Устройство автоматического управления охлаждением слитка на установке непрерывной разливки металла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕзтЬСТВУ (и) 599916

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.76 (21) 2329785/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 11.04.78 (51) М. Кл. - В 22D 11/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК 669.18-147. .621.746 (088.8) (72) Автор изобретения

Б. И. Краснов (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ОХЛАЖДЕНИЕМ СЛИТКА HA УСТАНОВКЕ НЕПРЕРЫВНОЙ

РАЗЛ И В К И МЕТАЛЛА

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в системах регулирования охлаждения слитка на установках непрерывной разливки металла.

Известно устройство автоматического управления охлаждением слитка на установках непрерывной разливки стали (УНРС), состоящее из регуляторов расхода охлаждающей воды к отдельным секциям зоны вторичного охлаждения, задатчиков расхода и измерителя скорости разливки, воздействующего на указанные задатчики при уменьшении скорости разливки (1).

Также известно устройство автоматического управления охлаждением слитка на установках непрерывной разливки стали, состоящее из регуляторов расхода охлаждающей воды к отдельным секциям зоны вторичного охлаждения, задатчи кон расхода и измерителя скорости разливки, воздействуюгцего на указанные задатчики при отклоне|и и скорости разливки в ту или иную сторону (2).

Известное устройство работает следующим образом, В стационарном режиме разливки сигналы от задатчиков расхода поступают на регуляторы расхода охлаждающей воды, которые стабилизируют эти расходы в соответствии с заданиями, которые в свою очередь определяются текущей скоростью разливки. При переходе к новой скорости разливки изменившийся сигнал от измерителя скорости проходит на задатчики расхода и изменяет задание в соответствии с новой установившейся скоростью разливки.

Недостаток известных устройств автоматического управления заключается в том, что при скачкообразных изменениях скорости разливки во всех секциях вторичного охлажде10 ния также скачкообразно сразу же устанавливаются расходы охлаждающей воды, соогветствующие новой скорости разливки, в связи с чем весь слиток, находящийся в данный момент в пределах зоны вторичного охлажде15 ния и отлитый при ранее установленной скорости разливки, оказывается в условиях или избыточной подачи охлаждающей воды (при увеличении скорости разливки) илп недостаточного охлаждения (при уменьшении скоро20 сти разливки).

В этих условиях в слитке возникают недопустимые температурные напряжения, которые приводят к нарушениям его внутренней структуры.

25 Такой режим сохраняется до тех пор, пока вся установка не будет заполнена металлом, поступление которого в кристаллизатор установки началось с момента установления новой скорости разливки.

30 Учитывая, что современные мощные

599916

Зо

40

3

УНРС имеют протяженность зоны вторичного охлаждения несколько десятков метров, а скорости вытягивания не превышают 1—

2 м/мин, недопустимый режим охлаждения распространяется на значительные количества металла, например для крупнослябовых установок 10 — 20 т, и сохраняется достаточно длительное время.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство (3) автоматического управления расходом воды на зоны вторичного охлаждения УНРС, содержащее для каждой зоны контур управления, состоящий из измерителя температуры поверхности слитка на выходе из секции, соединенный через задатчик (сумматор) и регулятор расхода воды с регулирующим органом. Кроме того, на вход сумматора подсоединены выходы измерителя расхода воды, корректора, ограничителя или дискриминатора (в зависимости от номера секции) схемы

ИЛИ, входы которой соединены через пороговые элементы с измерителями температуры поверхности слитка на входе и выходе из секции. Вход ограничителя (дискриминатора) соединен через блок функционального преобразования с измерителем скорости вытягиван и я сл итк а.

Недостатком известного устройства является скачкообразное изменение расхода воды на секцию охлаждения при скачкообразном изменении температуры поверхности слитка.

Целью изобретения является повышение однородности внутренней структуры непрерывного слитка и улучшение его качества.

Это достигается тем, что в известное устройство дополнительно вводится квадратор, блоки деления, блок сложения, интегратор, ключ, схема И, входы которой соединены с измерителем скорости вытягивания слитка и с выходом блока сравнения, а выход — с входами квадратора и первого блока деления, выходы которых соответственно соединены с входами блока сложения и второго блока деления, причем второй вход блока сложения соединен с измерителем расхода воды, а выход — с входом второго блока деления, выход второго блока деления через интегратор и ключ соединен с задатчиком расхода воды на секцию.

На фиг. 1 приведена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — схема арифметического блока и блока сравнения; на фиг.

3 — развернутая блок-схема логической схемы И блока сравнений.

Устройство содержит регулятор 1 воды на секцию, задатчик 2 расхода, ключ 3, измеритель 4 температуры, арифметический блок

5, блок 6 сравнений, измеритель 7 скорости, измеритель 8 расхода воды, задатчик 9 температуры, блок 10 сравнения, схема И 11, схема ИЛИ 12, квадратор 13, блок 14 деления, блок 15 сложения, блок 16 деления, интегратор 17, триггер 18 Шмидта, схема НЕ 19, 4 триггер 20, схема HE 21, схема ИЛИ 22, дифференциатор 23, схема И 24, ключ 25.

