Способ управления периодическим вытягиванием слитка при непрерывном литье

.Мкгд огоий ин ое уп-. разлив. 1975, ССР.5.РИО- ИЕпериод в град.р- сигнал, ций зада нию темп ности сл тствуюзначе- .ы поверху оотве ному ратур тка 6 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЕ ИЗОБРЕТЕН(71) Белорусский ордена ТрудоКрасного Знамени политехничеститут(56) 1Краснов Б.И. Оптимальнравление режимами непрерывнойки стали. М., 1 Металлургия 1 фс. 204-205.2, Авторское свидетельствоР 482240, кл В 22 Р 11/04 19(54)(57) 1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕДИЧЕСКИМ ВЫТЯГИВАНИЕМ СЛИТКА ПРИПРЕРЫВНОМ ЛИТЬЕ, включащий измерение темйературы поверхности слиткана выходе из кристаллизатора, по: величине которой задают скорость вытягивания и определяют периоды остановки, о т л к ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производителЬностии стабильности процесса литья и улучшения качества получаемых слитков путем обеспечения автоматического изменения частоты периодического вытягиванияслитка и получения оптимальныхпараметров его вытягивания из кристаллиэатора, в период вытягивания измеряют усилие вытягивания слитка иэкристаллизатора и по его значению определяют конец периода вытягиванияи начало периода остановки, а по ско"рости уменьшения температуры поверхности слитка на выходе из кристаллизатора в период остановки определяют окончание периода остановки и начало периода вытягивания, причем ско-рости вытягивания задают в соот" 1025489 А- скорость вытягиванияслитка, м/с" коэффициент усиленияразомкнутой системы,включакщей делительчастоты, переключаюцееустройство, систему управления приводом, двигатель, редуктор и тянуцие ролики, м/с Гц;коэФФициент усиленияизмерительного преобра-зователя температуры,В/град)- коэффициент усиленияоперационного усилителя, В/Гцкоэффициент усилениярегулируемого генератора частоты, Гц/В- коэффициент делениячастоты)- время вытягивания, ограничиваемое величиной усилия вытягива- Кния, с 1- заданное начальноезначение частоты генератора, Гц 1температура поверхности слитка на выходекз кристаллизатора вытягивания,Изобретение относится к литейномупроизводству, а .именно к горизонтальному непрерывному литью металлов исплавов и может быть использованодля управления вытягиванием слитка.Известен способ управления вытяги"ванием слитка при непрерывном литье,стали, который заключается в измерении усилия вытягивания слитка изкристаллиэатора с помощью силоизмерительных датчиков и изменения скорости вытягивания таким образом, чтобы,изменяя толщину корочки слитка, под"держивать режим вытягивания при определенном напряжении в оболочке слитка 1) . 15Недостатками этого способа являют"ся отсутствие контроля теплофиэических процессов, протекающих в кристаллиэаторе, н отсутствие возможностиприменения этой инФормации для управ лекия вытягиванием слитка,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяСпособ управления вытягиванием слитка при непрерывном литье, реализован. 5ный при помощи устройства для автома.тического управления установкой непрерывной разливки металла. При таком управлении изменение вРемени остановок между вытягиванием слитка,. а следовательно, и изменение скорос"ти литья происходит в функции от температуры поверхности слитка на выходе из кристаллизатора во время вытягивания информации, с которой посту"пает в регулятор времени остановок,запоминается и преобразуется во вре"менные интервалы, По окончании необходимого времени остановки этот регулятор подает сигнал на включениепривода механизма вытягивания слитка,40Известное устройство содержит регулятор времени остановки, измерительный преобразователь температуры поверхности слитка на выходе из кристаллизатора, вытягквающее устройство 45и гидропривод с системой управления 21. Недостатками известного с особа , являются воэможность наруше я стабильности технологического процесса и его срывы, так как время остановки изменяется не в зависимости от температуры поверхности слитка на вы ходе из кристаллкзатора в данный момент времени, а в зависимости от ин Формации об этой температуре, полученной в предшествукщкй остановке период вытягивания слитка, Отсутствует возможность регулирования скорости и времени вытягивания слитка. Кроме 60 , того, к недостаткам относятся отсутствие учета энергосиловых процессов взаимодействияслчтка с. кристаллиза. тором, которые являются одними кз основных факторов, влиякщкх на статьятоыбильность процесса непрерывного л и полученйе слитков высокого каче ва, и невозможность автоматическо получения оптимальных параметров тягивания слитка.