2 Задачи управления на мнлз

В работе МНЛЗ можно выделить три режима: гидравлический, связанный непосредственно с разливкой жидкого металла и наполнением кристаллизатора; тепловой, определяющий кристаллизацию и охлаждение непрерывного слитка; энергосиловой, характеризующий работу всех механизмов и приводов МНЛЗ.

Рассмотрим задачи управления для каждого из выше перечисленных режимов.

Первая задача управления гидравлическим режимом заключается в поддержании постоянного уровня металла в промежуточном ковше, обеспечивающем стабильное состояние струи металла и, следовательно, одинаковое качество разливки. Решается эта задача путем изменения подачи металла из сталеразливочного ковша при регулировании расхода металла шиберным затвором.

Вторая наиболее важная задача управления гидравлическим режимом состоит в поддержании постоянного уровня металла в кристаллизаторе. Этот уровень в процессе разливки должен находится в довольно узких заданных пределах, что обусловлено следующими причинами: превышение уровня может привести к переливу металла через верх кристаллизатора; понижение уровня ниже допустимого предела приводит к получению тонкой корочки слитка, ее разрыву и прорыву жидкого металла под кристаллизатором. Значительные колебания уровня металла нарушают стабильность охлаждения слитка в кристаллизаторе, изменяют условия кристаллизации и сказываются на качестве слитка. Решается эта задача путем изменения подачи металла в кристаллизатор стопорным затвором промежуточного ковша. Также задача может решаться изменением скорости вытягивания слитка при примерно постоянной подаче металла из промежуточного ковша. Может применятся комбинированное управление с использованием обоих управляющих воздействий.

Основной задачей управления тепловым режимом кристаллизатора является получение достаточно толстой и прочной оболочки слитка на выходе из кристаллизатора. Управление первой стадией кристаллизации сводится к управлению тепловым режимом кристаллизатора, заключающемуся в стабилизации перепада температур воды на входе и выходе в каналы кристаллизатора (при постоянной скорости вытягивания слитка) путем изменения расхода воды. Величина перепада температур выбирается максимальной по предельно допустимой температуре нагрева воды по условиям отложения солей.

Задачей управления тепловым режимом зоны вторичного охлаждения слитка является создание условий, предотвращающих чрезмерное охлаждение оболочки слитка и вместе с тем обеспечивающих равномерное затвердевание слитка с окончанием затвердевания по всей его толщине к концу зоны вторичного охлаждения. Эта задача решается путем регулирования расхода воды и его распределения по секциям зоны вторичного охлаждения в зависимости от скорости вытягивания слитка, т.е. целесообразно применять систему регулирования соотношения скорость разливки – расход охлаждающей воды.

В процессе вытягивания слитка между его поверхностью и стенками кристаллизатора возникают значительные силы трения, которые могут привести к “зависанию” верхней части слитка и его разрыву. Для предотвращения этого явления на МНЛЗ применяют качающиеся кристаллизаторы. Возникает задача управления энергосиловыми режимами МНЛЗ, в частности стабилизации усилия вытягивания слитка, с помощью изменения подачи смазки в кристаллизатор.

На МНЛЗ используется много различных приводных устройств. Основные механизмы (качание кристаллизатора, тянущие и правильные клети, платформа резки, перемещение резака и другие) имеют электрические приводы, что связано с изменением скорости в широких пределах. Поэтому существует задача управления, связанная с пуском этих приводов в начале разливки в определенной последовательности, изменения их скорости и синхронизация в процессе работы.

Очень важной задачей оптимального управления конечной фазой разливки, косвенно связанной с энергосиловым режимом, является максимизация выхода мерных заготовок из имеющейся массы жидкого металла. Оптимальное управление заключается в выборе количества ручьев в зависимости от остатка металла в промежуточном ковше и расхода металла на получение заготовки мерной длины. При такой системе управления немерный остаток может получится только в одном ручье, что обеспечивает максимальный выход мерных заготовок.