RU21882U1

RU21882U1 - AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR SECONDARY COOLING ZONE OF CONTINUOUS CASTING MACHINE

Info

Publication number: RU21882U1
Application number: RU2001119552/20U
Authority: RU
Inventors: нов С.И. Лукь; С.И. Лукьянов; Н.В. Фомин; Д.В. Швидченко; Е.С. Суспицын
Original assignee: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2002-02-27

Description

полезная модель utility model

2QO11195522QO1119552

Ш111д|Ш1щпм1111Ш111д | Ш1щпм1111

2 О о t 1 19 553 МПК В22011/162 About t 1 19 553 MPK V22011 / 16

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ЗОНЫ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МАШИНЫAUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE SECONDARY COOLING ZONE OF THE MACHINE

НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯCONTINUOUS CASTING

Полезная модель относится к металлургии, в частности к машинам непрерывного литья и может быть использована при создании систем автоматического управления процессом литья слитков.The utility model relates to metallurgy, in particular to continuous casting machines and can be used to create systems for automatic control of the ingot casting process.

Известно устройство автоматического управления электроприводом зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья (МНЛ) с многороликовым тянуще правильным устройством и двигателями вращения тянущих роликов, содержащее датчики тока, выполненные с возможностью измерения суммарного тока двигателей радиального и криволинейного участков зоны МНЛ, выходы которых соединены с вычислительным блоком и системы регулирования двигателей тянущих роликов радиального, криволинейного и горизонтального участков МНЛ, вход одной из которых соединен с выходом вычислительного блока (см., например, патент РФ № 2133651, B22D11/16).A device is known for automatic control of an electric drive of a secondary cooling zone of a continuous casting machine (MNL) with a multi-roller pulling device and rotational motors of pulling rollers, comprising current sensors configured to measure the total current of the motors of the radial and curved sections of the MNL, the outputs of which are connected to the computing unit and engine control systems of the pulling rollers of the radial, curvilinear and horizontal sections of the MNL, the input of one of which is connected ene yield calculation unit (see., e.g., RF Patent № 2133651, B22D11 / 16).

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет контролировать распределение моментов между двигателями тянущих роликов внутри участков зоны вторичного охлаждения и возникновение прогиба одного или нескольких тянущих роликов, что приводит к созданию подпоpa или натяжения металла в теле слитка между тянущими роликами, в результате чего, в теле слитка образуются трещины. Кроме того, данное устройство не позволяет регулировать момент каждого электродвигателя тянущего ролика для обеспечения заданного распределения усилий в слитке вдоль зоны вторичного охлаждения.The disadvantage of this device is that it does not allow you to control the distribution of moments between the engines of the pulling rollers within the areas of the secondary cooling zone and the occurrence of deflection of one or more pulling rollers, which leads to the creation of support or tension of the metal in the body of the ingot between the pulling rollers, as a result, cracks form in the body of the ingot. In addition, this device does not allow you to adjust the moment of each electric motor of the pulling roller to ensure a given distribution of forces in the ingot along the secondary cooling zone.

Наиболее близким аналогом является устройство автоматического управления электроприводом зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья (МЫЛ) с многороликовым тянуще правильным устройством и электродвигателями вращения тянущих роликов, содержащее вычислительный блок, систему регулирования электродвигателей вращения тянущих роликов, и по числу упомянутых электродвигателей силовые резисторы и регуляторы момента, причем управляющий вход каждого регулятора момента соединен с соответствующим ему выходом вычислительного блока, функциональный выход каждого регулятора момента соединен с одним из выводов соответствующего ему силового резистора, другой вывод которого соединен с первым выводом соответствующего ему электродвигателя вращения тянущего ролика, а второй вывод упомянутого электродвигателя соединен со вторым выходом системы регулирования электродвигателей вращения тянущих роликов (см. св-во РФ № 15676, B22D11/16).The closest analogue is a device for automatically controlling an electric drive of a secondary cooling zone of a continuous casting machine (SOAP) with a multi-roller pulling device and pulling roller rotation motors, containing a computing unit, a system for regulating the rotation roller rotation motors, and, according to the number of mentioned motors, power resistors and torque controllers, moreover, the control input of each moment controller is connected to the corresponding output of the computing unit , the functional output of each moment regulator is connected to one of the terminals of the corresponding power resistor, the other terminal of which is connected to the first terminal of the pulling roller rotation motor corresponding to it, and the second terminal of said electric motor is connected to the second output of the control system of the rotation roller rotation electric motors (see in the Russian Federation No. 15676, B22D11 / 16).