Цель изобретения " повышение п изводительности и стабильности пр цесса литья и улучшение качества лучаемых слитков путем обеспечени автоматического изменения часто риодического вытягивания слитка и лучение оптимальных параметров ег вытягивания из кристаллизатора,Поставленная цель достигается что согласно способу управления риодическим вытягиванием слитка непрерывном литье, включающему и рение температуры поверхности сл на выходе из кристаллиэатора, по личине которой задают скорость в гивания и определяют период оста ки, в период вытягивания измеряю усилие вытягивания слитка из крис лизатора и по его значению опред ют конец периода вытягивания и н ло периода остановки, а по скоро уменьшения температуры поверхнос слитка на выходе иэ кристаллиэат в период остановки определяют ок чание периода остановки и начало. риода вытягивания, причем скорос вытягивания задают в соответсвии математическим выражением о пе. потем, ери метка ветя-, ов" талфщлячати иранпе.ь Ч =К 1 к де скорость вытягиванслитка, м/с 7коэФфициент усиленразомкнутой систевключающей делитечастоты, переключаустройство, системравления приводом,гатель, редуктор инущие ролики, м/скоэфФициент. усиленизмерительного презователя температуВ/градоэффициент усиленперационного усилля, В/Гцкоэффициент усиленрегулируемого гене,ра частоты, Гц/В;",коэффициент деленктотывремя вытягивания,раничиваемое величусилия вытягивания,заданное начальноезначение частоты гратора, Гцтемпература поверхти слктка на выходиз кристаллизатора Э КР двитяця К кК,К опериод вытягивания,градя - сигнал, соответствуюпь В пЗщий заданному значению температуры поверхности слитка Впэ, В.На Фиг. 1 изображен график изменения усилия вытягивания слитка, полу-ченный при одной иэ конкретных реали"заций; на фиг. 2 - функциональная .схема устройства, реализукщего предла гаемый способ управления.Энергосиловые параметры вытягиванияслитка из кристаллизатора являются одними из основных факторов, влияющих на стабильность процесса непрерывного литья и получение слитков .высокого качества.Скачок усилия в начале периода вытягивания (фиг. 1) объясняется большим коэффициентом трения покоя по .рсравнению с коэффициентом трения дви.жения. В целом характер измененияусилия вытягивания можно объяснитьследующим образом, В начале периодавытягивания при движении слитка в поверхностных слоях затвердевающей корочки возникают растягивающие напряжения под действием усилия вытягивания и силы трения. По мере движенияслитка и вследствие прилкпания корочки к стенкам кристаллиэатора и низкой ее прочности при температурах,близких к теьпературе кристаллизации,корочка разрывается. При этом усилиевытягивания падает до нуля,.В образо"вавшийся разрыв поступает порция жид- Зкого металла, которая мгновенно затвердевает на охлаждениой поверхностикристаллиэатора, образуя перемычку,соединяющую слиток с оторвавшейсячастью корочки. Усилие вытягивания 40опять резко возрастает к далее циклрастяжение - разрыв - сращивание ко-;рочки продолжается до полной остановки слитка. Этому циклу соответствуютмаксимумы и минимумы усилия вцтягква ния.Ъналкз полученных экспериментальных данных показывает, что существуют технологические режимы, затрудняющие образование разрывов коркИ и спо-щсобствующке тем самим улучшению поверхности слктка. Это достигаетсяпри сокращении длительности к шагавытягивания, К тому же, проведенные:опыты показали, что уменьшение абсо- .лютной величины времени остановкислитка также приводит к снижению. уси- .лия вытягивакия. Гаккм образом полу"чено теоретическое и эксперименталь-.ное подтверждение перспективностилитья с мальач шагом и большой часто 40той вытягивания заготовки. Кроме это.го, полученные результаты дают возможность определить требуемую из ус-ловия предотвращения разрывов корочки частоту вытягивания слитка и.ав томатизировать процесс ее измененияв функции технологических параметроэ)литья (температуры жидкого металла,расхода охладителя, скорости вытягивания и т;д.),Устройство содержит металлопрнемник 1, кристаллизатор 2, слиток 3,тянущие ролики 4, измерительный преобразователь 5 усилия вытягиванияслитка из кристаллизатора, измерительный преобразователь 6 температуры поверхности слитка на выходе иэ кристаллизатора, узел 7 сравнения, задатчик 8 температуры поверхности слитка, вычислительное устройство 9,состоящее из операционного усилителя 10 преобразователя 11. время - напряжение, делителя 12 и блока 13 извлечения квадратных корнйй, регулируемый генератор 14 частоты, задатчик15 частоты, Формирователь 16 режимаработы, состоящ(й из задатчика 17 делителя частоты, делителя 18 часто.