Способ управления машиной непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов. Целью изобретения является повышение качества слитка. Способ включает измерение скорости вытягивания слитка и уровня металла в кристаллизаторе. Существо способа заключается в том, что в зону контакта слитка с кристаллизатором подают газожидкостную эмульсию под регулируемым давлением. При этом при повышении скорости вытягивания слитка и (или) уровня металла в кристаллизаторе давление подаваемой эмульсии увеличивают, а при снижении скорости вытягивания слитка и(или) уровня металла в кристаллизаторе давление подаваемой эмульсии уменьшают. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1519831 51) 4 B 22 D ll 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

УРН ГКНТ СССР (21) 4327977/31-02 (22) 11.11.87 (46) 07.11.89. Бюл. № 41 (7l) Череповецкий филиал Вологодского политехнического института и Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия

СССР (72) Н. И. Шестаков, А. П. Шеголев, Б. Н. Николаев и Ю. И. Иванов (53) 621.746.047 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1243891, кл. В 22 D 11/16, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 771066, кл. В 22 D 11/16, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 829327, кл. В 22 D 11/16, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1284655, кл. В 22 D 11/16, 1987.

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

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов.

Целью изобретения является повышение качества слитка.

На чертеже приведена блок-схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит последовательно соединенные измеритель уровня металла 2 в кристаллизаторе 3, электронный преобразователь 4, первый блок 5 умножения, второй блок 6 умножения, первый блок 7 сравнения, второй блок 8 сравнения, регулятор 9 давления, дроссель 10, последовательно соединенные измеритель 11 скорости вытягивания слитка и блок 12 деления, а также содержит задатчик 13 уровня металла в кристаллизаторе, задатчик 14 скорости вытягивания слитка, задатчик 15 давления и изме(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ

НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЪЯ ЗАГОТОВОК И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов. Целью изобретения является повышение качества слитка. Способ включает измерение скорости вытягивания слитка и уровня металла в кристаллизаторе. Существо способа заключается в том, что в зону контакта слитка с кристаллизатором подают газожидкостную эмульсию под регулируемым давлением. При этом при повышении скорости вытягивания слитка и (или) уровня металла в кристаллизаторе давление подаваемой эмульсии увеличивают, а при снижении скорости вытягивания слитка и(или) уровня металла в кристаллизаторе давление подаваемой эмульсии уменьшают. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил. ритель 16 давления газожидкостной эмульсии, причем выход измерителя 11 скорости вытягивания слитка 2 соединен с первым входом блока 12 деления, второй вход которого соединен с выходом задатчика скорости вытягивания, а выход соединен с вторым входом второго блока умножения. Выход задатчика 13 уровня металла в кристаллизаторе соединен с вторым входом первого блока 5 умножения, выхода задатчика 15 давления соединен с вторым входом первого блока 7 сравнения, выход измерителя 16 давления газожидкостной эмульсии соединен с вторым входом второго блока 8 сравнения.

В качестве измерителя расхода газожидкостной эмульсии применяется ротаметр типа РЭ, оснащенный дифференциально-трансформаторным датчиком. В качестве измерителя уровня металла в кристаллизаторе

1519831

50

55 используется серийно выпускаемый радиоизотопный уровномер. В качестве измерителя скорости вытягивания слитка применяются серийно выпускаемые роликовые измерители длины типа УРИД вЂ” l. В качестве задатчиков значений, блоков сравнений, блоков умножений и блока деления применяются серийно выпускаемые приборы соответствующего функционального назначения из приборного комплекса АКЭСР.

Устройство работает следующим образом.