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет контролировать появление прогиба одного или нескольких тянущих роликов, что приводит к образованию в слитке дополнительных динамических продольных усилий, вызванных изменением момента электродвигателя из-заThe disadvantage of this device is that it does not allow to control the occurrence of deflection of one or more pulling rollers, which leads to the formation of additional dynamic longitudinal forces in the ingot caused by a change in the motor moment due to

изменения радиуса тянущего ролика при его прогибе, в результате чего в теле слитка образуются трещины.changes in the radius of the pulling roller during its deflection, as a result of which cracks form in the body of the ingot.

Технический результат при использовании полезной модели заключается в обеспечении своевременного обнаружения прогиба тянущего ролика с одновременным формированием компенсирующего изменения момента электродвигателя вращения данного ролика, что обеспечивает поддержание постоянства усилия в слитке вдоль всей зоны вторичного охлаждения в соответствии с заданным значением.The technical result when using the utility model is to ensure timely detection of deflection of the pulling roller with the simultaneous formation of a compensating change in the torque of the electric motor of rotation of this roller, which ensures that the force in the ingot remains constant along the entire secondary cooling zone in accordance with the specified value.

Технический результат достигается тем, что в устройство автоматического управления электроприводом зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья с многороликовым механизмом вытягивания слитка и электродвигателями вращения тянущих роликов, содержащее вычислительный блок, систему регулирования электродвигателей вращения тянущих роликов и по числу упомянутых электродвигателей силовые резисторы и регуляторы момента, причем управляющий вход каждого регулятора момента соединен с соответствующим ему выходом вычислительного блока, функциональный выход упомянутого регулятора момента соединен с одним из выводов соответствующего ему силового резистора, другой вывод которого соединен с первым выводом соответствующего ему электродвигателя вращения тянущего ролика, а второй вывод упомянутого электродвигателя соединен со вторым выходом системы регулирования электродвигателей вращения тянущих роликов, согласно изменению, дополнительно введены датчик скорости слитка и по числу электродвигателей вращения тянущих роликов регуляторы усилия в слитке, генераторы гармонического сигнала. дифференцирующие звенья, датчики тока, первый и второй сумматоры, приThe technical result is achieved by the fact that in the device for automatically controlling the electric zone of the secondary cooling of the continuous casting machine with a multi-roller mechanism for pulling the ingot and the rotation motors of the pulling rollers, comprising a computing unit, a system for regulating the rotation of the pulling rollers and the number of mentioned motors power resistors and torque controllers, and the control input of each moment regulator is connected to the corresponding output of computing OK, the functional output of the mentioned torque regulator is connected to one of the terminals of the corresponding power resistor, the other terminal of which is connected to the first terminal of the pulling roller rotation motor corresponding to it, and the second terminal of the mentioned electric motor is connected to the second output of the control system of the rotation roller rotation electric motors, according to the change, In addition, an ingot speed sensor was introduced and, in terms of the number of electric motors for rotation of the pulling rollers, ingot force regulators, generators armonicheskogo signal. differentiating links, current sensors, first and second adders, with

