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Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahr-
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betriebs einer Metall-Stranggußanlage Die Erfindung bezieht sich
auf das Gießereiwesen, insbesondere auf Einrichtungen zur automatischen Steuerung
des Anfahrbetriebs einer Metall-Stranggußanlage.
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Die Erfindung kann beim Gießen von Metallen und anderen Werkstoffen
angewendet werden.
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Bekannt ist eine Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs
einer Metall-Stranggußanlage(z. B.
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Urheberschein der UdSSR Nr. 209667, Kl. B 22 11/14), die ein Photorelais,
das den Strahl des der Kokille zufließenden Metalls anvisiert, ein Gamma-Relais,
das eine bestimmte, durch das flüssige Metall erreichte Höhenlage in der Kokille
fixiert, ein Teilergerät, das die Endgeschwindigkeit des Anlaufs von Zuggerüsten
bestimmt, und ein Multiplikations- und Teilergerät enthält, das die erforderliche
Beschleunigung der Zuggerüste bestimmt.
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Der Nachtcil der bekannten Einrichtung ist, daß sie das Wachstumstempo
der Ausziehkraft beim Ausziehen des gegegossenen Strangs aus der Kokille, das Anstiegstempo
der Oberflächentemperatur des gegossenen Strangs beim Austritt aus der Kokille sowie
die Abweichung des Tempos der Zunahme der Schwingungsfrequenz der Kokille von dem
vorgegebenen Wert nicht berücksichtigt1.,
Bekannt ist ferner eine
Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-StrangguL'7anlage
( z.B. Buch von Sh.M.Margolin "Elektrooborudovanie i avtomatizatsiya ustanovok nepreryvnoi
razlivli stali" /Elektrische Ausrüstung und Automatisierung von Stahl-Stranggubanlagen/,
M. Verlag "Metallurgiya", 1969, S. 70-82), die einen Höhenstandsgeber für Metall
in der Kokille enthält, an dessen Ausgang eine Signaleinrichtung angeordnet ist.
An die Ausgänge der Signaleinrichtung sind ein Elektroantrieb zum Ausziehen des
gegossenen Strangs und ein Elektroantrieb einer Vorrichtung zum Schwingen der Kokille
angeschlossen, wobei jeder der erwähnten Elektroantriebe mit einem Drehzahlsteller
und einem Tachogenerator versehen ist. Die Steuerung des Metallzuflusses zur Kokille
erfolgt mit Hilfe eines Stellmechanismus, auf welchen der Höhenstandsgeber für Metall
in der Kokille einwirkt, In der Vorrichtung zum Schwingen der Kokille sind Geber
für die Ausziehkraft beim Strangausziehen aus der Kokille angebracht, die mit einem
Normierungswandler verbunden sind.
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Der Betrieb der bekannten Einrichtung läuft in . folgender Weise
ab.
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Die Füllung der Kokille mit flüssigem Metall in der Anfabrperiode
wird vom Höhenstandsgeber für Metall überwacht, wobei das Erreichen einer bestimmten
Höhenlage in der Kokille durch das flüssige Metall nach dem Ansprechen der Signaleinrichtung
fixiert wird, die den Elektroantrieb zum Ausziehen des gegossenen Strangs und den
Elektroantrieb
der Vorrichtung zum Schwingen der Kokille einschaltet.
Die genannten Elektroantriebe beginnen anzulaufen mit einem Tempo, das durch Einstellung
ihrer Drehzaulsteller bestimmt wird, und dieses Tempo wird durch das von ihren Tachogeneratoren
kommende Rückführungsaignal stabilisiert. Hierbei wird die Kraft des Strangausziehens
aus der Kokille kontrolliert. Gleichzeitig schaltet sich ein Höhenstandsregler für
Metall in der Kokille ein, der, indem er mit Hilfe des Stellmechanismus auf den
Metallzuflub zur Kokille einwirkt, den Höhenstand des Metalls bei einem vorgegebenen
Wert stabilisiert.
