Система автоматизации совмещенного литейно-прокатного агрегата непрерывного действия

Система автоматизации совмещенного литейно-прокатного агрегата непрерывного действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««884843

Сею а Советсинэ

Социапистмчесиик

Респубпии (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 27.08 ° 79 (21) 2811658/22-02 с прнсоедипением заявки М (23)11риоритет

Опубликовано 30. 11.81. бюллетень 1«й 44

Дата опубликования описания 01 12.81 (5! )М. Кл.

В 22 ll Il/16 фкударетакакый квинтет

СССР ао аелэм вэавретеиик и открытий (53) УДK621. 746, . 27 (088. 8) А. И. Майоров, В. Н. Жучин, А. А. Целиков, А. М. Энгоян, С. А. Филатов, А. Н.. Лазинцев, В. М. Шусторович, А. С. Смоляков, О. К. Храпченков, А. М. Сидякин и А. Б. Цветков (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ СОВМЕЩЕННОГО

ЛИТЕЙНО-ПРОКАТНОГО АГРЕГАТА НЕПРЕРЫВНОГО

ДЕЙСТВИЯ. Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью металлов.

Известен агрегат с совмещенными процессами непрерывного литья и прокатки, содержащий в основной технологической линии машину непрерывного литья с кристаллизатором, совершающим возвратно-поступательное перемещение слитка с определенной частотой, и одну или несколько прокатных кле10 тей, работающих в режиме безударного обжатия заготовки. На таком агрегате обеспечивается синхронизация скоростей всех механизмов (в частности ме15 ханизма качания кристаллиэатора, тянуще-правильного устройства, направляющих роликов и валков прокатного стана}, связанных непрерывной заготовкой со скоростью литья fl) .

Однако при наличии в линии совмещенного агрегата прокатного стана, работающего в режиме обжатия, сопровождающегося ударами валков по загоФ. товке, для совмещения процесса литья и прокатки наличие обычных средств синхронизации скоростей основных механизмов, связанных непрерывнолитой заготовкой, недостаточно.

При прокатке на планетарном стане на движущуюся непрерывнолитую заготовку накладывается дополнительное возвратно-поступательное перемещение с частотой, равной частоте ударов рабочих ваттков о заготовку, и с двойной амплитудой, равной 0,2-0,5 мм, зависящей от соотношения скоростей подачи заготовки в стан и рабочих валков сепараторов, от температуры заготовки и других факторов.

Установлено, что, если амплитуда вибрационного перемещения движущейся непрерывнолитой заготовки относительно кристаллизатора достаточно мала (не более 0,2 мм1, процесс совмещения литья и прокатки может проходить нормально. Вибрационное перемещение заготовки с более высокой амплн884843

20 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 35 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 процесса

40 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- 50 ром, установленным .на механизме возвратно-поступательного перемещения, а также тянуще-правильным устройством,и планетарный стаи с подающей клетью, расположенные последователь- 55 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 которой подаются сигналы от датчика измерения частоты и амплитуды прокатываемой непрерывнолитой заготовки и датчика установки амплитуды перемещения кристаллизатора, На фиг. 1 представлен совмещенный литейно-прокатный агрегат, общий вид; на фиг. 2 — структурная электрическая схема блока управления и системы автоматического регулирования.

Литейно-прокатный агрегат включает машину непрерывного литья, содержащую кристаллизатор 1, в который жидкий металл 2 поступает из промежуточной емкости 3, механизм 4 возвратно-поступательного перемещения кристаллизагора с приводом 5, тянуще-правильное устройство 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 измерения частоты и амплитуды, блок 13 управления и соединенную с ним систему 14 автоматического 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 частотой от 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 10 начинают обжимать заготовку, С этого момента на заготовку накладывается дополнительное возвратно-поступательное перемещение с частотой, равной (25"100) 1, и с амплитудой, которая

884843 может быть переменной, и как указывалось ранее, зависит от ряда факторов.

Для обеспечения непрерывности рабочего процесса совмещенный литейнопрокатный 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- 25 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- 4р 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 15 амплитуды, выход - с входом системы 18 управления, согласующий элемент 30, вход которого соединен с датчиком 12, своим выходом соединен со вторым и третьим каналами управления, один из которых содержит последовательно соединенные логический элемент 31 с функцией НЕ, усилитель 32 и формирователь 33 импульсов, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора 20. Другой канал управления содержит последовательно соединенные усилитель 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 полуволне синусоидального 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 управляюп1ий электрод тиристора 19 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 16 и через тиристор 19 и резистор 21 заряжается конденсатор 27.

