CN110099762A - 竖向连续铸造设备及用于该设备的控制方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个实施方式的竖向连续铸造设备可以包括：铸造模具，该铸造模具构造成竖向地支承要被连续铸造的铸件；水平模具底板，该水平模具底板具有设置在其两侧上的可移动滑轮，并且该水平模具底板竖向地支承铸件；马达，该马达用于经由线材控制可移动滑轮的运动；以及控制器，该控制器用于经由通过重量进行的扭矩补偿控制以及通过线材的伸长进行的长度补偿控制来控制马达的操作。

Description

竖向连续铸造设备及用于该设备的控制方法

技术领域

本公开涉及竖向连续铸造设备以及用于该竖向连续铸造设备的控制方法。

背景技术

总体上，竖向连续铸造技术正在被开发为钢制造技术。这样的竖向连续铸造技术具有下述优点：这样的竖向连续铸造技术能够在相对大的横截面的情况下进行连续铸造并且相比于常规铸造设备能够生产几倍大的铸件。

同时，由于竖向连续铸造技术中的铸件具有相对大的尺寸和相对长的长度，因而铸件的重量可能相对重、重达数十吨。因此，铸件的重量和温度的影响可能影响铸件的制造环境，并且这样的影响可能导致铸件生产中的误差。

参照韩国专利公开No.2016-5019943、韩国专利公开No.2012-0154883、韩国专利公开No.2012-0032538等可以容易地理解这样的现有技术。

发明内容

技术问题

本公开的一方面是提供：竖向连续铸造设备，该竖向连续铸造设备能够执行通过重量进行的扭矩补偿控制以及通过线材的伸长进行的距离补偿控制、通过提供用于防止由因周期性铸造模具振动传递至铸件的力引起的铸件铸造速度的振荡的振动周期设定参考来执行准确且稳定的铸造、并且将张力施加至水平台板的下部部分；以及用于该竖向式连续铸造设备的控制方法。

技术方案

为了克服上述问题，根据本公开的一方面，竖向连续铸造设备可以包括：铸造模具，该铸造模具构造成竖向地支承要被连续铸造的铸件；水平台板，该水平台板具有设置在该水平台板的两侧上的可移动滑轮，并且该水平台板在竖向方向上支承铸件；马达，该马达经由线材控制可移动滑轮的运动；以及控制器，该控制器经由通过重量进行的对马达的扭矩补偿控制以及通过线材的伸长进行的距离补偿控制来控制铸造。

根据本公开的一方面，在通过使用设置有可移动滑轮的水平台板而沿竖向方向连续铸造铸件的竖向连续铸造设备中执行的用于竖向连续铸造设备的控制方法可以包括：将减速比应用于目标铸造速度以计算目标马达速度；将目标马达速度与实际测量的马达速度进行比较并反映由此获得的误差以输出速度控制值；以及执行通过重量进行的对速度控制值的扭矩补偿控制。

有益效果

根据本公开的一方面，可以执行通过重量进行的扭矩补偿控制以及通过线材的伸长进行的距离补偿控制以提供准确地执行铸造的效果。

根据本公开的一方面，当铸件的重量连续增大时，可以通过反映线材的长度的弹性伸长来准确地计算铸件的头部位置。

根据本公开的一方面，可以提供用于防止由因周期性模具振动传递至铸件的摩擦力引起的铸件铸造速度的振荡的铸造模具振动周期设定参考，并且可以使铸造模具以等于或长于该铸造模具振动周期设定参考的振动周期振动以防止铸造速度的振荡。

根据本公开的一方面，当水平台板倾斜了对台板进行支承的左侧线材和右侧线材的伸长(热伸长，或者由负载引起的伸长)量时，或者当台板的竖向运动被对水平台板的运动进行支承的导引柱的热变形阻碍从而产生卡滞或类似情况时，可以将张力(力)施加至与水平台板的下部部分连接的线材以强制拉出台板，并且即使当作用在连接至下部部分的线材上的负载波动时也可以稳定地控制铸件的铸造速度和位置。