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Der Nachteil der bekannten Einrichtung besteht darin, d das im voraus
vorgegebene Tempo der Zunahme der Schwingungsfrequenz der Kokille und das Tempo
der Zunahme der Ausziehgeschwindigkeit des Strangs die Geschwindigkeit der Zunahme
der Ausziehkraft beim Strangausziehen aus der Kokille sowie die Geschwindigkeit
des Temperaturanstiegs an der Strangoberfläche nicht berücksichtigen, was zum "Hängenbleiben"
der Stranghülle in der Kokille, zum unzulässigen Erhitzen der Stranghülle und zum
naohfolgenden Durchbruch des flüssigen Metalls in der Anlage führen kann. Somit
entsteht in der Anlage eine schwere ilavariesituation, die zudem mit Verlusten an
brauchbarem Metall zusammenhängt.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der vorerwähnten
Nachteile.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zur automatischen
Steuerung des Anfahrbetriebes einer
Metalls-Strangguanlage auf solche
Weise zu vervollkommnen, daß die Betriebssicherheit der Metall-Stranggußanlage erhöht
und die Ausbeute an brauchbarem Metall durch Einführung der Kontrolle der Geschwindigkeit
der Zunahme der Ausziehkraft beim Strangausziehen aus der Kokille sowie der Geschwindigkeit
des Temperaturanstiegs an der Strangoberfläche vergrößert werden.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Einrichtung
zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs einer Stahl-Stranggußanlage, mit
einen Höhenstandsgeber für Metall in der Kokille, eine Signaleinrichtung, die an
den Eingang des genannten Höhenstandsgebers für Metall angeschlossen ist, einen
zum Ausziehen des gegossenen Strangs bestimmten Elekeroantrieb,dessen Eingang mit
dem Ausgang der Signaleinrichtung verbunden ist, einen Elektroantrieb einer Vorrichtung
zum Schwingen der Kokille, der mit dem Ausgang der Signaleinriohtung verbunden ist,
wobei jeder der Elektroantriebe mit einem Drehzahlsteller und einem Tachogenerator
versehen ist, einen Höhenstandsregler für Metall in der Kokille, der auf einen den
bletallzuflub zur Kokille steuernden Stellmechanismus einwirkt, sowie Geber für
die Ausziehkraft beim Strangausziehen aus der Kokille, die in der Vorrichtung zum
Schwingen der Kokille angebracht und mit einem Normierurlgswandler verbunden sind,
erfindungsgemad an den Ausgang des Normierungswandlers ein Formierungsglied für
die Geschwindigkeit der Veränderung der Ausziehkraft beim Strangausziehen aus der
Kokille angeschlossen
ist, bei welchem der Ausgang mit einem Eingang
eines algebraischen Addierers der Strangausziehkraft verbunden ist, der andere Eingang
des algebraischen Addierers der Strangausziehkraft mit dem Ausgang eines Sollwerteinstellers
der Geschwindigkeit der Veränderung der Strangausziehkraft in Verbindung steht,
während der Ausgang des algebraischen Addierers der Strangausziehkraft mit einem
Block der einseitigen Begrenzung verbunden ist, dessen Ausgang an den Eingang mindestens
eines der erwähnten Elektroantriebe angeschlossen ist.
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ZweckmÄssigerweise wird der Block der einseitigen Begrenzung entweder
an den Elektroantrieb der Vorrichtung zum Schwingen der Kokille oder an den Elektroantrieb
zum Ausziehen des gegossenen Strangs oder aber gleichzeitig an die beiden Elektroantriebe
angeschlossen.
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Zur Regelung der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs an der Strangoberfläche
unterhalb der Kokille ist es zweckmäßig, die Einrichtung mit einer Kette zu versehen,
die aus einem Geber für die Temperatur der Strangoberfläche unterhalb der Kokille
besteht, dessen Ausgang mit einem Formierungsglied für die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs
verbunden ist, bei welchem der Ausgang an einen Eingang eines zusätzlichen algebraischen
Addierers angeschlossen ist, der andere Eingang des zusätzlichen algebraischen Addierers
mit einem Sollwerteinsteller der Grenzgeschwindigkeit des Temperaturanstiegs verbunden
iat, während der Ausgang des zusätzlichen algebraischen Addierers
an
den Eingang eines Blocks der einseitigen Begrenzung der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs
an der Strangoberfläche angeschlossen ist, dessen Ausgang mit dem erwähnten algebraischen
Addierer der Strangausziehkraft verbunden ist und die Regelung der Geschwindigkeit
des Strangtemperaturanstiegs gewährleistet.
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Eine solche schatungstechnische Lösung der Einrichtung zur automatischen
Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-Stranggußanlage gestattet es, die Anzahl
von Strangdurchbrüchen wesentlich zu verringern und dadurch Metallverluste zu vermindern.
