Установка безперервного розливання з пристроєм для визначення стану ствердіння заготовки і спосіб визначення стану ствердіння заготовки

1. Установка (20) безперервного розливання з роликовою проводкою, що має сегменти роликової проводки з роликами (2) для проводки заготовки, причому щонайменше один з сегментів (22, 23, 24, 25, 26, 27) виконаний як вимірювальний сегмент, причому щонайменше одне місце вимірювання передбачене для прямого або непрямого визначення сили, яка діє на один або декілька роликів (2), причому, крім того, щонайменше одне місце вимірювання встановлене на підшипниковому блоці (30), і передбачений пристрій (38) для обробки даних, що визначає стани ствердіння заготовки на основі даних від щонайменше одного місця вимірювання. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що місце вимірювання передбачене щонайменше на підшипниковому блоці (30) одного або декількох середніх підшипників. 3. Установка за будь-яким з пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що місце вимірювання передбачене на підшипниковому блоці (30) з боку сегмента з фіксованою і/або плаваючою установкою. 2 (19) 1 3 95046 4 не на підшипниковому блоці (30) між підшипником і рамою сегмента установки безперервного розливання. 14. Спосіб визначення стану ствердіння заготовки (6) всередині роликової проводки установки (20) безперервного розливання, причому роликова проводка містить сегменти (22, 23, 24, 25, 26, 27) з роликами (2), що включає наступні етапи: - пряме або непряме визначення сили, яка діє на один або декілька роликів (2) на підшипниковому блоці (30), і - визначення станів ствердіння заготовки на основі визначеної сили. 15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що за допомогою аналітичних, статистичних методів оцінки визначають різні рівні вимірюваного параметра, а по них роблять висновок відносно стану ствердіння. 16. Спосіб за будь-яким з пп. 14, 15, який відрізняється тим, що визначення стану ствердіння здійснюють шляхом співвіднесення стану ствердіння з характеристичним вимірюваним параметром. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що характеристичним вимірюваним параметром є зусилля на підшипнику або деформація підшипника. 18. Спосіб за будь-яким з пп. 14-17, який відрізняється тим, що визначення стану ствердіння здійснюють шляхом співвіднесення стану ствердіння з розкидом характеристичного вимірюваного параметра. 19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що розкидом характеристичного вимірюваного параметра є розкид зусилля на підшипнику або деформації підшипника. 20. Спосіб за будь-яким з пп. 14-19, який відрізняється тим, що вимірюваний параметр оцінюють за допомогою швидкого перетворення Фур'є або інших статистичних методів оцінки, і в такий спосіб визначають апаратні впливи на вимірюваний параметр. 21. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що пряме або непряме визначення сили, що діє на один або декілька роликів (2) на підшипниковому блоці (30), здійснюють між підшипником і рамою сегмента роликової проводки. Галузь техніки Винахід стосується установки безперервного розливання з пристроєм для визначення стану отвердження заготовки і відповідного способу. Рівень техніки Установки безперервного розливання досить відомі з рівня техніки. Такі установки безперервного розливання для розливання рідкого металу звичайно містять після кристалізатора систему опорних роликів з сегментами роликової проводки для заготовки. В установках безперервного розливання знання довжини отвердження заготовки є особливо важливим. При цьому довжина отвердження, тобто, точка повного отвердження, заготовки є робочим параметром установки безперервного розливання. При цьому точка отвердження, або довжина отвердження, відповідає частці твердої фази заготовки, рівній 100%, що означає, що в серцевині рідкого або тістоподібного матеріалу більше немає. Крім того, знання міри отвердження заготовки при значенні менше 100% представляє інтерес для контролю роликової проводки і охолоджування заготовки. З рівня техніки відомі установки безперервного