Система автоматизации совмещенного литейно-прокатного агрегата непрерывного действия

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 884843 Сею э СоветсинэСоциапистмчесиикРеспубпии(5)М, Кл. В 22 Ь 1/16 Ркудэретюкые квинтет СССР ао аелэм вэавретеикк и открытий. Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью металлов.Известен агрегат с совмещеннымипроцессами непрерывного литья и прокатки, содержащий в основной технологической линии машину непрерывноголитья с кристаллизатором, совершающим возвратно-поступательное перемещение слитка с определенной частотой,и одну или несколько прокатных кле 10тей, работающих в режиме безударногообжатия заготовки. На таком агрегате обеспечивается синхронизация скоростей всех механизмов (в частности ме 15ханизма качания кристаллиэатора, тянуще-правильного устройства, направляющих роликов и валков прокатногостана), связанных непрерывной заготовкой со скоростью литья 11,20Однако при наличии в линии совмещенного агрегата прокатного стана,работающего в режиме обжатия, сопровождающегося ударами валков по загоФ товке, для совмещения процесса литьяи прокатки наличие обычных средствсинхронизации скоростей основных механизмов, связанных непрерывнолитойзаготовкой, недостаточно.При прокатке на планетарном станена движущуюся непрерывнолитую заготовку накладывается дополнительноевозвратно-поступательное перемещениес частотой, равной частоте удароврабочих валков о заготовку, и с двойной амплитудой, равной 0,2-0,5 мм,зависящей от соотношения скоростейподачи заготовки в стан и рабочихвалков сепараторов, от температуры заготовки и других факторов,Установлено, что, если амплитудавибрационного перемещения движущейся непрерывнолитой заготовки относительно кристаллизатора достаточно мала (не более 0,2 мм 1, процесс совмещения литья и прокатки может проходить нормально. Вибрационное перемещение заготовки с более высокой амплн 88484320 тудой вызывает достаточно высокие напряжения-растяжения в применисковой части тонкой оболочки слитка, находящейся в сцеплении со стенками кристаллизатора, и приводит к ее разрыву, 5 а затем и прорыву жидкого металла под кристаллизатором, т,е. к нарушению нормального процесса совмещения.Следовательно, для того, чтобы относительное вибрационное перемещение 10 между слитком и кристаллизатором не превышало допускаемой величины, необходимо последнему сообщать дополнительное к основному перемещение с частотой, соответствующей частоте ударов 15 рабочих валков планетарного стана по непрерывнолитой заготовке в той же Фазе, для чего может быть использован вибратор, установленный на раме кристаллизатора.Однако использование только вибратора для дополнительного перемещения кристаллизатора не может решить поставленной задачи, так как вибратор наводит постоянную заранее установленную частоту и амплитуду перемещения. Применение вибратора с постоянными параметрами перемещения приводит к тому, что заготовка подвергается двум несогласованным между собой вибрационным воздействиям, а именно воздействию от удара рабочих валков стана, нри котором частота и амплитуда перемещения заготовки могут меняться в определенных пределах, и воздействию от вибратора, частота и амплитуда которого постоянны. При этом относительное виброперемещение между кристаллизатором и слитком будет превышать допустимую величину, что приведет к нарушению нормального процесса40 совмещения.Цель изобретения - обеспечение непрерывности процесса работы совмещенного литейно-прокатного агрегата и увеличение производительности.Указанная цель достигается тем, что система автоматизации совмещенного литейно-прокатного агрегата непрерывного действия, включающая машину непрерывного литья с кристаллизато ром, установленным .на механизме возвратно-поступательного перемещения, а также тянуще-правильным устройством,и планетарный стаи с подающей клетью, расположенные последователь но вдоль технологической линии, снабжена устройством дополнительного перемещения кристаллизатора, включающим вибратор, установленный на раме качания кристаллиэатора, с блоком управления,работающим ат системы автоматического регулирования, на входы которойподаются сигналы от датчика измерениячастоты и амплитуды прокатываемой непрерывнолитой заготовки и датчикаустановки амплитуды перемещения кристаллизатора,На фиг. 1 представлен совмещенныйлитейно-прокатный агрегат, общий вид;на фиг. 2 - структурная электрическаясхема блока управления и системыавтоматического регулирования,Литейно-прокатный агрегат включаетмашину непрерывного литья, содержащуюкристаллизатор 1, в который жидкийметалл 2 поступает из промежуточнойемкости 3, механизм 4 возвратно-поступательного перемещения кристаллизагора с приводом 5, тянуще-правильноеустройство 6, которое осуществляет вытягивание непрерывнолитой заготовки 7, а также планетарный стан 8, содержащий сепараторы 9, на которых установлены рабочие валки 10, и подающую клеть 11, расположенные последовательно вдоль технологической линии.