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Im folgenden wird die Erfindunq anhand der in der Zeichnung veranschaulichten
Aus£iiFlrun(sbeispiele näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße
Einrichtung zur automatik schen Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-Stranggußanlage
beim Anschließen des Elektroantriebs zum Ausziehen des gegossenen Strangs an den
Block der einseitigen Begrenzung; Fig. 2 dasselbe wie in Fig. 1, jedoch mit dem
Anschluß an den Block der einseitigen Begrenzung entweder des Elektroantriebs der
Vorrichtung zum Schwingen der Kokille oder zugleich der beiden Elektroantriebe gemaß
der Erfindung; und Fig. 3 die Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs
einer Metall-Stranggußanlage bei der Kontrolle der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs
an der Strangoberfläche unterhalb der Kokille.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung zur automatischen Steuerung des
Äflfalirbetriebs einer Metall-Stranggußanlage enthält einen Höhenstandsgeber 1 für
Metall in einer Kokille 2 /Fig.l/. Am Ausgang des Höhenstandsgebers 1 für Metall
liegt eine Signaleinrichtung 3, deren Ausgang über einen Drehzahlsteller 4 an einen
Elektroantrieb 5 zum Ausziehen des gegossenen Strangs und über einen Drehzahlsteller
6 an einen Elektroantrieb 7 einer Vorrichtung zum Schwingen der Kokille 2 angeschlossen
ist. Am Ausgang eines jeden der erwähnten Elektroantriebe 5 und 7 sind jeweilige
Tachogeneratoren 8 und 9 angeordnet.
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Der zweite Ausgang des Höhenstandsgebers 1 für Metall ist mit einem
der Eingänge eines Höhenstandsreglers 10 für Metall in der Kokille 2 verbunden,
der über einen Stellmechanismus 11 den Metallzufluß zur Kokille 2 steuert, wobei
der zweite Eingang des Höhenstandsreglers 10 für Metall mit dem i1achogenerator
8 in Verbindung steht. Unter der Kokille 2 sind zwei Kraftgeber 12 angebracht, die
über einen Normierungswandler 13 und ein Bormierungaglied 14 für die Geschwindigkeit
der Veränderung der Strangaus ziehkraft mit einem Eingang eines algebraischen Addierers
15 der Strangausziehkraft verbunden sind, während der andere Eingang des algebraischen
Addierers 15 der StrangauQziehkraft an einen ollwerteinsteller 16 der Geschwindigkeit
der Veränderung der Strangausziehkraft angeschlossen ist. Der Ausgang des algebraischen
Addierers 15 der StranzPausziehkraRt ist über einen Block 17 der einseitigen
Begrenzung
an den zweiten Eingang des Elektroantriebs 5 zum Ausziehen des gegossenen Strangs
angeschlossen.
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Die Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs einer
Metall-Stranggußanlage arbeitet folgendermaßen.
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Nach begonnener Füllung der Kokille 2 mit Metall erstandsgeber 1
reicht der durch den Höhen- überwachte Metallstand eine E{öhenlage, bei welcher
die Signaleinrichtung 3 anspricht.
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Hierbei setzt der Anlauf der Elektroantriebe 5 und mit mit einem
Tempo ein, das durch die irehzahlsteller 4 und 6 bestimmt wird. Gleichzeitig fängt
der Höhenstandsregler 10 für Metall in der Kokille 2 an, über den Stellmechanismus
11 den Metallzufluß zur Kokille 2 im Sinne der Stabilisierung des Metallhöhenstandes
in der Kokille 2 zu verändern. Ein vom Tachogenerator 8 kommendes Signal gestattet
es, diesen Stabilisierungsprozeß zu beschleunigen.
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Im Zuge des Anfahrvorganges gelangt ein Signal von den Kraftgebeml2
der Strangausziehkraft zum Normierungswandler 13, wo dieses Signal der Nraftqeber
12 normiert wird, worauf dann das Signal am Formierungsglied 14 für die Geschwindigkeit
der Veränderung der Strangausziehkraft ankommt, wo die Geschwindigkeit der Zunahme
der Strangaus ziehkraft abgetrennt wird.Diese Geschwindigkeit wird im algebraischen
Addierer 15 mit der vorgegebenen, am Sollwerteinsteler 16 eingestellten Geschwindigkeit
vergliohren.
Das entstandene Abweichungssignal läuft durch den
Block 17 der einseitigen Begrenzung zum Elektroantrieb 5 und verhindert eine Zunahme
der Strangausziehgeschwindigkeit, wenn die Geschwindigkeit der Zunahme der Strangausziehkraft
die vorgegebene Geschwindigkeit übersteigt.