附图说明

图1是图示了根据本公开的实施方式的竖向连续铸造设备的视图。

图2是图示了根据本公开的实施方式的竖向连续铸造设备的补偿控制的视图。

图3是图示了负载扭矩和马达扭矩随着铸件的重量增大的变化量的图表。

图4是图示了铸件的根据线材随着铸件的重量增大的伸长量的头部位置的图表。

图5是图示了因振动施加至铸件的摩擦力的视图。

图6是图示了下述实施方式的视图：在该实施方式中，振动周期增大以减小由铸造模具的振动引起的对铸造速度的影响。

图7是图示了用于根据本公开的实施方式的竖向连续铸造设备的控制方法的流程图。

图8是根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备的示意性框图。

图9是根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备的示意性框图。

图10是图示了根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备的原理的示意性框图。

图11是根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备的控制器的示意性框图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本公开的优选实施方式进行详细描述，以使本领域技术人员可以容易地实现本公开。

竖向连续铸造设备能够在相对大的横截面的情况下进行连续铸造并且相比于常规铸造设备能够生产几倍大的铸件。此外，由于铸件的长度等于或长于10m，因而铸件的重量可能相对重、重达数十吨。

因此，描述了一种作为本公开的实施方式的竖向连续铸造设备，该竖向连续铸造设备能够使铸件沿竖向方向移动并且能够通过使用滑轮而以相对高的竖向稳定性拉出。

首先，图1是图示了根据本公开的实施方式的竖向连续铸造设备的视图。

参照图1，竖向连续铸造设备可以包括：铸造模具10，铸造模具10形成为竖向地支承要被连续铸造的铸件1；以及水平台板20，水平台板20设置在铸造模具10的下方并支承铸件。在水平台板20的两侧上可以形成有可移动滑轮21。

可移动滑轮21可以与固定滑轮30互锁。固定滑轮30可以在下述位置固定至铸造模具10的上部部分：在该位置，固定滑轮30不与铸造模具10发生干涉。固定滑轮30可以直接定位在形成于水平台板20的两侧上的可移动滑轮21的上方。

位于水平台板20的两侧上的可移动滑轮21可以通过线材连接至上滑轮5，并且线材的端部可以经由上滑轮5连接至卷筒41并围绕卷筒41卷绕。卷筒41可以连接至减速器7，并且减速器7可以连接至马达43。马达43可以配置成根据从控制器50输出的马达43的速度控制值而产生扭矩。

线材可以分别卷绕在形成于水平台板20的两侧上的可移动滑轮21上，并且线材当中的一对线材可以围绕卷筒41卷绕。减速器42可以通过减小马达43的旋转力来使卷筒41旋转。

因此，卷筒41可以随着马达43旋转而旋转，并且因此，可以使一对线材卷绕或退卷。结果是，通过控制马达43的旋转，可以通过使围绕卷筒41卷绕的线材卷绕或退卷来控制可移动滑轮的运动。因此，将水平台板20控制成沿竖向方向移动并同时保持水平台板20的水平位置是可能的。

在铸件的生产期间，如上所述，可以执行对马达的旋转的补偿以用于进行更精确的铸造。例如，竖向连续铸造设备可以执行通过重量进行的马达扭矩补偿控制以及通过线材的伸长(expansion)进行的距离补偿控制。

可以执行扭矩补偿控制以通过竖向地支承铸件1的水平台板20的重量以及在铸造期间铸件1的连续增大的重量来对传递至马达43的扭矩进行补偿。

可以执行距离补偿控制以对位于竖向连续铸造设备的台板与上滑轮5之间的线材的由具有热的温度的铸件1引起的热伸长而导致的伸长以及线材的通过由铸件1的连续增大的重量引起的弹性伸长而导致的伸长进行补偿。