этом первый вывод каждого датчика тока соединен с первым выходом системы регулирования электродвигателей вращения тянущих роликов, его второй вывод соединен с функциональным входом соответствующего ему регулятора момента, а информационный выход - соединен с соответствующим ему входом вычислительного блока и первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с соответствующим ему выходом вычислительного блока, а выход первого сумматора соединен с первым входом генератора гармонического сигнала, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости слитка, а его третий вход - соединен с выходом дифференцирующего звена, вход которого соединен с выходом датчика скорости слитка, выход генератора гармонического сигнала соединен с первым входом регулятора усилия в слитке, второй вход которого соединен с соответствующим ему выходом вычислительного блока, а выход регулятора усилия в слитке соединен с первым входом второго сумматора, его второй вход соединен с соответствующим ему выходом вычислительного блока, а выход - соединен с управляющим входом соответствующего ему регулятора момента.this the first output of each current sensor is connected to the first output of the control system of the electric motors of rotation of the pulling rollers, its second output is connected to the functional input of the corresponding torque regulator, and the information output is connected to the corresponding input of the computing unit and the first input of the first adder, the second input of which is connected with the corresponding output of the computing unit, and the output of the first adder is connected to the first input of the harmonic signal generator, the second input of which is connected nen with the output of the ingot speed sensor, and its third input is connected to the output of the differentiating element, the input of which is connected to the output of the ingot speed sensor, the output of the harmonic signal generator is connected to the first input of the ingot force regulator, the second input of which is connected to the corresponding output of the computing unit and the output of the force controller of the ingot is connected to the first input of the second adder, its second input is connected to the corresponding output of the computing unit, and the output is connected to the control input, respectively Leica Geosystems him control of the moment.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема устройства автоматического управления электроприводом зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a structural diagram of a device for automatically controlling the electric drive of the secondary cooling zone of a continuous casting machine.

Устройство автоматического управления электроприводом зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья содержит электродвигатели 1(фиг.1) вращения тянущих роликов 2 зоны вторичного охлажденияA device for automatically controlling an electric drive of a secondary cooling zone of a continuous casting machine comprises electric motors 1 (FIG. 1) of rotation of the pulling rollers 2 of the secondary cooling zone

4 МНЛ, предназначенных для вытягивания слитка 3, систему регулирования 44 MNLs designed for drawing an ingot 3, regulation system 4

упомянутых электродвигателей 1 и вычислительный блок 5, имеющий четыре входа: вход задания на скорость вытягивания (Узе) слитка 3 и три информационных входа: о тянущей щирине (В), температуре металла в кристаллизаторе (t°) и марке стали (МС) отливаемого слитка 3. По числу электродвигателей 1 вращения тянущих роликов 2 устройство содержит регуляторы момента 6 и силовые резисторы 7. При этом функциональный выход каждого регулятора момента 6 соединен с первым выводом соответствующего ему силового резистора 7, второй вывод которого соединен с первым выводом соответствующего электродвигателя 1 вращения тянущих роликов 2. Второй вывод упомянутого электродвигателя 1 вращения тянущего ролика 2 соединен со вторым выходом системы регулирования 4 электродвигателей 1, а управляющий вход каждого регулятора момента 6 соединен с соответствующим ему выходом вычислительного блока 5. Дополнительно в устройство введены датчик скорости 8 слитка 3 и по числу электродвигателей 1 вращения тянущих роликов 2 регуляторы усилия 9 в слитке 3, генераторы гармонического сигнала 10, дифференцирующие звенья 11, датчики тока 12, первый 13 и второй 14 сумматоры. При этом первый вывод каждого датчика тока 12 соединен с первым выходом системы регулирования 4 электродвигателей 1 вращения тянущих роликов 2, его второй вывод соединен с функциональным входом соответствующего ему регулятора момента 6, а информационный выход - соединен с соответствующим ему входом вычислительного блока 5 и первым входом первого сумматора 13, второй вход которого соединен с соответствующим ему выходом вычислительного блокаthe aforementioned electric motors 1 and computing unit 5, which has four inputs: the input of the task for the drawing speed (Uze) of the ingot 3 and three information inputs: about the drawing width (B), the temperature of the metal in the mold (t °) and the grade of steel (MS) of the cast ingot 3. By the number of electric motors 1 of rotation of the pulling rollers 2, the device contains torque controllers 6 and power resistors 7. Moreover, the functional output of each torque control 6 is connected to the first output of the corresponding power resistor 7, the second output of which is connected to the first the output of the corresponding electric motor 1 of rotation of the pulling rollers 2. The second output of the mentioned electric motor 1 of rotation of the pulling roller 2 is connected to the second output of the control system 4 of the electric motors 1, and the control input of each torque regulator 6 is connected to the corresponding output of the computing unit 5. Additionally, a speed sensor is introduced into the device 8 ingot 3 and by the number of electric motors 1 rotation of the pulling rollers 2 force regulators 9 in the ingot 3, harmonic signal generators 10, differentiating links 11, dates chiki current 12, the first 13 and second 14 adders. In this case, the first output of each current sensor 12 is connected to the first output of the control system 4 of the electric motors 1 of the rotation of the pulling rollers 2, its second output is connected to the functional input of the corresponding torque regulator 6, and the information output is connected to the corresponding input of the computing unit 5 and the first input the first adder 13, the second input of which is connected to the corresponding output of the computing unit

