Способ управления процессом непрерывной разливки металла и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов. Цель - повышение качества слитка и выхода годного за счет снижения неравномерности формирования оболочки слитка по периметру кристаллизатора. Существо изобретения заключается в том, что производится управление возвратно-поступательным боковым перемещением глуходонного погружного разливочного стакана по величине отклонения от заданного значения разности температур поступающего металла и донной части разливочного стакана. При уменьшении этой разности меньше заданной разливочный стакан перемещают, а при повышении устанавливают по центру сечения кристаллизатора. В процессе разливки сигналы от датчиков температуры поступающего металла и донной части разливочного стакана поступают через нормирующие преобразователи на входы первого алгебраического сумматора, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный разности температур. Этот сигнал поступает на первый вход второго сумматора, на второй вход которого подается сигнал от задатчика минимально допустимой разности температур. При отклонении этой разности от заданной на выходе второго сумматора формируется сигнал рассогласования, который через блок одностороннего ограничения, триггер Шмитта и усилитель мощности поступает на привод бокового перемещения разливочного стакана. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 22 D 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4371680/31-02 (22) 01,02.88 (46) 23,08,89. Бюл. У 31 (71) Вологодский политехнический институт (72) С.В.Сорокин, Ю.А.Калягин, А.H.Øè÷êîâ и Н,И,Шестаков (53) 621.746,027(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 874259, кл. В 22 D 11/16, 1981, Заявка Японии У 60-234754, кл. В 22 D 11/16, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

НЕПРЕРЬ1ВНОИ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов. Цель — повышение качества слитка и выхода годного за счет снижения неравномерности формирования оболочки слитка по периметру кристаллизатора. Существо изобретения заключается в том, что производится управление возвратно-поступательным боковым перемещением глуходонного погружного разливочного стакана по величине отклонения от заИзобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов.

Цель изобретения — повышение качества слитка и выхода годного за счет снижения неравномерности условий формирования оболочки слитка по периметру кристаллизатора.

ÄÄSUÄÄ 1502178 д1 данного значения разности температур поступающего металла и донной части разливочного стакана. При уменьшении этой разности меньше заданной разливочный стакан перемещают, а при повышении устанавливают пс центру сечения кристаллиэатора, В процессе разливки сигналы от датчиков температуры поступающего металла и донной чести разливочного стакана поступают через нормирующие преобразователи на входы первого алгебраического сумматора, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный разности температур. Этот сигнал поступает на первый вход второго сумматора на второй вход которого подается сигнал от задатчика минимально допустимой разности температур. При отклонении этой разности от заданной на выходе второго сумматора формируется сигнал рассогласования, который через блок одностороннего ограничения, триггер Шмитта и усилитель мощности поступает на привод бокового перемещения разливочного стакана, 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

На чертеже приведена схема устI ройства, предназначенного для осуществления разработанного способа.

Устройство содержит датчик 1 температуры поступающего материала, первый нормируксций преобразователь 2, первый алгебраический сумматор 3, датчик 4 температуры донной части стакана, второй нормирующий преобра1502178 зов атель 5, второй алгебраический сумматор 6, задатчик 7 минимально допустимой разности температур, блок

8 одностороннего ограничения, триггер Шмитта 9, усилитель 10 мощности, привод 11 бокового возвратно-поступательного перемещения разливочного стакана.

В качестве датчика температуры поступакщего металла может быть использован погружной термоэлектрический датчик в защитном корпусе, в качестве датчика температуры донной части стакана-платинородиевая термо- 15 пара, заложенная н донную часть при изготовлении стакана. В качестве задатчика значений, алгебраических сумматоров, нормирующих преобразователей и блока одностороннего ограни- 20 чения могут быть использонаны серийные приборы такого же функционального назначения из приборного комплекса АКЭСР.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от датчика 1 температуры поступающего металла проходит на вход первого нормирующего преобразователя 2. Нормированный сигнап с 30 выхода преобразователя. 2 проходит на первый вход первого алгебраического сумматора 3. Сигнал от датчика

4 температуры донной части стакана через второй нормирукщий преобразо- 35 ватель 5 поступает на второй вход первого алгебраического сумматора 3, на выходе которого формируется сигнал разности температур поступающего металла и донной части стакана. . 40

Сигнал разности поступает на вход второго алгебраического сумматора 6, где сравнивается с заданным значением минимально допустимой разности температур от задатчика 7 и проходит 45 на вход блока 8 одностороннего ограничения. Блок одностороннего ограничения реализует функцию

КХ, при Х О;

У

О, при Х(0;

Если значение сигнапа разности на входе сумматора 6 ниже значения сигнапа задатчика 7, то на выходе сумматора 6 формируется положительный сигнал, который проходит через 55 блок 8 одностороннего ограничения, на вход триггера Шмитта 9 и переводит его но включенное состояние.

Сигнал с выхода триггера 9 поступает на вход усилителя 10 мощности, где усиливается и проходит на привод 11 перемещения стакана. Перемещение стакана создает благоприятные условия для всплытия неметаллических включений, скопившихся под донной частью стакана. В результате условия теплообмена донной части стакана с металлом н кристаллизаторе улучшаются. Так как металл в кристаллиэаторе имеет более низкую температуру, чем поступакщий, то температура донной части стакана начнет уменьшаться, а разность температур донной части и поступакщего металла увеличиваться, Когда значение разности принысит минимально допустимое значение, сигнал на выходе второго сумматора 6 сменит полярность. В этом случае сигнал на выходе блока 8 равен нулю. Триггер 9 опрокидывается и сигнал на выходе становится равным нулю и соответственно на выходе усилителя мощности 10 также станонится равным "0". Привод устанавливает раэливочный стакан по центру сечения кристаллизатора и прекращает перемещение стакана.

