Способ управления непрерывным литьем заготовок

 

Изобретение относится к области , металлургии, точнее к непрерывному литью металлов. Цель - улучшение качества литого металла за счет повы- . шения его однородности. Способ включает подвод металла в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки, вторичное охлаждение, непрерывное измерение суммарного тока двигателей тянущих роликов и электромагнитное перемешивание жидкой фазы в процессе литья с регулированием его интенсивности . При этом регулирование интенсивности электромагнитного перемешивания осуществляют изменением фазового тока перемешивателя в зависимости от изменения величины суммарного тока двигателей тянущих роликов. .7 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (И) (5!) 4 B 22 D ll/16

Krr wri% -.;.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4109868/23-02 (22) 07.08.86 (46) 07.01.88. Бюл. ¹ 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. А.И. Целикова (72) А.А. Целиков, А.С. Смоляков, И.Н. Шифрин, А.P. Баккал, А.N. Поживанов, В.В. Рябов, Г.Г. Хюппенен и H.Ä. Карпов (53) 621.746.27 (088.8) (56) Патент Японии № 53-25533, кл. В 22 D 11/10, 1978 °

Патент Японии ¹- 53-1039329 кл. В 22 D 11/10, 1978. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ

ЛИТЬЕМ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к области металлургии, точнее к непрерывному литью металлов, Цель — улучшение качества литого металла эа счет повы- . шения его однородности. Способ включает подвод металла в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки, вторичное охлаждение, непрерывное измерение суммарного тока двигателей тянущих роликов и электромагнитное перемешивание жидкой фазы в процессе литья с регулированием его интенсивности. При этом регулирование интенсивности электромагнитного перемешивания осуществляют изменением фазового тока перемешивателя в зависимости . Q

6 от изменения величины суммарного тока двигателей тянущих роликов..7 ил.

1364390

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к непрерывному литью металлов.

Целью изобретения является улучшение качества литого металла за счет повышения его однородности.

На фиг. 1 — 4 представлены графики распределения скорости потоков расплава при различной толщине корки в зоне электро-магнитного перемешивателя (ЭМП); на фиг. 5 — зависимость скорости потоков от фазного тока перемешивателя; на фиг. 6 — зависимость качества заготовок, отлитых при различных значениях фазного тока перемешивателя; на фиг. 7 — график зависимости оптимального значения фазного тока перемешивателя от суммарного тока двигателей. 20

На фиг. 1 позицией 1 представлена кривая при толщине твердой фазы

E =O,03 м; под позицией 2 — кривая при Я =O 05 м; под позицией 3— кривая при Е =0,08 м, Соответствен- 25 но на фиг. 2-4 представлен характер распределения потоков при с. =0,03 м, 6=0,05 м, Я =0,08 м, На фиг. 5 позицией 4 представлена зависимость скорости течения расп- З0 лава от фазного тока перемешивателя, позициями 5 и 6 — зависимости скорос-. ти течения касательной и нормальной составляющих у фронта затвердевания.

Важнейшим параметром, определяющим качество макроструктуры непрерывно литого металла при электромагнитном перемешивании (ЭМП), является скорость потоков расплава, 40 которая должна быть постоянной для данного конкретного процесса литья.

Для каждого конкретного процесса литья, когда сечение заготовки, электротехнические параметры перемешива- 4r„ теля, т.е. питающие напряжение, частота, полюсное деление, а также место установки перемешивателя по длине непрерывной заготовки определены, скорость потоков расплава зависит 50 от фазного тока перемешивателя и теплофизического сосгояния слитка в зоне ЭМП, т.е. толщины корки и температуры металла. Последний параметр определяет физические свойства расплава: вязкость, плотность и электропроводность.

В процессе разливки теплофизическое состояние заготовок изменяется в зависимости от скорости литья заготовки, температуры металла в сталеразливочном ковше и режима охлаждения заготовки. В связи с этим возникает необходимость в изменении в процессе литья фазного тока перемешивателя с целью поддержания оптимальной скорости потоков расплава, Основная сложность этой задачи связана с методом непрерывного контроля теплофизического состояния заготовки в зоне ЭМП, который должен быть простым и точным, Известные методы, основанные на расчете толщины корки и физических свойств: расплава через измеренную температуру металла .и скорость вытягивания, не отвечают этим требованиям. Эти методы требуют установки дополнительной аппаратуры в бункере вторичного охлаждения (в условиях высоких температуры и влажности) и имеют очень приближенный характер. Кроме того, процесс изменения скорости вытягивания не совпадает во времени с соответствующим ему процессом изменения теплофизического состояния заготовки. Изменение скорости вытягивания происходит практически мгновенно, а время изменения теплофизического состояния заготовки от -одного установившегося значения (соответствующего начальной скорости) до другого (соответствующего конечной скорости) может составлять несколько минут. В известных расчетах теплофизическое состояние заготовки в течение всего переходного процесса считается постоянным.

