Способ автоматического управления процессом непрерывной разливки металла и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к непрерывной разливке металлов. Цель изобретения - повышение производительности и увеличение выхода годного. В процессе разливки датчиками 1 измеряют температуру рабочих стенок кристаллизатора. Сигналы с датчиков 1 поступают на входы алгебраического сумматора 2, сигнал с выхода которого , равный полусумме входных сигналов, сравнивается с сигналом задатчика 3 на алгебраическом сумматоре 4. При понижении температуры стенок ниже заданной уровень металла в кристаллизаторе повышают, а при повышении - понижают с помош.ью исполнительного механизма 6 положения стопора . 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.30„„1284654 (ц 4 В 22 D 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3866677/22-02 (22) 25.12.84 (46) 23.01.87. Бюл. № 3 (71) Вологодский политехнический институт (72) А. Н. Шичков, С. В..Сорокин, Ю. А. Калягин и А. П. Щеголев (53) 621.746.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 874259, кл. В 22 D 11/16,1981.

Авторское свидетельство СССР № 620331, кл. В 22 D 1/16,1978. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к непрерывной разливке металлов. Цель изобретения повышение производительности и увеличение выхода годного. В процессе разливки датчиками 1 измеряют температуру рабочих стенок кристаллизатора. Сигналы с датчиков 1 поступают на входы алгебраического сумматора 2, сигнал с выхода которого, равный полусумме входных сигналов, сравнивается с сигналом задатчика 3 на алгебраическом сумматоре 4. При понижении температуры стенок ниже заданной уровень металла в кристаллизаторе повышают, а при повышении — понижают с помощью исполнительного механизма 6 положения стопора. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1284654 браическом сумматоре 2. Сигнал с его выхода, равный полусумме входных сигналов, срав 30 ниваясь с сигналом задатчика 3 температуры

35, Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов.

Целью изобретения является повышение производительности разливки металла и увеличение выхода годного.

На чертеже приведена схема устройства, предназначенного для осуществления способа.

Устройство содержит датчики 1 температуры рабочих стенок, первый алгебраический сумматор 2, задатчик 3 температуры рабочих стенок, второй алгебраический сумматор 4, усилитель 5 мощности, исполнительный механизм 6, регулирующий расход металла из ковша.

В качестве датчиков температуры рабочих стенок кристаллизатора могут быть использованы зачеканенные в стенку хромель-копелевые термопары, в качестве задатчиков значения температуры алгебраических сумматоров и усилителя мощности — серийные приборы такого же функционального назначения из приборного комплекса

АКЭСР. В качестве исполнительного механизма может быть использован серводвигатель, связанный со стопором промежуточного ковша.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 1 температуры вырабатыва ют сигналы, которые суммируются в первом алгерабочих стенок, проходит на выход второго алгебраического сумматора 4. Сигнал разности усиливается в усилителе 5 мощности и поступает на исполнительный механизм 6, управляющий регулирующим стопором.

Пример. На криволинейной МНЛЗ разливают сталь 2СП в медный кристаллизатор длиной 1200 мм, сечением 1550)(250 мм со скоростью вытягивания заготовки 0,8 м/мин.

Датчики температуры, представляющие собой термопары медь — константан, причем медным электродом является рабочая стенка, установлены на глубине 5 мм от поверхности стенки, обращенной к вытягиваемому слитку, на уровне 0,1 м от верхней кромки кристаллизатора. В какой-то момент времени температура стенок в месте установки термопар превышает 180 C. При этом температура рабочей поверхности стенки достигает 200 С. Дальнейшее повышение температуры поверхности стенки недопустимо.

Сигнал с датчиков температуры, пройдя через блоки устройства, вызывает понижение уровня металла в кристаллизаторе путем уменьшения расхода его из ковша.

Как только мениск металла опускается ниже уровня термопар температура стенок на этом уровне уменьшается. При уменьшении

55 ее ниже заданного значения уровень металла вновь повышается.

Как показали исследования, в процессе непрерывной разливки наибольшая плотность теплового потока через стенки кристаллизатора наблюдается на. горизонте на 5—

15 мм ниже мениска металла. На этом уровне температура рабочей стенки достигает максимальных значений и при определенных режимах разливки она превышает максимально допустимую. Повышение температуры медных стенок кристаллизатора в зоне мениска жидкого металла выше 210 — 230 С в условиях возрастания усилий вытягивания слитка из кристаллизатора свыше 3,5 — 10,5 т для слитков с соотношением сторон более

3:1 приводит к образованию на слитке паукообразных поверхностных трещин, снижающих качество и выход годного металла.

Причиной образования этих трещин является внедрение частиц меди размером

12 — 19 мкм в поверхность непрерывного слитка в зоне мениска в результате повышенной диффузии, разогретой свыше

210 — 230 С меди в этих условиях. При этом технологический допустимый коэффициент трения между слитком и медными стенками кристаллизатора, равный 0,47—

0,55, возрастает, например, для слитка

280Х 1650 мм до 0,62 — 7 при сохранении рабочей скорости 0,8 — 0,9 м/мин.

Избежать перегрева рабочих стенок в районе мениска можно путем изменения уровня металла, контролируя температуру рабочих стенок и сравнивая ее с заданным. значением. При превышении температуры стенок заданного значения следует понижать уровень металла, уменьшая его расход из ковша и прекращая, таким образом, контактирование расплава с перегретой поверхностью рабочей стенки. Максимум теплоотвода при этом перемещается ниже, где температура стенок начинает расти.

В то же время температура стенок выше нового уровня металла быстро понижается за счет охладителя. Как только температура стенок опускается ниже заданного значения, уровень металла следует поднимать путем повышения его расхода из ковша. Максимум теплоотвода при этом снова перемещается в направлении к верхней кромке кристаллизатора. Температура стенок, остывших в такте понижения уровня, вновь начинает расти. Частота колебаний уровня при этом составляет 0,001 — 0,01 Гц, а амплитуда 0,05 — 0,3 м.

Техническое преимущество изобретения заключается в возможности стабилизации интенсивности теплообмена в кристаллизаторе на заданном уровне без снижения скорости разливки, что позволяет увели1284654

Формула изобретения

Составитель Г. Демин

Редактор Г. Волкова Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 7473/1О Тираж 739 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чить производительность разливки металла и повысить выход годного.

1. Способ автоматического управления процессом непрерывной разливки металла, включающий регулирование уровня металла в кристаллизаторе изменением его расхода из ковша, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности разливки металла и увеличения выхода годного, дополнительно измеряют температуру рабочих стенок кристаллизатора на расстоянии, равном 0,5 — 0,2 высоты рабочих стенок ниже верхней кромки кристаллизатора, на глубине, равной 0 — 0,15 толщины рабочей стенки от поверхности, обращенной к вытягиваемому слитку, сравнивают ее с заданной, и при понижении температуры стенок ниже заданной уровень металла в кристаллизаторе повышают, а при повышении — понижают до момента равенства температуры рабочих стенок кристаллизатора заданного значения.

2. Устройство автоматического управления процессом непрерывной разливки металла, содержащее датчики температуры рабочих стенок кристаллизатора, задатчик температуры, два алгебраических сумматора, причем выходы датчиков температуры соединены с входами первого алгебраического

10 сумматора, выход которого соединен с входом алгебраического сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности разливки металла и увеличения выхода годного, оно снаб15 жено усилителем мощности и исполнительным механизмом положения стопора в ковше, причем вход усилителя мощности соединен с выходом второго алгебраического сумматора, а выход — с входом исполнительного механизма.