Пример . На машине непрерывного литья заготовок разливают сталь марки ЗСП н медный кристаллизатор длиной 1200 мм в слитки сечением

0,25И,29 м через глуходонный пог L ружной разлиночный стакан с боковыми выпускными отверстиями. Темперао тура поступающего металла 1550 С;

Температура жидкого металла в кристаллизаторе вследствие частичного охлаждения н результате теплообмена е с рабочими стенками составляет 1520 С.

Температура донной части разливочного кристаллизатора выше 1520 С вследствие подвода тепла от поступакщего о металла и составляет 1530 С. Разность температур поступакщего металла и донной части стакана составляет

1550 — 1530 = 20 С

Минимально допустимое значение разности температур для рассматриваемых условий составляет 15 С.

Сигнал, пропорциональный температуре 1550 С поступающего металла, от датчика 1 поступает на вход первого нормирующего првобразователя 2, Нормированный сигнал с выхода этого преобразователя проходит на первый вход первого алгебраического сумматора 3. Сигнал от датчика 4 темпера1502178 туры донной части стакана, соответствукщий 1530 С через второй нормирующий преобразователь 5 поступает на второй вход первого алгебраическо5 го сумматора 3, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный разности температур (1550-1530 20 t).

Этот сигнал поступает на вход второго алгебраического сумматора 6, 10 где сравнивается с заданным значением минимально допустимой разности (15 С) от задатчика 7. Сигнал рассогласования, пропорциональный 15-20=

-5 С, имекщий отрицательную поляр- 15 ность, проходит на вход блока 8 одностороннего ограничения.

На выходе блока сигнал равен нулю и этот сигнал подается на вход триггера 111митта 9, на выходе которого сиг-20 нал также равен нулю. Этот сигнал через усилитель 10 мощности проходит на привод 11 перемещения стакана. При нулевом значении сигнала перемещение отсутствует.

В ходе разливки происходит всплывание неметаллических включений, которые поглощаются слоем шлаковой смеси. Однако некоторая часть включений

30 задерживается непосредственно под нижним срезом погруженного стакана.

Скопление неметаллических включений под стаканом ухудшает теплообмен его донной части с кристаллизующимися металлом в кристаллиэаторе.

В результате подвода тепла от пос— тупакщего металла температура донной части стакана возрастает и становится о равной 1536 С. Разность температур поступакщего металла и донной части стакана уменьшается.

dt 14 С. о

Сигнал, пропорциональный 1536 С, с датчика 4 через второй нормирующий 45 преобразователь 5 поступает на вход первого алгебраического сумматора 3, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональньп разности темпера ур nocTyna его металла H донной о части стакана (14 С). Этот сигнал поступает на вход второго алгебраического сумматора 6, на выходе кото- рого формируется сигнал рассогласования, пропорциональный разности 15-14 I С, имекщий положительную полярность. Этот сигнал проходит через блок 8 одностороннего ограничения 8 и опрокидывает триггер Шмитта 9, с выхода которого через усилитель 10 мощности сигнал поступает на привод

11 бокового возвратно-поступательного перемещения разливочного стакана. Перемещение стакана приводит к всплытию неметаллических включений и улучшению теплообмена донной части стакана с жидкой фазой металла в кристаллизаторе.

Температура донной части снижается, что ведет к повышению разности температур и устройство переходит в первоначальное состояние.

Привод обеспечивает при прекращении подачи на него сигнала установку стакана по центру сечения.кристаллизатора.

Техническое преимущество изобретения заключается в возможности снижения неравномерности условий формирования возвратно †поступательн боковым перемещением глуходонного погружного разливочного стакана по величине отклонения от заданного значения разности температур поступающего металла и донной части разливочного стакана, ! что позволяет повысить качество слитка и выход годного.

Формул а изобретения

1, Способ управления процессом непрерывной разливки металла, включающий подвод металла в кристаллизатор через глуходонный разливочньп» стакан с боковыми выпускными отверстиями, установленный с воэможностью бокового возвратно-поступательного перемещения, поперечное перемещение стакана в процессе разливки с амплитудой, не превышающей 1/2 диаметра стакана, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка и выхода годного за счет снижения неравномерности условий формирования оболочки слитка по периметру кристаллизатора, дополнительно измеряют разность температур поступакщего жидкого металла и донной части разливочного стакана и при понижении разности меньше заданной по технологии стакан перемещают, а при превышении устанавливают по центру сечения кристаллизатора.

2. Устройство для управления процессом непрерывной разливки металла, 15021 78

Со ст авитель Н. Абро симов

Редактор С.Патрушева Техред Л.Олийнык Корректор Н.Борисова

Заказ 5005/13 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 содержащее первый нормирующий преобразователь, первый и второй алгебраические сумматоры, блок одностороннего ограничения, задатчик, привод, 5 причем выход первого алгебраического сумматора соединен с входом второго алгебраического сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком, а выход — с входом блока односторон- 10 него ограничения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества сЛитка и выхода годного за счет снижения неравномерности условий формирования оболочки слитка по периметру кристаллизатора, оно дополнительно содержит второй нормирующий преобразователь, датчик температуры поступающего металла, датчик температуры донной части стакана, триггер

Нмитта, усилитель мощности, причем выход датчика температуры поступающего металла соединен с входом первого нормирующего преобразователя, выход которого соединен с входом первого алгебраического сумматора, выход датчика температуры донной части стакана соединен с входом второго нсрмирующего преобразователя, выход которого соединен с вторым входом первого алгебраического сумматора, выход блока одностороннего ограничения соединен с триггером Шмитта, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход которого соединен с приводом поперечного перемещения стакана.