5 5

5, а выход первого сумматора 13 соединен с первым входом соответствующего ему генератора гармонического сигнала 10, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости 8 слитка 3, а третий вход генератора гармонического сигнала 10 - соединен с выходом дифференцирующего звена 11, вход которого соединен с выходом датчика скорости 8 слитка 3. Выход генератора гармонического сигнала 10 соединен с первым входом регулятора усилия 9 в слитке 3, второй вход которого соединен с соответствующим ему выходом вычислительного блока 5, а выход регулятора усилия 9 в слитке 3 соединен с первым входом второго сумматора 14. Второй вход второго сумматора 14 соединен с соответствующим ему выходом вычислительного блока 5, а его выход соединен с управляющим входом соответствующего ему регулятора момента 6.5, and the output of the first adder 13 is connected to the first input of the harmonic signal generator 10 corresponding to it, the second input of which is connected to the output of the speed sensor 8 of the ingot 3, and the third input of the harmonic signal generator 10 is connected to the output of the differentiating link 11, the input of which is connected to the output speed sensor 8 of the ingot 3. The output of the harmonic signal generator 10 is connected to the first input of the force regulator 9 in the ingot 3, the second input of which is connected to the corresponding output of the computing unit 5, and the output of the regulator ilia 9 in ingot 3 is connected to the first input of the second adder 14. The second input of the second adder 14 is connected to the corresponding output of the computing unit 5, and its output is connected to the control input of the corresponding torque regulator 6.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Перед литьем очередного слитка задают технологические параметрыTechnological parameters are set before casting the next ingot.

отливаемой заготовки: В, С, марку стали (МС) и задание на скорость УЗСО,cast billets: B, C, steel grade (MS) and speed reference UZSO,

соответствующее предполагаемой линейной скорости литья заготовки V, которая регулируется системой регулирования 4 электродвигателей 1 вращения тянущих роликов 2. После чего в вычислительном блоке 5 рассчитывают требуемое напряжение задания момента УШ для всех регуляторов момента 6 электродвигателей вращения 1 тянущих роликов 2 зоны вторичного охлаждения МНЛ, при этом сигналы с выходов генератора гармонического сигнала 10 (Upd) и регулятора усилия 9 в слитке 3 (Укор) отсутствуют Urci corresponding to the estimated linear casting speed of the workpiece V, which is regulated by a control system of 4 electric motors 1 of rotation of the pulling rollers 2. Then, in the computing unit 5, the required voltage for setting the angle of rotation is calculated for all torque controllers 6 of electric motors of rotation 1 of the pulling rollers 2 of the secondary cooling zone of the CCM, there are no signals from the outputs of the harmonic signal generator 10 (Upd) and force regulator 9 in the ingot 3 (Corresponding) Urci

....