розливання, в яких довжина отвердження визначається шляхом вимірювання переміщуваної кількості об'єму рідкої фази в серцевині на одиницю довжини, і на основі виміряних величин проводиться моделювання поточної довжини нижнього кінця рідкої фази в заготовці. Така установка безперервного розливання відома з WO 2005/068109 А1. Крім того, відомо, що площину повного отвердження визначають шляхом використання вимірювання сил тиску, діючих на множину пар роликів, і їх порівняння для визначення тієї пари роликів, на якій наступає повне отвердження, оскільки подальшого збільшення навантаження не відбувається. Така установка безперервного розливання відома з DE 2530032. Крім того, вдокументі ЕР 1193007 А1 розкривається спосіб визначення положення остаточного отвердження заготовки, причому передбачені опорні сегменти, а для визначення положення остаточного отвердження щонайменше в одному з опорних сегментів вимірюється сила витягнення заготовки тягнучих роликів і/або сила утримання гідравлічних поршневих блоків опорних сегментів, і по виміряних величинах визначається зона нижнього кінця рідкої фази в заготовці. Крім того, відомо, що для визначення отвердження заготовки здійснюється пірометричне вимірювання, метод з використанням будівельно-монтажного пістолета, визначення внутрішніх тріщин або, як показано вище, вимірювання сили підіймальних циліндрів. Однак ці методи можуть використовуватися лише тимчасово, причому до того ж тільки локально. Крім того, є можливість чисто розрахункового визначення положення отвердження заготовки, для чого, однак, кожній установці потрібна власна модель і вона повинна бути підтверджена вищенаведеними вимірюваннями. Крім того, в залежності від матеріалу може мати місце відхилення, так що модель при відомих умовах залежить від матеріалу. Задачею даного винаходу є створення установки безперервного розливання з пристроєм для визначення стану отвердження заготовки, в якій може проводитися надійне і безперервне визначення станів отвердження. Крім того, задачею винаходу є створення відповідного способу. 5 Згідно з винаходом рішення задачі в частині установки безперервного розливання досягається за допомогою ознак пункту 1 формули винаходу за допомогою установки безперервного розливання з пристроєм для визначення стану отвердження заготовки з роликовою проводкою, що має сегменти з роликами, при цьому щонайменше один з сегментів роликової проводки виконаний як вимірювальний сегмент, причому передбачено щонайменше одне або декілька місць вимірювання для прямого або непрямого визначення сили, діючої на один або декілька роликів, причому, крім того, щонайменше одне місце вимірювання встановлене на підшипниковому блоці, переважно, між підшипником і рамою сегмента роликової проводки, і передбачений пристрій для обробки даних, що визначає на основі даних від щонайменше одного місця вимірювання стану (утвердження заготовки. При цьому переважно, щоб було передбачено щонайменше одне місце вимірювання щонайменше на одному підшипниковому блоці одного або декількох середніх підшипників. Таким чином може бути достовірно визначена сила, діюча на ролик з боку заготовки. Крім того, згідно з іншим прикладом виконання доцільно, щоб місце вимірювання було передбачене на підшипниковому блоці з боку фіксованої і/або плаваючої установки ролика. Таким чином можна успішно фіксувати нерівномірний розподіл сили на ролику. Крім того, переважно, щоб більшість з'єднаних між собою місць вимірювання була передбачена всередині роликової проводки. З'єднання може проводитися за допомогою шини, або шин, даної, або по бездротовому зв'язку. Крім того, з'єднання може здійснюватися через пристрій для обробки даних. При цьому доцільно, щоб з'єднання за допомогою пристрою для обробки даних здійснювалося в одну або декілька вимірювальних систем. Крім того, переважно, щоб середні підшипники однократно або багато разів розділених роликів були виконані як місця вимірювання або були забезпечені місцями вимірювання. Крім того, переважно, щоб через пристрій для обробки даних за допомогою аналітичних, статистичних методів