Агрегат снабжен устройством дополнительного перемещения кристаллизатора,которое включает датчик 12 измерениячастоты и амплитуды, блок 13 управления и соединенную с ним систему 14автоматического регулирования, задатчик 15 установки амплитуды перемещения кристаллизатора и вибратор 16.Литейно-прокатный агрегат работает следующим образом,В кристаллизатор 1 поступает жид- кий металл 2 из промежуточной емкости 3. Кристаллизатор совершает возвратно-поступательное перемещение с частотойот механизма 4 качания с помощью привода 5. Из кристаллизатора 1 вытягивается тянуще"правильным устройством 6 непрерывнолитая заготовка 7 с затвердевшей оболочкой и направляется в планетарный прокатный стан 8, содержащий сепараторы 9 с рабочими валками 10, с помощью валков подающей клети 11.Прокатка на планетарном стане осуществляется, когда рабочие валки 1 О начинают обжимать заготовку, С этого момента на заготовку накладывается дополнительное возвратно-поступательное перемещение с частотой, равной 125"100) 1 , и с амплитудой, котораяможет быть переменной, и как указывалось ранее, зависит от ряда факторов.Для обеспечения непрерывности рабочего процесса совмещенный литейно- прокатный агрегат снабжается устройством дополнительного перемещения кристаллизатора, которое работает следующим образом.Датчик 12 измеряет частоту и амплитуду дополнительного перемещения заготовки, возникающего от удара рабочих валков 10, и подает сигналы на один из входов системы 14 автоматического регулирования. На второй вход системы 14 поступает задание от задатчика 15 установки амплитуды перемещения кристаллизатора в относительных единицах от фактически измеряемой датчиком 12 амплитуды перемещения заготовки. Система 14 автоматического регулирования, обрабатывая данные, поступающие с датчика 12 и датчика 15 установки амплитуды, подает соответствующий сигнал на блок управления вибратором, который осуществляет дополни тельное возвратно-поступательное перемещение кристаллизатора с соответствующей частотой и амплитудой.Блок 13 управления фиг. 2) представляет собой четырехплечий мост, 30 в одной диагонали которого содержится регулируемый источник 17 постоянного тока с системой 18 управления. Выход источника 17 положительным полюсом соединен с анодами тиристоров 19 и 20, образующих два плеча моста, а отрицательным полюсом - с другими двумя плечами моста, в одно из которых входит резистор 21. Другой конец резистора 21 соединен с катодом тирис тора 20 и конденсатором, образующими вторую диагональ моста. В другое плечо моста входят последовательно гоединенные шунт 22 с амперметром 23, добавочный резистор 24, диод 25 и резистор 26 разрядной цепи, второй конец последнего соединен с катодом тиристора 19 и с конденсатором 27, параллельно с элементами 25 и 26 соединен вибратор 16.Система 14 автоматического регулирования содержит три канала управления. Первый канал включает выпрямитель 28, вход которого соединен с выходом датчика 12, а выход - с одним из входов множительно-делительного блока 29, второй вход которого соединен с выходом задатчика 5 амплитуды,выход - с входом системы 18 управления, согласующий элемент 30, входкоторого соединен с датчиком 12,своим выходом соединен со вторым итретьим каналами управления, один изкоторых содержит последовательно соединенные логический элемент 31 сфункцией НЕ, усилитель 32 и формирователь 33 импульсов, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора 20. Другой канал управлениясодержит последовательно соединенныеусилитель 34 и формирователь 35 импульсов, выход которого соединен с -управляющим электродом тиристора 19. Блок управления и.система регулирования работают следующим образом.Сигналы синусоидальной формы, поступающие с датчика 12, в согласующем элементе 30 преобразуются в сигналы прямоугольной формы, которые имеют место при положительной полуволнесинусоидального сигнала. Сигналы прямоугольной формы преобразуются в формирователях 33 и 35 в импульсы, которые поступают на управляющие электроды тиристоров 19 и 20, причем благодаря наличию элемента 31 на управляющий электрод тиристора 9 поступает импульс при положительной полуволне синусоидального сигнала с датчика 12, а на управляющий электрод тиристора 20 - при отрицательной полуволне сигнала,При поступлении с формирователя 35 импульса на управляющий электрод тиристора 19 последний открывается, при этом включается вибратор 16и через тиристор 19 и резистор 21 заряжается конденсатор 27.