图2是图示了根据本公开的实施方式的竖向连续铸造设备的补偿控制的视图。该补偿控制可以由控制马达的操作的控制器50执行。

参照图3，控制器50可以包括速度控制器51、扭矩补偿控制器52、积分器53和距离补偿控制器54。

在竖向连续铸造设备中，首先，可以确定目标铸造速度，并且可以通过将减速比应用于目标铸造速度来计算目标马达速度。此后，可以将计算出的马达43的目标转速与实际测量的马达43的转速进行比较，并且可以反映根据比较的误差并将该误差输入至速度控制器51。

速度控制器51可以执行比例-微分-积分控制以输出能够减小误差的速度控制值。可以将该输出速度控制值添加至扭矩补偿控制器52的输出。

接下来，可以将马达43的转速除以减速比以计算铸造速度，并且可以使用积分器53将该除法的结果与整个铸造的时间进行积分。

此后，距离补偿控制器54可以基于线材长度和线材温度信息来执行弹性伸长补偿和热伸长补偿，以与积分器53的输出相加来补偿执行结果。

因此，可以稳定地控制竖向连续铸造设备的铸造速度，并且可以使用扭矩补偿控制器52和距离补偿控制器54来同时精确地预测并控制铸件的头部位置。

将对扭矩补偿控制器52和距离补偿控制器54的预测性计算方法进行更详细的描述。

在扭矩补偿控制器52中，由水平台板20自身的重量以及铸件1的随着铸造的进行而增大的重量引起的扭矩可以如以下等式1中所说明的那样计算：

[等式1]

其中，M₀是水平台板20的质量，M(t)是铸件的质量，g是重力加速度，并且D是卷筒41的直径。

M(t)可以通过以下等式2计算：

[等式2]

M(t)＝ρA∫v(t)dt

其中，v(t)是铸造速度，A是铸造模具10的面积，并且ρ是板坯密度。

图3是图示了负载扭矩和马达扭矩随着铸件的重量增大的变化量的图表，并且将参照该图对本公开进行进一步描述。

可以通过对速度补偿控制器51的输出和扭矩补偿控制器52的输出进行求和来计算马达扭矩，这可以发现趋势与负载扭矩相反的变化。

例如，当由负载引起的负载扭矩增大时，马达扭矩可以沿与负载扭矩相反的方向增大，使得可以减小铸件1的重量的增大的影响。

在下文中，将对距离补偿控制器54的预测性计算方法进行更详细的描述。

距离补偿控制器54可以将由铸件1的连续增大的重量引起的线材的弹性伸长量以及由具有热的温度的铸件1的温度引起的线材的热伸长量考虑在内。因此，可以准确地预测铸件的头部位置。

首先，线材的长度相对于铸件1的重量的增大的弹性伸长量可以由以下等式3表示：

[等式3]

弹性伸长(mm)＝(W x L)/(E x A)

其中，W是铸件的负载(load)，L是线材的总长度(mm)，E是弹性模量(kg/mm²)，并且A是线材的有效横截面面积(mm²)。

同时，根据温度的影响的线材的热伸长量可以由以下等式4表示：

[等式4]

热伸长＝∝LΔt

其中，L是线材的长度(mm)，∝是线材的热伸长系数(kg/mm²)，并且Δt是线材的温度的增加量。Δt可以是由实验值确定的值。

考虑到线材的上述伸长，铸件的头部位置可以通过以下等式5计算：

[等式5]