Устройство работает следующим образом.

При какой-то начальной стационарной скорости разливки V< регуляторы 1 расхода охлаждающей воды в соответствии с заданиями поддерживают в каждой i-ой секции зоны вторичного охлаждения определенные расходы воды 6, (i =1, 2, 3, 4).

При переходе к другой скорости разливки

VI, фиксируемой измерителем 7 скорости, а также оптическими пирометрами через блок 6 сравнений, арифметический блок 5 последовательно рассчитывает для каждой i-ой секции время t;, по истечении которого i-ая секция оказывается заполненной металлом, поступление которого в кристаллизатор началось в момент перехода к новой скорости разливки

Z!, где Z; — координата нижнего торЭ ца секции, отсчитываемого от уровня металла в кристаллизаторе. При этом расчет идет последовательно и начинается с той секции, на выходе которой изменение температуры поверхности произошло раньше, чем в других, что и определяет открытие соответствующего канала в блоке 6 сравнений и ключа 3 в схеме управления соответствующей секцией.

В результате расчета получаем для каждой -ой секции функциональную зависимость, например линейную, для изменения расходов воды путем перестройки задатчика 2 и включения в работу регулятора 1.

Для линейного закона эта зависимость имеет впд

ai() =6+; 0((у„

t. где G — значение расхода охлаждающей водля i-ой секции, соответствующее вновь установленной скорости вытягивания.

Работа блока 6 сравнений происходит следующим образом.

При появлении сигнала отклонения температуры на выходе какой-либо секции от заданной открывается соответствующая схема

И 11 в блоке 6 и сигнал изменившейся скорости от измерителя 7 проходит через схему ИЛИ

12 в блоке 6 на соответствующий канал арифметического блока 5.

Здесь сигнал изменившейся скорости VI поступает одновременно на вход квадратора

13 и блока 14 деления. При этом на выходе квадратора 13 формируется сигнал расхода воды

Gs = КУь соответствующий новой скорости разливки, где — номер канала обработки информации, соответствующий -ой секции зоны вторичного охлаждения; К вЂ” коэффициент пропорциональности.

599916

Одновременно блок 14 деления формирует сигнал

t)—

Ъ который определяет время перехода к новому установившемуся значению расхода

6, в i-ой секции с координатой Z;. Сигнал 6 с выхода квадратора 13 поступает на вход iro блока 15 сложения, на другой вход которого поступает сигнал расхода воды GD в -ой секции, соответствующий ранее имевшейся скорости разливки Vo. На выходе блока 5 о формируется разность (6 — Gi), которая поступает на вход -ro блока 16 деления. На другой вход блока 16 деления поступает сигZ(Hàë / — с выхода блока 14 деления.

У

Блок деления формирует частное

G — 6

1 О

t; которое определяет темп изменения расхода воды в i-ой секции, от Gt и 6;.

О, — 6, Величина поступает на вход

t( интегратора 17, с выхода которого изменяющийся во времени сигнал через ключ 3 проходит на задатчик 2.

Работа канала уравнения секции продолжается до тех пор, пока температура поверхности слитка не вернется к заданному значению, после чего ключ 3 закроется. Закроется также и соответствующая схема И в блоке б.

Работа других каналов идентична и может происходить параллельно, так как включение их определяется моментом открытия соответствующих схем И в блоке б и ключей 3.

Формула изобретения

Устройство автоматического управления охлаждением слитка на установке непрерывной разливки металла, содержащее датчики расхода и регулирующие органы, установленные в трубопроводах воды на секции охлаждения, регуляторы с задатчиками расхода воды, измерители поверхности слитка, установленные на выходе из зон охлаждения, задатчики температуры слитка в зонах охлаждения, соединенные с входами блоков сравнения, другие входы которых соединены с измерителями температуры, измеритель скорости вытягивания слитка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения однородности внутренней структуры слитка и улучшения его качества, оно дополнительно содержит для каждой секции охлаждения квадратор, блоки деления, блок сложения, интегратор, ключ, схему И, входы которой соединены с измерителем скорости вытягивания слитка и с выходом блока сравнения заданной и измеренной температуры слитка, а выход — с входа 5 мп квадратора и первого блока деления, выходы которых соответственно соединены с Входами блока сложения и второго блока деления, причем второй вход блока сложения соединен с измерителем расхода воды на секЗО цию, а выход — с входом второго блока деления, выход второго блока деления через интегратор и ключ соединен с задатчиком расхода волы на секцию.

Источники информации

З5 принятые во вшгмание прп экспептизе

1. Патент Beëèêoáðïòàíèï Хо 737064, кл.

83 (I), 1955.

2. Патент Лвстрпи М 188452, кл. 31В 8/02, 1960.

4О 3. Заявка Ма 2142836/02, кл. В 22D 11/16, 1975, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

599916

Pgo.1

Составитель А. Абросимов

Техред Н, Рыбкина

Корректоры: Е. Хмелева и О. Тюрина

Редактор С. Макогон

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 924/2 Изд. Ко 337 Тираж 964

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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