/,Л2У// 2/, L2U // 2

После окончания разгона до заданной установившейся линейной скорости литья слитка V, сигнал с выхода дифференцирующего звена 11 пропадает, т. е. dV/dt О, и, если при этом линейная скорость литья слитка больше минимальной заданной технологической линейной скорости литьяAfter acceleration to a predetermined steady-state linear ingot casting speed V, the signal from the output of the differentiating link 11 disappears, i.e., dV / dt О, and if the linear ingot casting speed is greater than the minimum specified technological linear casting speed

слитка (V Vmin), то в работу вступает генератор гармонического сигналаingot (V Vmin), then the harmonic signal generator comes into operation

В случае если нет прогиба тянущего ролика 2, выходной сигнал соответствующего ему датчика тока 12, при неизменном магнитном потоке электродвигателя 1 вращения тянущего ролика 2 пропорциональный величине момента UMJ, остается неизменным и равным заданному моменту (UMJ If there is no deflection of the pulling roller 2, the output signal of the corresponding current sensor 12, at a constant magnetic flux of the electric motor 1 of the rotation of the pulling roller 2 proportional to the moment UMJ, remains unchanged and equal to the given moment (UMJ

Uivi3i). В этом случае разностный сигнал с выхода первого сумматора 13 отсутствует (Ум - Uivi3i 0), следовательно, отсутствуют выходные сигналы генератора гармонического сигнала 10 и регулятора усилия 9 в слитке 3 (UpciUivi3i). In this case, there is no difference signal from the output of the first adder 13 (Um - Uivi3i 0), therefore, there are no output signals from the harmonic signal generator 10 and the force controller 9 in bar 3 (Upci

О, Укор 0) и заявляемое устройство работает на поддержание заданного Oh, reproach 0) and the claimed device works to maintain a given

момента электродвигателей 1 вращения тянущих роликов 2.torque of the electric motors 1 of rotation of the pulling rollers 2.

В случае возникновения прогиба тянущего ролика 2, появление гармонического изменения момента на выходе соответствующего ему датчикаIn the event of a deflection of the pulling roller 2, the appearance of a harmonic change in the moment at the output of the corresponding sensor

тока 12 UMJ вызывает в заявляемом устройстве появление переменной составляющей момента электродвигателя 1 вращения упомянутого тянущего ролика 2 на выходе первого сумматора 13 и, при выполнении условия dV/dt О и V Vmin, появление такого же гармонического сигнала с неизменнойcurrent 12 UMJ causes in the inventive device the appearance of a variable component of the moment of the electric motor 1 of rotation of the said pulling roller 2 at the output of the first adder 13 and, when the conditions dV / dt О and V Vmin are fulfilled, the appearance of the same harmonic signal with the same

ному усилию в слитке 3 и действительному изменению момента электродвигателя 1 вращения тянущего ролика 2 UMJ рассчитывает необходимую амплитуду гармонического изменения момента для данного электродвигателя 1 вращения тянущего ролика 2, таким образом, чтобы отношение изменения момента к вызвавшему его изменению радиуса тянущего ролика 2 оставалось постоянным, обеспечивая при этом неизменность усилия в слитке 3.UMJ calculates the required amplitude of the harmonic change in torque for a given rotation motor 1 of the pulling roller 2, so that the ratio of the change in torque to the change in the radius of the pulling roller 2 remains constant, providing while the invariance of the effort in the ingot 3.