铸件的头部位置＝以马达的转速计算的长度+弹性伸长长度+热伸长长度

图4是图示了铸件的根据线材随着铸件的重量增大的伸长量的头部位置的图表，并且将参照该图对本公开进行进一步描述。

随着铸造从铸件的初始头部位置开始进行，铸件的头部位置可以连续变高。

在所示出的图表中，虚线表示不执行距离补偿控制的情况，并且实线表示执行距离补偿控制的情况。

如上所述，当不执行距离补偿控制时，可能发生铸件的头部位置的误差，并且本公开可以通过以这种方式执行距离补偿控制来更精确地执行铸件的拉动。

同时，在铸件被拉出时可能引起振动。在这种情况下，当这样的振动影响铸造模具10时，可能在铸件1上产生摩擦力，从而影响铸造速度。

因此，本公开的实施方式可以使由这样的振动引起的对铸造速度的影响稳定。

图5是图示了因振动施加至铸件的摩擦力的视图，并且首先图示了振动的影响。

当铸造模具10振动(Fv)时，这样的振动可能在铸造模具10与铸件1之间产生摩擦力。为了便于解释，该图示出了下述情况：在该情况下，各侧当中的单侧是敞开的。可能在四侧上引发的摩擦力(F2)由铸造模具10与铸件1之间的接触面积、即高度(H)、宽度(W)和深度(T1)确定。

将对通过减小由这样的摩擦力的影响引起的铸造速度的振荡(hunting)来使铸造速度稳定的方法进行描述。例如，可以执行等于或长于铸造模具振动周期设定参考的铸造，以用于防止由于因周期性模具振动传递至铸件的摩擦力引起的铸件振动而导致铸造速度的振荡的发生。

首先，当铸造速度相对于目标铸造速度的可允许变化率是g时，铸造模具的振动周期可以设定成大于通过以下等式6计算的值：

[等式6]

振动周期f[Hz]>F/2VMr

其中，F是铸造模具10与铸件之间的待预测的摩擦力，V是铸造速度(m/min)，M是铸件的质量，并且r是DV/V、即最大可允许铸造速度变化。

摩擦力F可以通过将铸造模具10中的钢水垂直作用在铸造模具10的表面上的力乘以摩擦系数来确定，该摩擦力F可以如以下等式7中所说明的那样计算：

[等式7]

摩擦力(F)＝μρrH·H(W+T)

其中，H是铸造模具10的长度，W是铸造模具10的宽度，并且T是铸件的厚度。

结果是，可以调节振动周期以减小由铸造模具10的振动引起的对铸造速度的影响。

图6是图示了下述实施方式的视图：在该实施方式中，振动周期增大以减小由铸造模具的振动引起的对铸造速度的影响。

如图所示，当振动周期为41cpm(每分钟周数)时，例如，当铸造模具10以41cpm振动时，铸造速度的振荡误差可能增加+/-4％或更多。当振动周期增大至120cpm时，铸造速度的振荡误差可以大幅减小。

图7是图示了用于根据本公开的实施方式的竖向连续铸造设备的控制方法的流程图。

下面将对用于竖向连续铸造设备的控制方法进行描述，该控制方法可以在上面参照图1至图6所描述的竖向连续铸造设备中执行。因此，参照上面参照图1至图6的描述可以容易地理解该控制方法。

参照图7，竖向连续铸造设备可以将减速比应用于目标铸造速度以计算目标马达速度(S510)。

此后，竖向连续铸造设备可以将目标马达速度与实际测量的马达速度进行比较并反映由此获得的误差以输出速度控制值(S520)。

竖向连续铸造设备可以执行通过重量进行的对速度控制值的扭矩补偿控制(S530)。

在S530的实施方式中，竖向连续铸造设备可以计算由水平台板的重量引起的马达扭矩；并且竖向连续铸造设备可以计算由在铸造期间铸件的连续增大的重量引起的马达扭矩。

此后，竖向连续铸造设备还可以包括通过反映由铸件的温度引起的线材的热伸长以及由铸件的连续增大的重量引起的线材的弹性伸长来执行距离补偿控制(S540)。

在实施方式中，竖向连续铸造设备可以防止由因周期性模具振动传递至铸件的摩擦力引起的铸件铸造速度的振荡。为此，可以设定铸造模具振动周期设定参考，并且可以执行等于或长于该参考的铸造。