В следующий полупериод импульсс формирователя 33 поступает на управляюший электрод тиристора 20, приэтом последний открывается и происходит интенсивный разряд конденсатора 27, на катоде тиристора 19 оказывается положительный потенциал и онзакрывается, отключая от источника 17вибратор 16.Лмперметр 23 служит для контролявеличины тока в цепи вибратора. Приработе в режиме воздействия вибратора 16 на кристаллизатор с помощью задатчика 15 и мнохительно-делительного блока 29 при заданной амплитудесигнала с датчика 12 устанавливаетсятакое напряжение на выходе источника 17, при котором обеспечивается заданная амплитуда вибратора 16, 884843П р и м е р. Известно, что двойная амплитуда вибрационного перемещения заготовки при совмещении процессов литья и прокатки может изменяться ,в пределах 0,2-0,5 мм и для нормального непрерывного процесса совмещения не должна превышать 0,2 мм.Можно записать=155-,ир 1- Чгде 5 - величина относительного перемещеиия между заготовкой икристаллизатором;6, бакр- соответственно двойные амплитуды перемещения заготовки икристаллиэатора;15я - допустимая величина относительного перемещения между заготовкой и кристаллизатором,Для соблюдения условия, выраженного формулой (1), необходимо, чтобы 2 о двойная амплитуда перемещения кристаллизатора при частоте вибрации заготовки в той же Фазе составляла 0,6- 1,4 от двойной амплитуды перемещения заготовки, т.е. 25кр = 016 1 ф) 5 зЕсли, например, 55 = 0,2 мм, то по формуле (1) находим5 = (0,2- (0,6-1,4) 0,2) =0,08 ми 530Если с = 0,5 мм, тоб = (0,5-(0,6-1,4) 0,5) = 0,2 мм =ЯДопустим, что в процессе совмещения в какой-то момент времени двойнаяамплитуда вибрации заготовки превысила допустимую величину и составляет55 = 0,4 мм, а частота ранна 1, . Датчик 12, Фиксируя эти значения, подает их на систему 14,В задатчик установки амплитудыперемещения кристаллизатора может бытьбыть заложена величина в пределах0,6-1,4, Пусть в нашем случае заложена величина 0,8. Следовательно, система 14 обрабатывает сигнал, соответствующий величине двойной амплитуды,равной 0,4 х 0,8 = 0,32 мм и частоте 1, . Этот сигнал поступает наблок 13 управления и создает перемещение кристаллиэатора на величину5 О0,32 мм с частотой , , причем в тойже фазе. А это значит, что векторы перемещений кристаллизатора и заготовкивдоль ее оси совпадают.Согласно Формуле (1) получим555 =(0,4-0,8 х 0,4) = 0,08 мм (Ь 1Если же в эадатчик установки амплитуды заложена величина 1,0, то в этом случае Ь = (0,4-1 х 0,4) =О, т, е. вибрационное перемещение заготовки относительно кристаллизатора отсутствует,Экономический эффект, получаемыйпри внедрении предлагаемого совмещенного литейно-прокатного агрегата непрерывного действия, составит ориентировочно 420 тыс, руб,Формула изобретения1. Система автоматизации совмещенного литейно-прокатного агрегата непрерывного действия, включающая машину непрерывного литья с кристаллизатором, установленным на механизме возвратно-поступательного перемещения, а также тянуще-правильным-устройством, и планетарный стан с пода 1 ощей клетью, расположенные последовательно вдоль технологической линии процесса, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса и увеличения производительности агрегата, он дополнительно снабжен устройством дополнительного перемещения кристаллизатора, включающим вибратор с блоком управления и соединенной с ним системой автоматического регулирования, один вход которой соединен с, датчиком измерения частоты и амплитуды прокатываемой заготовки, а другой с датчиком установки амплитуды перемещения кристаллизатора.2, Система по п, 1, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что система автоматического регулирования содержит выпрямитель, множительно-делительный блок, согласующий элемент, элемент НЕ, усилитель, формирователь импульсов, второй усилитель, второй формирователь импульсов, причем вход выпрямителя соединен с датчиком изменения частоты и амплитуды, выход выпрямителя соединен с первым входом множитель- но-делительного блока, второй вход которого соединен с задатчиком установки амплитуды, а выход - со входомгблока управления, вход согласующего элемента соединен с выходом датчика изменения частоты и амплитуды, выход соединен со входом элемента НЕ и входом второго усилителя, выход элемента НЕ соединен со входом первого усилителя, выход которого соединен со входом первого формирователя импульсов, выход формирователя импуль884843 1 О сов соединен со входом блока управления, выход второго усилителя соединен со входом второго формирователяимпульсов, а выход - со входом блокауправления. Источнйки информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР9 261 Э 45, кл, В 22 0 1/16, 1972.Заказ 10377/13 Тираж 872 ПИ Государственного коми по делам изобретений и от 35 Москва . БРарпская