оцінки могли визначатися різні рівні параметра, що вимірюється, а по них - стан отвердження. Переважно також, щоб визначення стану отвердження здійснювалося шляхом співвіднесення стану отвердження з характеристичним параметром, що вимірюється. При цьому доцільно, щоб характеристичним параметром, що вимірюється була деформація підшипника або деформація елемента підшипника, як, наприклад щілини. Перевалено також, щоб визначення стану отвердження проводилося шляхом співвіднесення стану отвердження з розкиданням характеристичного параметра, що вимірюється. Крім того, переважно, щоб розкиданням характеристичного параметра, що вимірюється було розкидання деформації підшипника або розкидання деформації елемента підшипника. 95046 6 Крім того, перевалено, щоб параметр, що вимірюється аналізувався за допомогою пристрою для обробки даних за допомогою аналізу Fast Fourier (швидкого перетворення Фур'є) або інших статистичних методів оцінки, і щоб таким чином визначалися апаратні впливи на параметр, що вимірюється. Задача в частині способу вирішується за допомогою ознак пункту 13 за допомогою способу визначення станів отвердження заготовки на установках безперервного розливання з роликовою проводкою, що має сегменти роликової проводки з роликами, коли щонайменше один з сегментів роликової проводки виконаний як вимірювальний сегмент, причому щонайменше одне або декілька місць вимірювання передбачені для прямого або непрямого визначення сили, діючої на один або декілька роликів, причому, крім того, щонайменше одне місце вимірювання встановлене на підшипниковому блоці, переважно, між підшипником і рамою сегмента безперервного розливання, яке виявляє величину, що являє собою силу, і передбачений пристрій для обробки даних, що визначається на основі даних від щонайменше одного місця вимірювання стану отвердження заготовки. При цьому доцільно, щоб місце вимірювання було передбачене щонайменше на підшипниковому блоці одного або декількох середніх підшипників. Доцільно також, щоб місце вимірювання на підшипниковому блоці було передбачене з боку фіксованої і/або плаваючої установки ролика. Доцільно можливо також, щоб більшість з'єднаних між собою місць вимірювання була передбачена всередині роликової проводки. При цьому доцільно, щоб з'єднання за допомогою пристрою для обробки даних могло здійснюватися в одну вимірювальну систему. Крім того, доцільно, щоб як місця вимірювання були виконані середні підшипники однократно або багато разів розділених роликів. Крім того, згідно з винаходом доцільно, щоб пристрій для обробки даних за допомогою аналітичних, статистичних методів оцінки визначав різні рівні параметра, що вимірюється, а по них робило висновок відносно стану отвердження. Крім того, доцільно, щоб визначення стану отвердження здійснювалося шляхом співвіднесення стану отвердження з характеристичним параметром, що вимірюється. При цьому доцільно, щоб характеристичним параметром, що вимірюється були зусилля на підшипнику або деформація підшипника. Крім того, переважно, щоб визначення стану отвердження здійснювалося шляхом співвіднесення стану отвердження з розкиданням характеристичного параметра, що вимірюється. Переважно також, щоб розкиданням характеристичного параметра, що вимірюється було розкидання зусилля на підшипнику або деформації підшипника. Точно так само доцільно, щоб пристрій обробки даних оцінював параметр, що вимірюється і тим самим апаратні впливи на параметр, що вимірюється за допомогою аналізу Fast Fourier (швидкого перетворення Фур'є) або інших статистичних методів оцінки. 