例如，竖向连续铸造设备还可以执行设定铸造模具振动周期设定参考并且使铸造模具以等于或长于该铸造模具振动周期设定参考的振动周期振动以防止铸造速度的振荡。

铸造模具振动周期设定参考可以通过以下等式计算：

f[Hz]>F/2VMr

其中，F是铸造模具与铸件之间的待预测的摩擦力，V是铸造速度(m/min)，M是铸件的质量，并且r是DV/V、即最大可允许铸造速度变化。

同时，摩擦力F可以通过以下等式确定：

摩擦力(F)＝μρrH·H(W+T)

其中，H是铸造模具的长度，W是铸造模具的宽度，并且T是铸件的厚度。

如上所述，根据本公开，可以执行通过重量和作用在连接至台板的下部部分的线材上的张力进行的扭矩补偿控制以及通过线材的伸长进行的距离补偿控制以提供准确地执行铸造的效果。

此外，根据本公开，当铸件的重量连续增大时，可以通过反映线材长度的弹性伸长来准确地计算铸件的头部位置。

另外，根据本公开，可以提供用于防止由因周期性模具振动传递至铸件的摩擦力引起的铸件铸造速度的振荡的铸造模具振动周期设定参考，并且可以使铸造模具以等于或长于该铸造模具振动周期设定参考的振动周期振动以防止铸造速度的振荡。

图8是根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备的示意性框图。

参照图8，根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备可以包括铸造模具10、水平台板20、驱动器40、控制器50和张力发生器60。

铸造模具10可以形成为竖向地支承要被连续铸造的铸件1，并且水平台板20设置在铸造模具10的下方并支承铸件1。在水平台板20的两侧上可以形成有可移动滑轮21。

可移动滑轮21可以与固定滑轮30互锁。固定滑轮30可以在下述位置固定至铸造模具10的上部部分：在该位置，固定滑轮30不与铸造模具10发生干涉。固定滑轮30可以直接定位在形成于水平台板20的两侧上的可移动滑轮21的上方。

驱动器40可以使水平台板20沿竖向方向移动，并且控制器50可以控制驱动器40。

位于水平台板20的两侧上的可移动滑轮21可以通过线材a连接至上滑轮30，并且线材的端部可以经由上滑轮30连接至卷筒41并围绕卷筒41卷绕。

卷筒41可以连接至减速器42，并且减速器42可以连接至马达43。马达43可以配置成根据从控制器50输出的马达43的速度控制值而产生扭矩。

线材a可以分别卷绕在形成于水平台板20的两侧上的可移动滑轮21上，并且这样的一对线材可以围绕卷筒41卷绕。减速器42可以通过减小马达43的旋转力来使卷筒41旋转。

因此，卷筒41可以随着马达43旋转而旋转，并且因此，可以使一对线材a卷绕或退卷。结果是，控制器50可以控制马达43的旋转并且使围绕卷筒41卷绕的线材卷绕或退卷，以控制可移动滑轮21的运动。因此，将水平台板20控制成沿竖向方向移动并同时保持水平台板20的水平位置是可能的。

张力发生器60可以在水平台板20的下部部分中施加沿竖向方向的张力(沿竖向方向拉动的力)。

张力发生器60可以包括张力调节器61。张力调节器61可以控制线材b在下固定滑轮61d与支承辊61e之间的沿竖向方向的运动，并且张力调节器61可以包括张力辊61c、缸加载器61b和张力调节缸61a，以控制作用在线材b上的张力。

张力发生器60还可以包括卷筒62、减速器63和马达64。控制器50可以控制马达64的速度。减速器63可以通过减小马达64的旋转力来使卷筒62旋转。由于下固定滑轮61d与支承辊61e之间的线材b围绕卷筒62卷绕，因而控制器50可以通过控制马达64的旋转并通过使卷绕在卷筒62上的线材b卷绕或退卷来控制沿竖向方向施加在水平台板20的下部部分中的张力。

图9是根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备的示意性框图。

参照图9，根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备的驱动器40和张力发生器60可以共用卷筒41、减速器42和马达43。

