt).

В общем, следует отметить, что различные электрические сигналы и цепи, описанные в данном тексте, могут быть цифровыми, аналоговыми или представлять собой некую комбинацию цифрового и аналогового типов в соответствии с различными вариантами воплощения настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой схему организации способа производства 500 тонкой литой полосы в процессе непрерывного литья с использованием литейной установки 5 для литья тонкой полосы, показанной на фиг.1-4. На этапе 510 готовится двухвалковый литейный агрегат, который имеет пару литейных валков, образующих участок сужения между ними. На этапе 520 производится сборка приводной системы для двухвалкового литейного агрегата, которая способна индивидуально управлять этими литейными валками и изменять угол центровки между ними. На этапе 530 составляется система подачи металла, которая способна образовать ванну между литейными валками над участком их сужения, имеющем боковые преграды, прилегающие к концу участка сужения, чтобы ограничить данную ванну. На этапе 540 между двумя литейными валками подается расплавленный металл, чтобы образовать ванну, поддерживаемую литейными поверхностями этих валков и ограниченную боковыми перегородками. На этапе 550 литейные валки вращаются в противоположном друг другу направлении, чтобы на поверхностях этих литейных валков образовать отвердевшие корочки металла и из этих отвердевших корочек изготовить полосу в зазоре между литейными валками. На этапе 560 угол центровки между литейными валками изменяется таким образом, чтобы в результате уменьшить эксцентриситеты между этими литейными валками и отлить полосу более однородную по толщине.

Фиг.6 и фиг.7 показывают пример того, как в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения система по фиг.1-4 и способ по фиг.5 могут использоваться для корректировки отклонений толщины отливаемой полосы, возникающих вследствие эксцентриситетов литейных валков. На фиг.6, A, показаны два литейных валка 610 и 620, которые вращаются в противоположном направлении относительно друг друга (см. изогнутые стрелки). При этом каждый из литейных валков 610 и 620 помечен для наглядности риской 611 и 612, которая означает заранее уставленное нулевое (или равное 360 градусам) угловое положение литейного валка. На фиг.6, A, видно, что оба литейных валка 610 и 620 совмещены в угловом отношении (то есть совпадают по фазе) так, что две данные риски 611 612 всегда появляются под одинаковым углом вращения относительно воображаемой эталонной линии 630 (то есть ω₁=ω₂), когда оба литейных валка вращаются в противоположном направлении. То есть угол центровки равен нулю.

На фиг.7 показан фрагмент отлитой полосы 710, которая получилась в результате противоположного вращения валков по фиг.6, A. Как можно видеть, на этой полосе имеются значительные отклонения толщины профиля, проходящие по длине этой отлитой полосы 710 вследствие эксцентриситетов между литейными валками 610 и 620. В соответствии с воплощением настоящего изобретения эти изменения в толщине отлитой полосы 710 может обнаружить датчик отливаемой полосы (например, 370 по фиг.3) и послать назад сигнал (например, 371 по фиг.3) в механизм управления/привода двигателя (например, 340 по фиг.3), чтобы попытаться исправить если не все, то хотя бы некоторые из обнаруженных отклонений толщины.

Например, как показано на фиг.6, B, сигнал обратной связи используется механизмом управления/привода двигателя, чтобы отрегулировать отношение угловой фазы (то есть угол центровки) между первым литейным валком 610 и вторым литейным валком 620 таким образом, что заранее определенное нулевое угловое ротационное положение 612 литейного валка 620 опережает заранее определенное нулевое угловое ротационное положение 611 литейного валка 610 на 45 градусов. И в результате на фиг.7, B, показан отрезок отлитой полосы 720, полученной в процессе противоположного вращения литейных валков с фиг.6, B, которые имеют новый угол центровки, составляющий 45 градусов. Как можно видеть, отклонения в толщине были устранены (то есть профиль толщины отрезка отлитой полосы 720 является однородным). Такие регулировки угловой фазы могут выполняться постоянно и автоматически во время процесса литья, если эксцентриситеты между двумя литейными валками постоянно меняются вследствие влияния на них различных факторов, таких как, например, изменения температуры на поверхностях этих литейных валков.

Исходя из приведенного описания можно сказать, что согласно различным вариантам воплощения настоящего изобретения приводные системы двух литейных валков могут индивидуально управляться, чтобы уменьшать отклонения профиля толщины тонкой отливаемой полосы. Угловое соотношение между двумя этими литейными валками регулируется для поддержания и/или изменения этого углового отношения, когда эти два литейных валка вращаются в противоположные стороны относительно друг друга. Такое индивидуальное управление позволяет производить более однородную полосу, не нанося при этом повреждений ни отливаемой полосе, ни корочкам металла, из которых она образуется.