ты и переключающего устройства 19,задатчик 20 времени остановки, задат-,чик 21 температуры поверхности слит"ка в период остановки, регулятор 22 времени остановки, регулятор 23 времени вытягивания, задатчик 24 времени вытягивания, система 25 управления электроприводом, электродвигатель 26 механизма вытягивания слитка и редуктор 27.Жидкий металл из металлоприемника 1 поступает в кристаллизатор 2 иэатвердевает, Слиток 3 периодическиизвлекается иэ кристаллизатора 2 тянущими роликами 4. Сигнал об усилиивытягивания слитка 3 из кристаллизатора 2, измеряемый измерительным пре"образователем 5, поступает в регулятор 23 времени вытягивания и в вычислительное устройство 9, в частностина вход преобразователя 11 времянапряжение. В регуляторе 23 времявытягивания ограничивают продолжительностью первого пика усилия вытя".гивания (фиг. 1), так что когда уси"лие вытягивания достигает максимального значения и при этом время вытягивания не более заданного значения Гц, поступающего с выхода задатчика 24 времени вытягивания, то с выхода регулятора 23 поступает сигнал на формирователь 16 режима работы, в частности на вход переключающего уст. ройства 19 на выключение электродвк" гателя 26. Период вытягивания оканчивается и начинается период остановки,Сигнал о температуре поверхности выходящего из кристаллиэатора 2 слит" ка 3, измеряемый измерительным преоб" разователем 6, поступает в регулятор 22 времени остановки, а также на узел 7 сравнения, где этот сигнал сравнивается с сигналом 018, соответствуюЬщи,заданному значению температурытьемельгос шеяойат роерх"ьюуеве" ор" чесоШ е, еыхрис Вр, и полученный сигнал рассогласова- ния Ю подается на вход вычислительного устройства 9, в частности на вход операционного усилителя 10, Выходы операционного усилителя 10 и преобразователя 11 соединены с делителем 12, сигнал с которого поступает на вход блока 13 извлечения квадратных корней. На выходе этого блока, который является и выходом вычислительного устройства 9, имеется сигнал управления Пкк, поступающий на вход регулируемого генератора 14 частоты, На выходе генератора 14 получается сигнал й, учитывакщий изменение температуры поверхности 6 слитка и определякщий скорость вытягивания Ч Этот сигнал подается на вход формирователя 16 режима работы, в частности на вход делителя 18 частоты, коэффициент деления которого определяется за 20 датчиком 17 делителя частоты, С выхода делителя 18 частоты сигнал поступает на вход переключающего устройства 19, а на другие вго входы поступают сигналы, определяющие продолжительность периода вытягивания и периода остановки. С выхода этого устройства, который является и выходом формирователя режима работы, снимается сигнал Е, определяющий скорость литья Ч, . З 0 При этом закон изменения скорости литья Ч 1 имеет вид"рзВремя вытягиванияТВ зависит от энергосиловых процессов взаимодействия слитка 3 с кристаллизатором 2. А время остановкиВ; учитывает тепло- физические процессы, протекание в 40 1 кристаллизаторе 2, Это происходит следующим образом. Продолжительно периода остановки определяется пу сравнения сигнала с выхода измери ного преобразователя 6, поступающ в регулятор 22 времени остановки, заданным сигналом, соответствукц температуре поверхности слитка во время остановки 8 к. Когда эт сигналы становятся равны, а время достижения этого равенства не мен заданного значения Го, то подает сигнал на вход переключающего уст ства 19 на включение двигателя и чинается очередное вытягивание сл ка 3 из кристаллизатора 2. Кроме этого, в зависимости от должительности периода остановки скорости изменения температуры по ности слитка в этот период с по регулятора 22 времени остановки о ществляется программируемое умень ние времени остановки путем подач соответствующих сигналов на вход мирователя 16 режима работы и вк ния электродвигателя 26.Использование предлагаемого сп ба управления периодическим вытяг ванием слитка при непрерывном лит 1 и устройство для его осуществлени обеспечивают по сравнению с сущвс вующими повышение производительн ти и стабильности процесса литья, улучшение качества получаемых сли ков, учет теплофизических и энерг силовых процессов в кристаллизато автоматическое изменение частоты риодического вытягивания слитка и автоматическое получение оптималь параметров вытягивания слитка из таллизатора.1025489 КоЬФ 1 У Л6 ГввСад Составитель Г.Демин Редактор С.Пекарь Техред А.Ач . , Корректор В,Гирняк, Зак филиал ППП Патентф, г.ужгород ул.Проектная 4460/8 . Тираж 813 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и о 113035 Москва, Ж, Раушс