例如，线材可以卷绕在形成于水平台板20的两侧上的可移动滑轮21上，并且该一对线材可以围绕卷筒41卷绕，并且下固定滑轮61d与支承辊61e之间的线材也可以围绕卷筒41卷绕。

控制器50可以使马达43旋转，并且减速器42可以减小马达43的旋转力以使卷筒41旋转。

卷筒41可以随着马达43旋转而旋转，并且因此，可以使所述一对线材卷绕或退卷。结果是，控制器50可以控制马达43的旋转并且使围绕卷筒41卷绕的线材卷绕或退卷，以控制可移动滑轮21的运动。因此，将水平台板20控制成沿竖向方向移动并同时保持水平台板20的水平位置是可能的，并且控制沿竖向方向施加在水平台板20的下部部分中的张力是可能的。

由于除了上面的内容之外如图9中所示的铸造模具10、水平台板20以及张力发生器60的张力调节器61的构型和功能与图8中所示的铸造模具10、水平台板20以及张力发生器60的张力调节器61的构型和功能相同或类似，因而将省去对这些构型和功能的详细说明。

图10是图示了根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备的原理的示意性框图。

参照图10，当连接至张力调节缸61a和缸加载器61b的张力辊61c沿竖向方向移动时，由下固定滑轮61d和支承辊61e引起的线材张力可能波动。在这种情况下，波动的张力可以作用在连接至水平台板20的下部部分的线材上并且也可以作用在卷筒41或卷筒62上。当张力辊61c位于实线上时，作用在线材上的张力指的是T，而当张力辊61c移动至虚线位置时，作用在线材上的张力指的是T’。在这种情况下，T’可能大于当其位于实线上时的张力。

图11是根据本公开的另一实施方式的竖向连续铸造设备的控制器的示意性框图。

参照图11，控制器50可以包括速度控制器51、扭矩补偿控制器52、积分器53和距离补偿控制器54。

在竖向连续铸造设备中，首先，可以确定目标铸造速度，并且可以通过将减速比应用于目标铸造速度来计算目标马达速度。此后，可以将计算出的马达的目标转速与实际测量的马达的转速进行比较，并且可以反映根据比较的误差并将该误差输入至速度控制器51。

速度控制器51可以执行比例-微分-积分控制以输出能够减小误差的速度控制值。可以将该输出速度控制值添加至扭矩补偿控制器52的输出。

接下来，可以将马达的转速除以减速比以计算铸造速度，并且可以使用积分器53将该除法的结果与整个铸造的时间进行积分。

此后，距离补偿控制器54可以基于线材长度和线材温度信息来执行弹性伸长补偿和热伸长补偿，以与积分器53的输出相加来补偿执行结果。

因此，可以稳定地控制竖向连续铸造设备的铸造速度，并且可以使用扭矩补偿控制器52和距离补偿控制器54来同时精确地预测并控制铸件的头部位置。

将对扭矩补偿控制器52和距离补偿控制器54的预测性计算方法进行更详细的描述。

在扭矩补偿控制器52中，扭矩补偿控制可以通过由施加至与台板的下部部分连接的线材的张力传递至马达而引起的扭矩加上由水平台板20的重量和铸件的重量引起的扭矩的和来执行。

在扭矩补偿控制器52中，扭矩补偿控制可以通过由水平台板20自身的重量和铸件1的随着铸造的进行而增大的重量引起的扭矩以及由施加至与台板的下部部分连接的线材的张力传递至马达而引起的扭矩的和来执行。

扭矩补偿可以如以下等式8中所说明的那样计算：

[等式8]

其中，M₀是水平台板20的质量，M(t)是铸件的质量，g是重力加速度，并且D是卷筒41的直径。

M(t)可以通过上面的等式2计算。

同时，M_T(t)可以是由作用在位于台板的下部部分中的线材上的张力引起的扭矩并且可以通过以下等式9计算：

[等式9]

