Способ управления процессом кристаллизации слитка в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к непрерывной разл1шке металлов, в частности к контролю и регулированию процесса литья. Цель изобретения - повышение качества слитка. Сущность изобретения заключается в том, что измерителем 1 определяют температуру Т поверхности слитка 2, сигнал с которого поступает на блок 3 деления , второй вход которого соединен с .задатчиком 4 температуры Тк кристаллизации металла. На входы блока 7 деления поступают сигналы с измерителя 6 скорости V вытягивания слитка и задатчика 8 заданной по технологии скорости Уд. На выходе сумматора 5 имеет место сигнал, равный Т/Тк + KV/VO, где К - коэффициент, зависящий от марки металла и равный 0,05 - 0,35. В зависимости от величины сигнала на выходе сумматора 5 изменяют соотношение между расходом воды и воздуха, подаваемых для охлаждения слитка 2. 2 с.п. ф-лы. 1 ил. /3 $ (Л 4 J сл ел 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (SD 4 В 22 D 11/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :-:;К ABTGPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4241502/31-02 (22) 05 . 05. 87 (46) 30.12.88. Бюл, № 48 (72) Н.И.Шестаков, А.П.Щеголев, В.M.Ïàðøèí, А.Г.Лунев и IO.È.Èâàíoâ (53) 621.746.27(088.8) (56) Заявка Японии ¹ 58-9755, кл. В 22 D 11/16, 1983.

Заявка Японии ¹ 57-206559, кл. В 22 D 11/16, 1982.

Заявка Японии № 58-119452, кл. В 22 D 11/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1052318, кл. В 22 D 11/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1276435, кл. В 22 D 11/16, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СЛИТКА В ЗОНЕ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к непрерывной разливке металлов, в частности к контролю и регулированию процесса литья. Цель изобретения " повышение качества слитка. Сущность изобретения заключается в том, что измерителем 1 определяют температуру Т поверхности слитка 2, сигнал с которого поступает на блок 3 деления, второй вход которого соединен с .задатчиком 4 температуры Тк кристаллизации металла. На входы блока 7 деления поступают сигналы с измерителя 6 скорости Ч вытягивания слитка и задатчика 8 заданной по технологии скорости Ч . На выходе сумматора 5 имеет место сигнал, равный

Т/Тк + KV/V где К вЂ” коэффициент, зависящий от марки металла и равный

0,05 — 0,35. В зависимости от величины сигнала на выходе сумматора

5 изменяют соотношение между расходом воды и воздуха, подаваемых для охлаждения слитка 2. 2 с.п. ф-лы.

1 ил.

1447554

Изобретение относится к технике для непрерывной разливки Металлов, в частности к оборудованию для конт-роля и регулирования процесса литья, Цель изобретения — повышение качества слитка.

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа управления процессом кристаллизации слитка в зоне вторичного охлаждения машины неп1эерывного .литья заготовок (ИИЛЗ) .

Устройство содержит измеритель 1 ! температуры поверхности слитка 2, блок 3 деления. задатчик.4 температуры кристаллизации, сумматор 5, измеритель б скорости вытягивания слитка 2, блок 7 деления, задат-1ик

8 оптимальной скорости вытягиваш1Я слитка, задатчик 9 порога исполнительных механизмов, пороговый эле"мент 10 первый усилитель 11 и первый исполнительный механизм 12 управления дросселем 13 воздухопровода 14, второй усилитель 15 и второй исполнительный1 механизм 16 управления дросселем 117 водопровода

18. Причем измеритель 1 температуры поверхности слитка 2, блок 3 .целения, сумматор 5, пороговый элемент

10, первый усилитель 11 и первый исполнительный механизм 12 соединены последовательно. Также последовательно соединены измеритель 6 скорости вытягивания слитка. и Второй блок 7 сравнения, Второй усилитель 15 и второй исполнительный механизм 16 также оединепы последовательно. Выход задатчика 9 порога исполнительных механизмов соединен со вторым Входом порогового элемента 10, второй Выход которого связан с входом Второго усилителя 15. Выход задатчика

4 температуры кристаллизации меTалла соединен с вторым входом первого блока 3 деления. Выход задатчика 8 оптимальной скорости вытягивания слитка связан с вторым входом Второго блока 7 деления, Выход которого соединен с вторым входом сумматора

5. Воздухопровод 14 и водопровод 18 связаны с входами генератора 19 водовоздушной смеси, на выходном патрубке 20 которого установлена форсунка 21.