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Manchmal ist es zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Anlage in
der Anfahrperiode notwendig, das Tempo der Zunahme der Schwingungsfrequenz der Kokille
zu überwachen.
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Dazu wird der Block 17 der etnseitigen Begrenzung /Fig. 2/ an den
Elektroantrieb 7 der Vorrichtung zum Schwingen der Kokille 2 angeschlossen.
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In diesem Fall gelangt das durch den Block 17 der einseitigen Begrenzung
laufende Abweichungasignal zum Elektroantrieb 7 der Vorrichtung zum Schwingen der
Kokille 2 und verhindert dadurch das Wachstum des Tempos der Zunahme der Schwingungsfre9uenz
der Kokille 2, solange die Geschwindigkeit der Zunahme der Strangausziehkraft die
vorgegebene Geschwindigkeit übersteigt. Im übrigen ist der Betrieb der Einrichtung
gemäfj Fig. 2 dem Betrieb der in Fig. 1 dargestelten Einrichtung ähnlich.
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Es ist möglich, den Block 17 der einseitigen Begrene zung gleichzeitig
an die Elektroantriebe 5 und 7 anzaschNM; ßen (der Anschluß des Elektroantriebs
5 ist in Fig. 2 strichliert angedeutet).
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In diesem Fall gelangt das durch den Block 17 der einseitigen Begrenzung
laufende Abweichungssignal zu den Eietrosntrieben 5 und 7 und verhindert dadurch
sowohl die
Zunahme der Ausziehgeschwindigkeit beim Strangausziehen
aus der Kokille als auch das Tempo der Zunahme der Schwingungsfrequenz der Kokille
2, solange die Geschwindigkeit der Zunahme der Strangausziehkraft die vorgegebene
Geschwindigkeit übersteigt.
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Manchmal ist es zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Anlage in
der Anfahrperiode notwendig, die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs an der Strangoberfläche
unterhalb der Kokille zu überwachen.
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In diesem Fall wird die in Fig. 1 abgebildete Einrichtung zusätzlich
mit einer Kette versehen, die aus einem Geber 18 für die Temperatur der Strangoberfläche
unterhalbXer Kokille 2 IFig. 3/ besteht, dessen Ausgang mit einem Formierungsglied
19 für die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs verbunden ist. Der Ausgang des
Formierungsgliedes 19 ist an einen der Eingänge eines zusätzlichen algebraischen
Addierers 20 angeschlossen. Der andere Eingang des zusätzlichen algebraischen Addierers
20 ist mit einem Sollwerteinsteller 21 der Grenzgeschwindigkeit des Temperaturanstiegs
verbunden, während der Ausgang des zusätzlichen algebraischen Addierers 20 an den
Eingang eines Blocks 22 der einseitigen Geschwindigkeitabegrenzung angeschlossen
ist. Der Ausgang des Blocks 22 ist mit dem Eingang des algebraischen Addierers 15
der Strangausziehkraft verbunden.
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In diesem Fall arbeitet die Einrichtung folvendermaßen.
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Ein vom Geber 18 für die Temperatur der Strangoberfläche kommendes
Signal läuft durch das Formierungsglied 19 für die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs
und gelangt zum zusätzlichen algebraischen Addierer 20, wo das Signal mit dem vorgegebenen
Signal verglichen wird, das in den zusätzlichen algebraischen Addierer 20 von dem
Sollwerteinsteller 21 der Grenzgeschwindigkeit des Temperaturanstiegs kommt.
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Das Abweichungssignal gelangt vom Ausgang des zusätzlichen algebraischen
Addierers 20 zum Block 22 der einseitigen Begrenzung der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs,
und von dem Block 22 wird das Signal dem algebraischen Addierer 15 der Strangausziehkraft
zugeführt.
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Im übrigen wiederholt der Betrieb der Einrichtung gemäß Fig. 3 den
Betrieb der Einrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2.
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Im Ergebnis wird es ermöglicht, die Strangausziege schwindigkeit
nicht nur auf Grund der Geschwindigkeit der Veränderung der Ausziehkraft, sondern
auch auf Grund der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs zu begrenzen.
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Eine derartige schaltungstechnische Lösung der Einrichtung zur automatischen
Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-Stranggußanlage bietet die Möglichkeit,
die Anzahl von Strangdurchbrüchen wesentlich zu verringern und dadurch Metallverluste
zu vermindern.