M_T(t)＝T×R

其中，T是所施加的张力，并且R是卷筒的半径。

可以通过对速度补偿控制器51的输出和扭矩补偿控制器52的输出进行求和来计算马达扭矩，这可以发现趋势与负载扭矩相反的变化。

例如，当由负载引起的负载扭矩增大时，马达扭矩可以沿与负载扭矩相反的方向增大，使得可以减小铸件1的重量的增大的影响。

在下文中，将对距离补偿控制器54的预测性计算方法进行更详细的描述。

距离补偿控制器54可以将由铸件1的连续增大的重量引起的线材的弹性伸长量以及由具有热的温度的铸件1的温度引起的线材的热伸长量考虑在内。因此，可以准确地预测铸件的头部位置。

首先，线材的长度相对于铸件1的重量的增大的弹性伸长量以及线材的长度相对于由作用在连接至台板的下部部分的线材上的张力T引起的张力的弹性伸长量可以通过以下等式10表示：

[等式10]

弹性伸长(mm)＝((W+T/(N x 2))x L)/(E x A)

其中，W是铸件的负载，L是线材的总长度(mm)，E是弹性模量(kg/mm²)，A是线材的有效横截面面积(mm²)，T是张力，N是上滑轮与台板之间的线材的数目。

同时，由于因温度的影响引起的线材的热伸长量可以与上面的等式4中相同，并且铸件的头部位置的位置可以与上面的等式5中相同，因而将省去对这些内容的重复说明。类似地，由于铸造模具的振动周期和摩擦力可以与上面的等式6和等式7中相同，因而将省去对这些内容的重复说明。

如上所述，根据本公开，当水平台板倾斜了对台板进行支承的左侧线材和右侧线材的伸长(热伸长，或者由负载引起的伸长)量时，或者当台板的竖向运动被对水平台板的运动进行支承的导引柱的热变形阻碍从而产生卡滞(jamming)或类似情况时，可以将张力(力)施加至与水平台板的下部部分连接的线材以强制拉出台板，并且即使当作用在连接至下部部分的线材上的负载波动时也可以稳定地控制铸件的铸造速度和位置。

可以理解的是，前面的总体性描述和后面的详细描述两者都可以是示例性和说明性的并且可以不意在将本公开限于所公开的特定形式。本领域技术人员可以理解的是，在不背离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (19)

1.一种竖向连续铸造设备，包括：

铸造模具，所述铸造模具构造成竖向地支承要被连续铸造的铸件；

水平台板，所述水平台板具有设置在所述水平台板的两侧上的可移动滑轮，并且所述水平台板在竖向方向上支承所述铸件；

马达，所述马达经由线材控制所述可移动滑轮的运动；以及

控制器，所述控制器经由通过重量进行的对所述马达的扭矩补偿控制以及通过所述线材的伸长进行的距离补偿控制来控制铸造。

2.根据权利要求1所述的竖向连续铸造设备，其中，所述控制器通过反映所述水平台板的重量以及在铸造期间所述铸件的连续增大的重量来执行所述扭矩补偿控制。

3.根据权利要求2所述的竖向连续铸造设备，其中，扭矩补偿值根据以下等式来确定：

其中，M₀是所述水平台板的质量，M(t)是所述铸件的质量，g是重力加速度，并且D是卷筒，其中，M(t)与铸造速度的积分值成比例。

4.根据权利要求3所述的竖向连续铸造设备，其中，所述控制器根据以下等式确定M(t)：

M(t)＝ρA∫v(t)dt

其中，v(t)是铸造速度，A是所述铸造模具(10)的面积，并且ρ是板坯密度。

5.根据权利要求1所述的竖向连续铸造设备，其中，所述控制器通过反映由所述铸件的温度在所述线材上引起的热伸长以及由所述铸件的连续增大的重量在所述线材上引起的弹性伸长来执行所述距离补偿控制。

6.根据权利要求5所述的竖向连续铸造设备，其中，所述控制器根据以下等式确定所述弹性伸长的值：

弹性伸长(mm)＝(W x L)/(E x A)

