Устройство автоматического регу-лирования уровня металла b кристал-лизаторе машины непрерывного литьязаготовок

Устройство автоматического регу-лирования уровня металла b кристал-лизаторе машины непрерывного литьязаготовок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетсник

Социалистических

Республик

<и 804189 (6l) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 06.08.7g(2l ) 2732856/22-02 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень М 6 (51)М. Кл.

В гг D 11/16

9кударственай квинтет

СССР ае делам ааааретенкк н атарытий (53) ДК 621.. .746. 27 (088.8) Дата опубликования описания 1 8.02.81 (72) Авторы изобретения

Б. И Краснов, В. И. Сто

1 "" !

Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

УРОВНЯ МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ МАШИНЫ

НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к непрерывному литью металлов и может быть использовано в системах автоматического управления процессом непрерывной разливки металла.

Известно. устройство автоматического регулирования уровня металла в крнсталлизаторе машины непрерывного литья заготовок, содержащее датчик уровня металла в кристаллизаторе, преобразователь напряжение-ток, схему сравнения, эадатчик, астатический регулятор и исполнительный механизм перемещения стопора промежуточной емкости (l) .

i Известно также устройство автоматит$ ческого регулирования уровня металла в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок, содержащее датчик уровня металла в кристаллиэаторе, преобразователь напряжение-ток, схему сравнения, задатчик, астатический регулятор, исполнительный механизм перемещения стопора промежуточной емкости, нелинейный преобразователь типа зона нечувстви2 тельности и второй астатический регулятор, воздействующий на электропривод тянущих летей. В данном устройстве стабилизация уровня металла в стационарных режимах в криСталлиэаторе осуществляется путем перемещения стопора промежуточной емкости, доэируюmего подачу металла в кристаллиэатор в направлении восстановления заданного значения уровня. Если при этом отклонения уровня металла достигают значительных величин и выходят за границы зоны нечувствительности, установленные нелинейным преобразователем, сигнал отклонения уровня, вышедшего за границы зоны нечувствительности, проходата на второй астатический регулятор, который воздействует на электропривод текущих клетей для более форсированного возврата уровня металла к заданному значению за счет изменения скорости вытягивания слитка $2).

Укаэанные устройства обладают существенным недостатком, который влия804189

1О

15 го

25 зо

4О

45 ь.

55 ет на качество отливаемого слитка, и заключается в том, что используемые, на промежуточных емкостях машина непрер шого .литья заготовок изготовленные из огнеупорного материала донные дозирующие стаканы и стопоры. образующие стопорные пары, имеют весьл<а незначительный рабочий ход стопора, не превышающий 8-10 мм. За преде-! лами этого хода стопор выходит иэ зоны дросселирования, и жидкий металл поступает через дозирующий стакан в кристаллизатор полным потоком. Таким образом, в рабочем режиме дозирование металла происходит через узкую кольцевую щель, образованную пробкой стопора и седлом дозируюшего стакана. И этих условиях для качественного управления процессом отдельные управляющие воздействия на стопор со стороны регулятора должны иметь весьма незначительную величину, обеспечивающую перемещение стопора не более, чем на 0,3.—

0,2 мм. С учетом того, что современные регуляторы имеют некоторую минимальнух во времени длительНость управляющего воздействия (не меньшую 0,05-0;1 с)., скорость исполнительных механизмов перемещения стопора выбирается в пре-: делах 1-2 мм/с, В совокупности эти факторы (дозирование .через узхую кольцевую щель незначительные по величине и по скорости перемещения стопора) приводят к тому, что кольцевая щель в процессе разливки интенсивно перекрывается кристеллизующимся металJIoM (настылями) и неметаллическими включениями, оседающими на рабочих цоверхностях огнеупорных честей стопорной пары в . связи с их пониженной по отношению к жидхому металлу температурой (так называемый эффект "зарастания стопорной пары),При этом . сопутствующий указанному процессу "зарастания подъем стопора, компенсирующий перекрытие кольцевой щели, на дает существенного эффекта из-эа относительно небольших скоростей его подъема, которые оказываются меньшими, чем скорость "зарастания" кольцевой щели., Лиш при выходе, стопора из зоны дросселирования и подъеме его до значительной величины мостики" закристаллизовавшегося металла и неметаллических включений разрываются под действием ферростатичесхого давления, и почти полностью перекрытая струя металла из промежуточной емкости сменяется полной струей.

В результате в кристаллизатор сразу же попадеет большое холичество жидкого металла, что вызывает резкое повышение уровня, сменяющее наметившийся ранее процесс его понижеиия. Все это вызывает интенсивную работу контура управления электроприводом тянущих клетей, который начинает знакопеременно (вслед за колебаниями уровня) изменять скорость указанного электропривода.

Рассмотренный процесс носит стохастический, но устойчивый характер, на отечественныхх or íåóïoðàõ прослеживаются частоты 0,05-0,2 Гц. Резулв татом такой работы рассмотренного устройства автоматического регулирования уровня металла в кристаллиэаторе является ярко выраженная осевая рыхлость непрерывного слитка и завороты л еталла на поверхности затвердевшей его оболочки. Последнее обстоятельство приводит х необходимости огневой или механической зачистки поверхности непрерывного слитке.

Цель изобретения — повышение выхода годного металла и его качества.