В качестве измерителя скорости

Вытягивания слитка приме 1яется серийно Выпускаемьlй тахометр т™па Т1ь-3.

Устройство работает с11еду1ощьВ1 об1эазом.

Измеритель 1 измеряет температуру поверыюсти слитка 2. Сигнал, соответствующий измере:1ному значению температуры, поступает на вход перВого блока 3 деления, на второй вход которого поступает сигнал, Вырабатываемь1й задатчиком 4 температуры кристаллизации металла На Выходе блока 3 деления формируется сигнал, пропорци011альный О ТПОШРEIHIÎ Т/ Т

Этот сигнал пОступает iia ВхОд сумматора 5. Измеритель 6 измеряет скорость Вь1тягивания слитка 2, Сигнал„ соответствующий измеренному значению скорости,. поступает на Bi:Oö Второго блока 7 деления, на Второй вход которого поступает сигнал, вырабатываемь1й задатчиком 8 зацанной по технологии скорости Вытягивания с111.тка.

На Выходе блока 7 деления формируется сигнал, прапор,!IQIIaJIbBI>lй Отношению ii/ J . Зто1 сп1 нал с кoýôôHöHåíтом передачи К пос=упает па второй

ВхОд сумма тоpa э на lэыхОде I10Topo гс- формируется сигнал, пропорциональный сумме (Т/Т„+ (Ч/ Jo) 1 ) .Этот .=1гнал является управлгпощим и поступает на вход порогового элемента 10, В КОтором сравнивается с сигналом поступающим с задатчиез 9 по!эога исЖОГ11ительнь1х Mexa!!F ; 10В, Ес lи уп11аВ ляющий сиг:- ал превыг ает заданную величину,. 70 0EI 110 OT) llaeT Ha Вход усилителя 1 В которОм э силиБается до l0l1l11ocTEI неОбхОДимой Для 1 lipaBJIeEIHEI исполниTeJIbiibii i меха:из110;-1 1 2 ления дросселем 13 Воздухопровода 14.

1 асход Воздуха, подаваемого на Вход генератора 19 водовсздушной смеси, изменяется обратно пропс»цнонально

Величине указанной суммь1. Если управляющий сигнал : le превь1шает з,"-.Данну1о

Величину. то он ПOOT ïaeò не Вэ;од

I усилителя l5, В котором усиливается до мощ1. .Ости, необходимой для упpaBJIeHHB исполнительным механизмом

16 управлен;:Я дроссе:1ем 17 ВодопроВОда 1 8. Pacxoii, ВОДВ1, IloiiaB ae. ой

Вход генератора 19 Водовоздушной смеси, в этом случае изменяется прямо пропорционально Величине указан»ой суммы.

1447554 5

+ — ° К, о

3G

Предлагаемый способ управления заключается в измерении температуры поверхности слитка и скорости его вытягивания, На основе результатов измерений определяют сумму где Т вЂ” температура поверхности слитка;

Т - температура кристаллизации

k металла;

U — скорость вытягивания слитка; — оптимальная скорость вытягивания слитка;

К вЂ” коэффициент, зависящий от марки разливаемоro металла, K = 0,05 — 0,35.

Диапазон коэффициента K установлен экспериментально на основе анализа качества металла при разливкe различ ных марок металла, причем меньшее значение коэффициента соответст:.. т металлу, имеющему меньшую те:.пературу кристаллизации, а большее зн .—

I чение коэффициента — металлу, имеющему большую температуру кристаллизации. Рекомендуемые значения коэффициента некоторых марок металла:

Низкоуглеродистая сталь .Î,32-О,35

Еысокоуглеродистая сталь 0,28-0,32

Медь 0,25-0,26

Свинец О, 05-О, 06

i1 р и м е р. На машине пепрерывного литья заготовок разливают низкоуглеродистую сталь в слички сечением 0,25х1,2 м. В зоне вторичного охлаждения металл охлаждают водовоздушной смесью, вырабатываемой в водовоздушном генераторе. Температуру поверхности слитка измеряют датчиком, работающим по принципу тепловой трубы. Скорость вытягивания слитка измеряют цифровым прибором типа ТЧ-3. Температура кристаллизации стали соответствует температуре солидуса, допустим Т = 1480 С.