Рассчитанная коррекция амплитуды гармонического сигнала AUMi поступает на второй вход регулятора усилия 9 в слитке 3, формируя на его выходе необходимую амплитуду гармонического сигнала UKOPI- Необходимая амплитуда гармонического сигнала UKOPI подается на второй вход второго сумматора 14, на первый вход которого подается сигнал заданного момента УМЗ электродвигателя 1 вращения тянущего ролика 2, выходной сигнал второго сумматора 14 (UMSJ + UKOPI), формирует заданное гармоническое изменениеThe calculated correction of the amplitude of the harmonic signal AUMi is fed to the second input of the force regulator 9 in ingot 3, forming at its output the necessary amplitude of the harmonic signal UKOPI- The necessary amplitude of the harmonic signal UKOPI is fed to the second input of the second adder 14, to the first input of which the signal of the given moment of the UFG electric motor 1 rotation of the pulling roller 2, the output signal of the second adder 14 (UMSJ + UKOPI), generates a given harmonic change

момента электродвигателя 1 вращения тянущего ролика 2, подаваемое на вход соответствующего регулятора момента 6, вызывая гармоническое изменение момента за счет изменения механической характеристики электродвигателя 1 вращения тянущего ролика 2 с такой амплитудой, чтобы обеспечить постоянство отношения момента к радиусу, т.е. обеспечить неизменность усилия в слитке 3.moment of the rotation motor 1 of the pulling roller 2, supplied to the input of the corresponding torque regulator 6, causing a harmonic change in the moment due to a change in the mechanical characteristics of the rotation motor 1 of the pulling roller 2 with such an amplitude so as to ensure a constant moment to radius ratio, i.e. ensure consistency of effort in the ingot 3.

Такое регулирование позволяет своевременно обнаружить прогиб одного или нескольких тянущих роликов, обеспечивая при этом поддержание постоянства усилия в слитке вдоль всей линии зоны вторичного охлаждения в соответствии с заданным значением. Это позволяет исключить возникно /// Such a regulation allows timely detection of the deflection of one or several pulling rollers, while maintaining a constant ingot force along the entire line of the secondary cooling zone in accordance with a predetermined value. This eliminates the occurrence ///

вение дополнительных динамических усилий в теле слитка, вызванных прогибом одного или нескольких тянущих роликов, в результате чего снижается число и глубина трещин в слитке, а, следовательно, повышается его качество.the appearance of additional dynamic forces in the body of the ingot caused by the deflection of one or several pulling rollers, as a result of which the number and depth of cracks in the ingot decreases, and, consequently, its quality increases.

. .

Claims

A device for automatically controlling an electric drive of a secondary cooling zone of a continuous casting machine with a multi-roll mechanism for drawing an ingot and pulling roller rotation motors, comprising a computing unit, a control system for pulling roller rotation motors and, according to the number of the said motors, power resistors and torque controllers, the control input of each torque controller being connected to corresponding to the output of the computing unit, the functional output of the above regulation the torque torus is connected to one of the terminals of the corresponding power resistor, the other terminal of which is connected to the first terminal of the pulling roller rotation motor corresponding to it, and the second terminal of the mentioned electric motor is connected to the second output of the control system of the rotation roller rotation electric motors, characterized in that it is additionally introduced ingot speed sensor and the number of electric motors of rotation of the pulling rollers ingot force regulators, harmonic signal generators, differential connecting links, current sensors, first and second adders, while the first output of each current sensor is connected to the first output of the control system of the electric motors of rotation of the pulling rollers, its second output is connected to the functional input of the corresponding torque controller, and the information output is connected to the corresponding input of the computing unit and the first input of the first adder, the second input of which is connected to the corresponding output of the computing unit, and the output of the first adder is connected to the first input of the generator a harmonic signal torus, the second input of which is connected to the output of the ingot speed sensor, and its third input is connected to the output of the differentiating element, the input of which is connected to the output of the ingot speed sensor, the output of the harmonic signal generator is connected to the first input of the ingot force regulator, the second input of which is connected with the corresponding output of the computing unit, and the output of the force regulator in the ingot is connected to the first input of the second adder, its second input is connected to the corresponding output of the computing unit, and the output is connected to the control input of the corresponding torque regulator.