7 Переважні вдосконалені варіанти описані в залежних пунктах формуди винахрду. Короткий опис креслень Нижче винахід більш детально пояснюється на прикладі виконання з посиланням на креслення, на яких Фіг. 1 зображає схематично заготовку з різними станами отвердження, Фіг. 2 - діаграму, Фіг. 3 - схематично установку безперервного розливання, Фіг. 4 - схематично підшипник. Переважний варіант виконання винаходу На Фіг. 1 схематично зображена заготовка 10 з різними станами отвердження. Заготовка 10 проводиться множиною елементів 1 роликової проводки. При цьому елементи 1 роликової проводки містять ролики 2, встановлені за допомогою роликопідшипників 3. В прикладі виконання на Фіг. 1 схематично показані чотири сегменти 1, що мають по п'ять пар 2 роликів. Заготовка 10 проводиться роликами. На першій ділянці І заготовка 10 знаходиться в стані ствердження, міра якого нижче 2030%. Це означає, що частка рідкої або тістоподібної фази 6 становить 80-70%. На другій ділянці II заготовка 10 знаходиться в стані отвердження, міра якого визначається часткою твердої фази 5 порядку 20-80%. На третій ділянці III заготовка 10 знаходиться в стані отвердження, міра якого визначається часткою твердої фази порядку 70-80 і до 100%. На четвертій ділянці міра отвердження становить, відповідно 100%. Таким чином, нижній кінець 4 рідкої фази в заготовці розташовується на останній ділянці IV. Як видно, параметр, що вимірюється, що характеризує силу на ролику, або наприклад деформацію, знаходиться на першій ділянці в середній зоні. Розкидання цього параметра, що вимірюється знаходиться на низькому рівні. На ділянці II як параметр, що вимірюється, так і його розкидання, знаходяться на високому рівні. На ділянках III і IV параметр, що вимірюється знаходиться на низькому рівні, а розкидання параметра, що вимірюється на середньому рівні. Ділянка І відповідає рідкій фазі заготовки з рідкою незакристалізованою серцевиною. У результаті рідка фаза попереду розташованих частин заготовки частково з потенційно більш високим рівнем давить на затверділу скоринку заготовки і віджимає її в напрямі зсередини назовні. Сила в порівнянні з станом повного отвердження збільшена, що веде до того, що параметр, що вимірюється, що характеризує силу, розташовується на середньому рівні. М'яка заготовка має хорошу амортизацію, так що стандартне відхилення параметра, що вимірюється, що характеризує силу, незначне. Ця перша ділянка І закінчується в залежності від типу стали часткою твердої фази в діапазоні 20-30%. Ділянка II являє собою перехідну ділянку, на якій рівень сили, тобто, рівень параметра, що вимірюється, що характеризує силу, знаходиться на більш високому рівні, ніж на ділянці І. Ця ділянка має рівень отвердження 30-70%. Заготовка 10 містить також рідку незакристалізовану серцевину, 95046 8 причому є тверда зовнішня ділянка. У доповнення до феростатичного ефекту додається частка деформації заготовки. Амортизація заготовки менша, так що дисперсія сили, тобто, параметра, що вимірюється, що характеризує силу, така ж, як на ділянці І. Ділянка III являє собою ділянку квазіповного отвердження, на якій рівень сили, тобто, рівень параметра, що вимірюється, що характеризує силу, в напрямі, перпендикулярному напряму витягнення заготовки, незначний. На цій ділянці III діють тільки складові сили тягаря і сили тяжіння. Розкидання, або стандартне відхилення, через незначну амортизацію квази повністю затверділої заготовки є великими. Правда, в цьому стані ще є розплав, однак він розділений містками, і, таким чином, серцевина рідкої сталі відсутня. Ділянка IV є ділянкою повного отвердження, в якій по суті діють однакові умови для сил і дисперсії. На Фіг. 2 показана діаграма, на якій зображені результати вимірювань, одержані на місці вимірювання, встановленому на сегменті роликової проводки установки безперервного розливання. При цьому в цьому прикладі замість різних місць вимірювання на різних сегментах використовуються місця вимірювання на одному сегменті, і ділянці отвердження проходять через місця вимірювання. У цьому випадку два місця вимірювання встановлені на фіксованому і плаваючому підшипниках роликопідшипника. На Фіг. 2 в нижній зоні обидві нижні криві показують виміряні параметри щілини для вимірювань, що характеризує силу. При цьому можна виявити зміну сигналу, що характеризує силу, і в результаті може бути встановлений зв'язок з ділянками І III, як було показано вище. Перша крива показує швидкість розливання в функції часу. Можна виявити, що із зміною швидкості розливання зміщається положення нижнього кінця рідкої фази в заготовці, тобто, зміщуються