其中，W是所述铸件的负载，L是所述线材的总长度(mm)，E是弹性模量(kg/mm²)，并且A是所述线材的有效横截面面积(mm²)。

7.根据权利要求5所述的竖向连续铸造设备，其中，所述控制器根据以下等式确定所述热伸长的值：

热伸长＝∝LΔt

其中，L是所述线材的长度(mm)，∝是所述线材的热伸长系数(kg/mm²)，并且Δt是所述线材的温度的增加量。

8.根据权利要求1所述的竖向连续铸造设备，还包括张力发生器，所述张力发生器用于通过用于对连接至所述水平台板的下部部分的线材进行驱动的马达来提供沿所述竖向方向的张力。

9.根据权利要求8所述的竖向连续铸造设备，其中，所述张力发生器包括调节所述张力的张力调节器，

其中，所述张力调节器包括：

下固定滑轮和支承辊，所述下固定滑轮和所述支承辊支承所述线材而使得将所述线材设置在所述下固定滑轮与所述支承辊之间；以及

张力辊、缸加载器和能够调节张力的缸，所述张力辊、所述缸加载器和所述能够调节张力的缸通过所述线材的竖向运动控制来控制作用在所述线材上的张力。

10.根据权利要求9所述的竖向连续铸造设备，其中，所述控制器还根据通过连接至所述水平台板的下部部分的线材传递至所述水平台板的张力来补偿所述马达的扭矩。

11.根据权利要求10所述的竖向连续铸造设备，其中，所述控制器还经由通过所述铸件的重量进行的对所述马达的所述扭矩补偿控制以及通过所述线材的伸长和所述张力发生器的线材的伸长进行的所述距离补偿控制来控制铸造。

12.根据权利要求10所述的竖向连续铸造设备，其中，所述张力发生器共用所述马达。

13.一种用于竖向连续铸造设备的控制方法，所述控制方法在通过使用设置有可移动滑轮的水平台板而沿竖向方向连续铸造铸件的所述竖向连续铸造设备中执行，所述控制方法包括通过控制器进行的：

将减速比应用于目标铸造速度以计算目标马达速度；

将所述目标马达速度与实际测量的马达速度进行比较并反映由此获得的误差以输出速度控制值；以及

执行通过重量进行的对所述速度控制值的扭矩补偿控制。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其中，执行所述扭矩补偿控制包括：

计算由所述水平台板的重量引起的马达扭矩；以及

计算由在铸造期间所述铸件的连续增大的重量引起的马达扭矩。

15.根据权利要求13所述的控制方法，还包括：通过反映由所述铸件的温度在线材上引起的热伸长以及由所述铸件的连续增大的重量在线材上引起的弹性伸长来执行距离补偿控制。

16.根据权利要求13所述的控制方法，还包括：设定铸造模具振动周期设定参考并且使模具以等于或长于所述模具振动周期设定参考的振动周期振动以防止铸造速度的振荡，

其中，所述铸造模具振动周期设定参考通过以下等式计算：

f[Hz]>F/2VMr

其中，F是所述铸造模具与所述铸件之间的待预测的摩擦力，V是铸造速度(m/min)，M是所述铸件的质量，并且r是DV/V、即最大可允许铸造速度变化。

17.根据权利要求16所述的控制方法，其中，所述摩擦力F通过以下等式确定：

摩擦力(F)＝μρrH·H(W+T)

其中，H是所述铸造模具的长度，W是所述铸造模具的宽度，并且T是所述铸件的厚度。

18.根据权利要求14所述的控制方法，其中，执行所述扭矩补偿控制还包括：计算由通过连接至所述水平台板的下部部分的线材传递至所述水平台板的张力引起的马达扭矩。

19.根据权利要求15所述的控制方法，其中，执行所述距离补偿控制还包括：通过还反映所述线材中的由沿所述竖向方向施加至与所述水平台板的下部部分连接的线材的张力引发的弹性伸长来执行所述距离补偿控制。