1. Способ производства тонкой литой полосы непрерывным литьем, включающий подготовку двухвалкового литейного агрегата, имеющего пару литейных валков, образующих зазор между ними, подготовку приводной системы для указанного двухвалкового литейного агрегата, которая способна осуществлять раздельное управление указанными литейными валками и поддерживать заданный угол центровки между указанными литейными валками, подготовку системы подачи металла, способной образовать ванну расплава между указанными литейными валками над указанным зазором и боковыми перегородками, прилегающими к концам этого зазора для ограничения ванны расплава, подачу расплавленного металла между двумя указанными литейными валками для образования указанной ванны расплава, поддерживаемой литейными поверхностями указанных литьевых валков и указанными боковыми перегородками, вращение в противоположном направлении указанных литейных валков для формирования на поверхностях указанных литейных валков отвержденных корочек металла и изготовления полосы из указанных отвержденных корочек в зазоре между указанными литейными валками с корректированием указанного угла центровки между указанными литейными валками для уменьшения эксцентриситетов между указанными литейными валками при изготовлении литой полосы, имеющей однородную толщину.

2. Способ по п.1, в котором предусмотрены датчики, способные регистрировать эксцентриситеты, по меньшей мере, на одной литейной поверхности указанных литейных валков и производить электрические сигналы, характеризующие величину указанных эксцентриситетов, выявленных, по меньшей мере, на одной литейной поверхности указанных литейных валков, при этом предусмотрено устройство управления, способное изменять указанный угол центровки для уменьшения отклонений формы указанной полосы, возникающих из-за указанных эксцентриситетов, имеющихся, по меньшей мере, на одной литейной поверхности указанных литейных валков.

3. Способ по п.1 или по 2, в котором указанная приводная система включает, по меньшей мере, два независимых трехфазных двигателя переменного тока.

4. Способ по п.2, в котором указанное устройство управления включает, по меньшей мере, одну цепь управления, которая использует сигналы, соответствующие, по меньшей мере, желаемой угловой скорости указанных литейных валков и угловому положению вращения указанных литейных валков для производства сигналов управления, которые используются для индивидуального привода указанных литейных валков, находящихся в отношении углового смещения относительно друг друга.

5. Двухвалковый литейный агрегат для производства тонкой литой полосы непрерывным литьем, содержащий пару горизонтально расположенных литейных валков, прилегающих друг к другу так, чтобы образовать зазор между ними, через который можно непрерывно отливать металлическую полосу, приводной механизм для указанных литейных валков, способный по отдельности регулировать частоту вращения указанных литейных валков, вращающихся в противоположном друг другу направлении, чтобы заставить указанную полосу пройти через зазор между этими литейными валками, и устройство управления, способное изменять угол центровки между указанными литейными валками для уменьшения влияния эксцентриситетов указанных литейных валков на форму профиля указанной полосы, производимой указанными литейными валками.

6. Литейный агрегат по п.5, дополнительно содержащий, по меньшей мере, один датчик, способный регистрировать эксцентриситеты, по меньшей мере, на одной литейной поверхности указанных литейных валков и производить электрические сигналы, характеризующие указанные эксцентриситеты, выявленные, по меньшей мере, на одной литейной поверхности указанных литейных валков, при этом указанное устройство управления способно изменять указанный угол центровки между указанными литейными валками для автоматического уменьшения влияния указанных эксцентриситетов указанных литейных валков на указанный профиль указанной полосы в ответ на, по меньшей мере, указанные электрические сигналы.

7. Литейный агрегат по п.5 или 6, в котором указанный приводной механизм включает, по меньшей мере, два независимых трехфазных двигателя переменного тока.

8. Литейный агрегат по п.5, в котором указанный механизм управления включает, по меньшей мере, одну цепь управления, которая использует сигналы, соответствующие, по меньшей мере, желаемой угловой скорости указанных литейных валков и угловому положению вращения указанных литейных валков, чтобы производить сигналы управления, которые используются для индивидуального вращения указанных литейных валков, находящихся в положении угловой фазы относительно друг друга.

9. Литейный агрегат по п.5, дополнительно включающий, по меньшей мере, один датчик, способный регистрировать угловые вращательные положения указанных литейных валков и производить электрические сигналы, отражающие эти угловые вращательные положения указанных литейных валков, при этом указанный механизм управления и указанный приводной механизм производят независимые приводные сигналы для каждого из указанных литейных валков в ответ на, по меньшей мере, указанные электрические сигналы.