В следующий полупериод импульс с формирователя 33 поступает на управляюший электрод тиристора 20, при этом последний открывается и происходит интенсивный разряд конденсатора 27, на катоде тиристора 19 оказывается положительный потенциал и он закрывается, отключая от источника 17 вибратор 16.

Лмперметр 23 служит для контроля величины тока в цепи вибратора. При работе в режиме воздействия вибратора 16 на кристаллизатор с помощью задатчика 15 и мнох<ительно-делительного блока 29 при заданной амплитуде сигнала с датчика 12 устанавливается такое напряжение на выходе источника 17, при котором обеспечивается заданная амплитуда вибратора 16.

884843

Пример. 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

3=15 -s„„1<55) у где 5 — величина относительного пере- 10 мещеиия между заготовкой и кристаллизатором; соответственно двойные амплитуды перемещения заготовки и кристаллиэатора, 15 (5) — допустимая величина относительного перемещения между заготовкой и кристаллизатором.

Для соблюдения условия, выраженного формулои (1) э необходимо, чтобы 2О двойная амплитуда перемещения кристаллизатора при частоте вибрации заготовки в той же фазе составляла 0,61,4 от двойной амплитуды перемещения заготовки, т.е. 25 p = Жб ) 5З.

Если, например, S = 0,2 мм, то по формуле (1} находим

S = (0,2- (0,6-1,41 0,2) =0,08 ми<Я

Если с = 0,5 мм, то ь = (n, 5- (O, 6-1, 4) О, S) = О, 2 мм = 1Ц

Допустим, что в процессе совмещения н какой-то момент времени двойная амплитуда вибрации заготовки превысила допустимую величину и составляет

0,4 мм, а частота ранна 1, . Датчик 12, фиксируя эти значения, подает их на систему 14.

В задатчик установки амплитуды перемещения кристаллизатора может быть быть заложена величина в пределах

0,6-1,4. 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 3 . Этот сигнал поступает на блок 13 управления и создает перемещение кристаллиэатора на величину

5Î

0,32 мм с частотой,, причем в той же фазе. А это значит, что векторы перемещений кристаллизатора и заготовки вдоль ее оси совпадают.

Согласно формуле (1 } получим

5 =(0,4-0,8х0,4) = 0,08 мм ((Ь)

Если же н эадатчик установки амплитуды заложена величина 1,0, то н этом случае S = (0,4-1х0,4) =О, т, е. вибрационное перемещение заготовки относительно кристаллизатора отсутствует.

Экономический эффект, получаемый при внедрении предлагаемого совмещенного литейно-прокатного агрегата непрерывного действия, составит ориентировочно 420 тыс. руб.

Формула изобретения

1. Система автоматизации совмещенного литейно-прокатного агрегата непрерывного действия, включающая машину непрерывного литья с кристаллизатором, установленным на механизме возвратно-поступательного перемещения, à также тянуще-правильным-устройством, и планетарный стан с пода1ощей клетью, расположенные последовательно вдоль технологической линии процесса, отличающаяся 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 прокатынаемой 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 импульсон, причем вход выпрямителя соединен с датчиком изменения частоты и амплитуды, выход выпрямителя соединен с первым входом множительно-делительного блока, второй вход которого соединен с задатчиком установки амплитуды, а выход — со входом г блока управления, вход согласующего элемента соединен с выходом датчика изменения частоты и амплитуды, выход соединен со входом элемента НЕ и входом второго усилителя, выход элемента HE соединен со входом первого усилителя, выход которого соединен со входом первого формирователя импульсов, выход формирователя импуль884843

1О сов соединен со входом блока управления, выход второго усилителя соединен со входом второго формирователя импульсов, а выход — со входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 261345, кл. В 22 0 !1/16, 1972.

88484 3

P 22 Ы

Заказ 10377/13 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва . Ж-35 Ра. ская наб. д. 4/5.а P

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

Составитель Г. Демин

Редактор А. Лежнина Тех ед Э.Вереш Ко екто Г. Огар