кордони між ділянками стану. При високій швидкості на місці вимірювання знаходиться ділянка І стану з великою часткою рідкої фази. При зниженій швидкості на місці вимірювання знаходиться ділянка II стану з середньою часткою рідкої фази. При низькій швидкості розливання на місці вимірювання знаходиться ділянка III стану. Таким чином, видно, що iз збільшенням швидкості розливання частка рідкої фази на місці вимірювання меншає, і на місці вимірювання відбувається зміна ділянок стану. На Фіг. 3 схематично зображена установка 20 безперервного розливання із заготовкою 21 і шістьма сегментами 22 -7. Переважно, щоб нижній кінець рідкої фази в заготовці при високій швидкості розливання виявився на ділянці останнього або при відомих умовах передостаннього сегмента. Таким чином, цілком може трапитися, що при високих швидкостях розливання більше 6 м/хв, як, наприклад 7 м/хв, нижній кінець рідкої фази в заготовці виявиться в останньому, шостому, сегменті 27. Тому особливо переважно вимірювати стани ствердження можливо більш безперервно і визначати їх розподіл, тобто, положення нижнього кінця рідкої фази в заготовці. Як місця вимірювання можуть вибиратися ролики або роликопідшипники, 9 причому місце вимірювання цілком може бути вибране на плаваючому і/або фіксованому підшипнику ролика. Завдяки розташуванню різних місць вимірювання на різних роликах, переважно, в різних сегментах, може бути знайдений переважний розподіл станів ствердження. Таким чином, наприклад у випадку встановлення безперервного розливання для відливання тонких слябів з швидкістю розливання 6-7 м/хв можна досягнути успішного виявлення стану отвердження протягом тривалого часу. У цьому випадку нижній кінець рідкої фази в заготовці знаходиться, наприклад в шостому, в цьому випадку останньому, сегменті 26. Для виявлення стану отвердження проводиться вимірювання зусилля на підшипнику. Вимірювання зусилля на підшипнику здійснюється за допомогою індуктивного вимірювання зазора, наприклад в підшипникових блоках 30, див. Фіг. 4. Вимірювальні підшипникові блоки 30 під вкладишами 33 підшипників розрізані .з утворенням щілини 32 і забезпечені індуктивним датчиком 34 відстані. Зміна висоти щілини 34 силі, що пропорційно прикладається. Вимірювальні підшипникові блоки 30 вбудовані, наприклад в середні підшипники довгих розділених роликів 2 і 7 сегментів 24 і 25 з боку фіксованої і/або плаваючої установки. Таким чином, зусилля на підшипнику визначається в 2*4 точках, розподілених по довжині установки. Як показано на Фіг. 4, блок 30 середнього розділеного підшипника розрізаний нижче вкладиша підшипника, що приводить до певного ослаблення підшипника. Положення і геометрія щілини, переважно, розраховані таким чином, щоб при максимальному навантаженні відбувався максимальний корисний прогин верхнього боку щілини, але так щоб не сталося пластичної деформації. Дистан 95046 10 ційний датчик 34 вставлений в кронштейн 30 підшипника з боку основи 35 підшипника по центру через отвір 36 і, переважно, виступає в щілину 32 для вимірювань. Отже, щілина 32 виконана таким чином, що внаслідок дії сили з боку заготовки відбувається місцева деформація, яка може бути виявлена. У зв'язку з цим потрібно послатися на документ DE 102006027066, об'єм розкриття якого включений в даний опис за допомогою даного посилання. Крім того, блок 38 обробки даних повинен розрізнювати дані, що одержуються від датчиків 34 місць вимірювання, і визначати стани отвердження. Перелік позицій 1 елемент роликової проводки 2 ролик 3 роликопідшипник 4 нижній кінець рідкої фази в заготовці 5 частка твердої фази 6 частка рідкої фази 10 заготовка 20 установка безперервного розливання 21 заготовка 22 сегмент 23 сегмент 24 сегмент 25 сегмент 26 сегмент 27 сегмент 30 кронштейн підшипника 32 щілина, щілина для вимірювання 33 вкладиші підшипника 34 датчик 35 основа 36 отвір 37 верхня кромка щілини для вимірювання 38 пристрій для обробки даних 11 95046 12 13 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 95046 Підписне 14 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601