Оптимальная (технологически наиболее рациональная) скорость разливки

Ч = 0,02 м/с. Коэффициент К = 0,33, Пусть в некоторый момент времени температура поверхности слитка Т = о

1055 С, а скорость вытягивания слитка V = 0,018 м/с. Сигнал, пропорциональный величине Т, поступает на в ход перв о го блока деления . Ha второй вход этого блока поступает сигнал, пропорциональный Т„. На выходе первого блока деления вырабатывается сигнал, пропорциональный отношению Т/Т„= 1055/1480 = 0,713.

Сигнал, пропорциональный величине

V, поступает на вход второго блока деления. На второй вход этого блока поступает сигнал, пропорциональный V . Ha выходе второго блока деления формируется сигнал, пропорциональный отношению V/V = 0 018/

0,02 = 0,9. Этот сигнал с коэффициентом передачи К = 0,33 поступает на вход сумматора, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный величине T/Ò = 0,713.

Таким образом, на выходе сумматора вырабатывается сигнал, пропорциональный величине 0,713 + 0,9 ° 0,33 — 1,01. Этот сигнал является управляющим, В пороговом устройстве управляющий сигнал сравнивается с заданным сигналом, вырабатываемым задатчиком порога исполнительных механизмов. Пусть в данном случае он раьен 1,09. Поскольку 1,09 > 1,01, управляющий сигнал поступает на усилитель, где усиливается до мощности, необходимой для управления исполнительным механизмом дросселя водопроводной сети. В зависимости от направления отклонения величины суммы от заданного эталонного значения (сравнение с эталонным значением производится в пороговом устройстве) исполнительный механизм увеличивает

40 или уменьшает расход охлаждающей воды.

Пусть в другой момент времени Т = — 1095 С, V = 0,022 м/с. Тогда управляющий сигнал пропорционален ве45 личине (1095/1480 + (0,022/0,02)х х 0,33) = 1,10. Поскольку 1, 10 ) 1,09, управляющий сигнал поступает на второй усилитель, в котором усиливается до мощности, необходимой для управления исполнительным механизмом дросселя воздушной сети. Расход воздуха, подаваемого в генератор водовоздушной смеси, изменяется в ту или иную сторону, Техническое преимущество изобретения заключается в обеспечении рационального, мягкого, режима охлаждения слитка водовоздушной смесью в зоне вторичного охлаждения, благода47554 6 шей заданного значения, регулируют расход охлаждающе го воздуха, причем при возрастании этой суммы расход

5 воздуха уменьшают а при снижении—

У увеличивают.

2. Устройство для управления процессом кристаллизации слитка в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок, снабжено последовательно соединенными задатчиком порога исполнительных механизмов, пороговым элементом, усили телем и исполнительным механизмом, а также последовательно соединенными вторым усилителем и вторым исполнительныи механизмои, причем второй выход порогового устройства соединен с входои второго усилителя, о т л ичающее с я тем„ что, с целью повышения качества слитка, оно дополнительно снабжено последовательно соединенныии измерителем теипературы поверхности слитка, блоком де25 ления и сумматором, последовательно соединенными измерителем скорости вытягивания слитка и вторым блоком деления, а также задатчиком температуры кристаллизации металла и эаЗО датчиком оптимальной скорости вытягивания слитка, причем выход второго блока деления соединен с вторым входом сумматора, выход задатчика температуры кристаллизации металла соединен с вторым входом перво35

ro блока деления, выход задатчика оптимальной скорости вытя гив ания слитка соединен с вторым входом второ го блока деления .

14 ря чему снижается пораженность металла поверхностными трещинами на

15-25% .

Формула изо брет ения

1. Способ управления процессом кристаллизации слитка в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок, включающий измерение температуры поверхности слитка, скорости его вытягивания и регулирования расхода охлаждающей воды, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества слитка, дополнительно подают воздух на охлаждение, определяют сумму

Т U

Тк где Ттемпература поверхности слитка; температура кристаллизации металла; скорость вытягивания слитка заданная по технологии рабочая скорость вытягивания слитка коэффициент, зависящий от марки раэливаемого металла, К = 0,05 — 0,35, Т к

U о и при сумме, меньшей заданного значения, регулируют расход охлаждающей воды, причем при возрастании суммы расход воды увеличивают, а при снижении — уменьшают, при сумме, больСоставитель А.Абросииов

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор Л.Пчолинская

Производственно;полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ б7 87 /1 3 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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