Указанная пель достигается тем, что в устройство автоматического регулирования уровня металла и кристеллизаторе машины непрерывного литья заготовок, содержащее детчик уровня металла в кристаллизаторе, преобразователь напряжение-тох, схему сравнения, задатчик, астатический регулятор, исполнительный механизм перемещения стопора промежуточной емкости, нелинейный преобразователь типа "зона нечувствительности, второй естатический регулятор, воздействующий на электропривод тянущих клетей, дополнительно введены программный задатчик., низкочастотный генератор прямоугольных колебаний, на вход которого подключен первый выход программного задатчика, выход же генератора прямо;угольных колебений подключен на вход исполнительного механизма перемещения стопора,,и ключ, на первый вход которого подключен выход астатического регулятора, а на второй его. вход — второй выход программного задатчика, выход ключе подключен на второй вход исполнительного механизма перемещения стопора.

На чертеже изображена схема устройстве.

Устройство содержит датчик уровня металла в кристаллиэаторе, преобразователь 2 напряжение-тох, на вход которого подключен выход датчика 3, схему

804189 6

25 зе

3 сравнения, на первый вход которой подключен выход преобразователя 2, а на второй вход — выход задатчика 4 уровня, выход схемы 3 сравнения подключен на вход астатического регулятора 5 и ца вход блоха 6 зона нечувствительности, выход которого подключен на вход второго астатического регулятора 7, который подключен на вход электропривода 8 тянущих клетей, выход астатического регулятора. 5 подключен ца первый вход ключа 9, выход которого подключен на первый вход исполнительного механизма

10 перемещения стопора, на второй вход ключа 9 подключен выход программного задатчика 11, второй выход которого подключен на вход генератора 12 прямоугольных колебаний, выход же генератора 12 подключен на второй вход исполнительного механизма 10 перемещения стопора.

Устройство работает следующим образом.

Изменения уровня металла в кристаллизаторе фиксируются датчиком 3., сигнал с выхода которого через преобразователь

2 напряжение-ток поступает на вход схе14ы 3 сравнения и, алгебраически суммируясь с сигналами задатчика 4 уровня, проходит на астатический регулятор 5 и блок 6 "зона нечувствительности". Далее с выхода астатического регулятора 5 сигнал отклонения уровня через ключ 9 проходит на исполнительный механизм 10, который перемещает стопор промежуточной емкости в направлении восстановления заданного значения уровня металла в кристаллизаторе. Если при этом отклоне ния уровня выходят за пределы зоны нечувствительности устанавливаемой блоком 6, вступает в работу астатический регулятор, 7, который, воздействуя на электропривод 8 тянущих клетей, путем изменения скорости вытягивания слитка из кристаллизатора способствует ускоренной стабилизации уровня металла около заданного значения.

Параллельно этому процессу стабилизапВки уровня периодически по командам от программного задатчика ключ 9 отключает на время выход астатического регулятора 5 от исполнительного механизма «О перемещения стопора, при этом включается генератор 12 прямоугольных колебаний, подключенный на вход исполнительного механизма 10 перемещения стопора и используемый для скоростного возвратно-поступательного перемещения стопора.

При образовании "настылей металла, образовавшихся между пробкой стопора и седлом дозирующего стакана, по коман1 дам от генератора 12 прямоугольных колебаний исполнительный механизм 4.0 перемещения стопора начинает интенсивно, со значительной скоростью перемежать стопор промежуточной емкости около его стационарного положения, в результате чего жидкий металл смывает настыли . При этом расходные характеристики стопорной пары восстанавливаются, и подача металла в кристаллизатор в дальнейшем идет достаточно стабильной во времени струей, соответству1ощей нагрузке машины, Кроме того, за счет уменьшения осевой рыхлости внутренняя структура слитка заметно улучшается, а поверхность его содержит меньше залпвпн;

Прилагаемое техническое реиение является более прогрессивным, чем все известные и настоящее время системы стабилпзашш уровня металла в кристаллизаторе с воздействием на cI oïop ггроМожуточной емкости, так как позволяет качестве п о регулировать уровень жидкого металла в. кристаллизаторе мапшны непрерывного литья заготовок;

Кроме того, в l,5-2 раза увеличивается срок службы огнеупорных частей стопорной пары за счет своевременного удаления астылей" металла с их рабочих поверхностей.

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирования уровня металла в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок, содержащее датчик уровня металла B кристаллизаторе, преобразователь напряжение-ток. схему сравнения, задатчик, астатический регулятор, исполнительный механизм перемещения стопора, воздействующий на стопор промежуточной емкости, нелинейный преобразователь типа зона .нечувствительности, второй астатический регулятор, воздействующий на электропривод тянущих клетей, о т л и— ч а ю ш е е с я тем, что. с целью повышения выхода годного. металла и его

1 качества, в него дополнительно введены программный задатчик> низкочастотный генератор прямоугольных колебаний, иа вход которого подключен первый выход программного задатчика, выход же генератора прямоугольных колебаний подключен на вход исполнйтельного механизма иеремеа ения стопора,,и ключ, на первый вход которого подключен выход астатического регулятора, а на второй его

1 вход — выход программного задатчика выход ключа подключен на второй вход исполнительного механизма перемещения стопора.

804189

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Краснов E. И. Оптимальное управление режимами непрерывной разливки стали. М., Металлургия, 1975, с. 107-1.08.

2. ЫаМ Ригпасе иод Steel Раап, l965, N. 9, р. 837-840.

Составитель А. Абросимов

Редактор А. Гук Техред С.Мигунова Корректор Н Григорук

Заказ 1.07681 16 Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и"открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4