Установлено, что суммарный ток двигателей привода тянущих роликов является количественной характеристикой теплофизического состояния заготовки в любой момент времени.

Следовательно, суммарный ток двигателей привода тянущих роликов является параметром изменения фазного тока перемешивателя, позволяющим поддерживать оптимальную скорость потоков расплава в каждый момент времени в зависимости от изменения теплофизического состояния заготовки.

В результате экспериментальных исследований получают формулу, устанавливающую связь между фазным током перемешивателя и суммарным током двигателей привода тянущих роликов. з

1364390

P(I,— В) " +Cj

n< f(I -g) А

L(I„-В) +С J "

Т где

А,В,С ((I„-В) " +С3 "™

20

Следует отметить, что суммарный ток двигателей привода тянущих роликов является технологическим парамет25 ром, который контролируют в процессе литья независимо от наличия на МНЛЗ электромагнитного перемешивателя, Таким образом, реализация предлагаемого способа не требует установки доЭО полнительной измерительной аппаратуры.

35 t

Формула изобретения

Производят непрерывное литье заготовки конкретного сечения. В процессе литья жидкая фаза подвергается

ЭМП перемешивателем с определенными 4р электротехническими параметрами, установленными в конкретном месте по длине непрерывной заготовки. В процессе литья при фиксированном значении суммарного тока двигателей при- 45 вода I изменяют фазный ток перемешивателя ?„ и путем сравнительного анализа качества металла определяют его оптимальное значение

П1 ° соответствующее суммарному току дви-. 50 гателей привода Т . Далее фиксируют

Е значения суммарного тока двигателей и I э и аналогичным методом определяют соответствующие или оптимальные значения тока перемешивателя I„ и I„ . Подставляя полученные пары I „ и I в вышеприведенную формулу и решая систему трех уравнений

I (Т,-В) " +С) " фазный ток перемешивателя; суммарный ток двигателей; постоянные числовые коэффициенты для отливаемого сечения слитка, электротехнических параметров перемешивателя и места его установки по длине непрерывной заготовки, вычисленные предварительно по ряду фиксированных значений суммарного тока двигателей привода и соответствующих им оптимальных значениях фазного тока перемешивателя.

Методика определения числовых коэффициентов А, В, С следующая . определяют коэффициенты А, В, С для данного конкретного процесса.

Пример. На МНЛЗ отливают заготовку сечением 250х1600 мм. Электромагнитный перемешиватель, представляющий собой индуктор бегущего магнитного поля с полюсным делением

0,8 м, питанием частотой 3,0 Гц и напряжением 380 В, установлен на расстоянии 5,1 мм от мениска металла в кристаллизаторе.

В данном конкретном примере

А=4034; В=71; С=6, а формула принимает вид

4034

IA— ((I -71) +6) "

На фиг. 7 представлен график зависимости оптимального. значения фаэного тока перемешивателя от суммарного тока двигателей привода тянущих роликов, построенный по экспериментальным данным в условиях приведенного в примере процесса.

Способ управления непрерывным литьем заготовок, включающий подвод лащкого металла в кристаллизатор, вытягивание из него кристаллизующейся заготовки и электромагнитное перемешивание жидкой фазы с изменением его интенсивности в процессе литья, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества литого металла за счет повышения его однородности, непрерывно измеряют суммарный ток двигателей привода тянущих роликов, а интенсивность электромагнитного перемешивания регулируют изменением фазного тока перемешивателя в зависимости от величины суммарного тока двигателей привода тянущих роликов согласно следующему математическому выражению:

1364390 фазный ток перемешивателя; суммарный ток двигателей привода; постоянные числовые коэф5 фициенты для отлинаемого сечения слитка, электротехнических параметров перемешивателя и места его установки по длине непрерывной заготовки, вычисленные предварительно по ряду фиксированных значений суммарного тока двигателей привода и соответствующих им оптимальных значений фазного тока перемешивателя. Риг.2

9 иг.Я

1364390

Р7Х

Р

0 0g 09 0б 08 у/у

<Риг. Х э

Ак

0 Д00 У00 1000 1700 7200

А> -лик8ация 8 заготобио,отлитьи с ЗИП; п,-локбация 6 заготобках,оелитьи Ред Jan

Vm м/с

/ ХЮ и/Фю

ЯЮ

1Я7

Щ/ . 7

Составитель А, Абросимов .Редактор В. Бугренкова Техред Л.Сердюкова Корректор И. Муска

Заказ 6517/7 Тираж 739 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4