Измеритель 1 уровня металла в кристаллизаторе вырабатывает импульсы, интенсивность которых пропорциональна измеренному уровню металла в кристаллизаторе, и передает их на вход электронного преобразователя 4, на выходе которого формируется непрерывный сигнал, величина которого пропорциональна уровню металла в кристаллизаторе (расстоянию по вертикали от зеркала металла до уровня подачи эмульсии). Этот сигнал поступает на первый вход первого блока 5 умножения, на второй вход этого блока поступает сигнал с задатчика 13 уровня металла в кристаллизаторе. Этот сигнал пропорционален произведению Kpg, где

К эмпирический коэффициент, К=0,9—

1,1; р — плотность жидкой стали; g ускорение свободного падения.

Как показывают исследования, наилучшие результаты по качеству слитка при разливке низкоуглеродистых сталей имеют место в случае К=l,l. Нержавеющей стали соответствует оптимальное значение К=0,9.

Таким образом величину К следует выбирать из диапазона (0,9 l,l). На выходе блока 5 умножения формируется сигнал, пропорциональный KP=hK<>g, где Р„, давление столба жидкого металла на уровне подачи эмульсии; h — расстояние по вертикали от зерка 13 металла до уровня подачи эмульсии. Этот сигнал по T) iàåò на lit ðâûé вход второго блока 6 умножения.

Измеритель 11 скорости вытягивания слитка формирует сигнал, величина которого пропорциональна измеренной текуьцей скорости Г вытягивания слитка, и передает его на первый вход блока 12 деления. На второй вход этого блока с задатчика 14 скорости вытягивания слитка поступает сигнал, пропорциональный рабочей (технологически оптимальной) скорости Г„ вытягивания слитка. На выходе блока 12 деления формируется сигнал, пропорциональный отношению V/Ãð. Этот сигнал поступает на второй вход второго блока 6 умножения, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный произведению КР,„—, . Этот

1е сигнал передается на первый вход первого блока 7 сравнения, где сравнивается с сигналом, поступившим с задатчика 15 давления. На выходе блока 7 формируется сигнал, соответствующий заданной величине

1О

40 давления эмульсии, и передается на первый вход второго блока 8 сравнения. На второй вход этого блока поступает сигнал, формируемый измерителем 16 давления газожидкостной эмульсии. На выходе блока 8 возникает сигнал, пропорциональный разности сигналов, поступивших на этот блок.

Этот сигнал является управляющим. Он передается на регулятор 9 давления, которыч управляет работой дросселя 10.

При постоянстве скорости вытягивания слитка и уровня металла в кристаллизаторе сигнал, поступающий на первый вход второго блока 8 сравнения, остается неизменным во времени, тогда стабилизируется давление подаваемой эмульсии относительно постоянной величины. При увеличении скорости вытягивания слитка измеритель 11 скорости вытягивания сформирует сигнал, больший по величине. Этот сигнал через блоки 12, 6 и 7 увеличит и сигнал, поступающий на первый вход блока 8 сравнения. Тогда устройство будет стабилизировать давление подаваемой эмульсии на более высоком уровне. Аналогичный результат будет иметь место и при повышении уровня металла в кристаллиэаюре, что отразится на возрастании сигнала, вырабатываемого измерителем 1 уровня металла в кристаллизаторе, а через блоки 4 — 7 повлияет и на увеличение сигнала, поступающего на первый вход блока 8 сравнения. что приведет к стабилизации давления подаваемой эмульсии на более высоком уровне.

Как показали исследования, при разливке нержавеющей стали наименьшая пораженность металла поверхностными трещинами имеет место при содержании мас«а в эмул сии 0,2 — 0,4 бр, при разливке стали, стабилизированной алюминием, при содержании масла 5 J, для ниэкоуглеродистой стали 50 — 60Я. Во всех случаях при отсутствии масла в эмульсии пораженность металла трещинами резко возрастает. Таким образом, рекомендуемое содержание масла в эмульсии находится в диапазоне 0,2—

60 ог

Пример. На машине непрерывного литья заготовок в кристаллизатор сечением

l 290)<250 мм разливают низкоуглеродистую сталь. Непрерывно измеряют уровень металlа в кристаллизаторе и скорость вытягивания слитка. В зону контакта слитка с кристаллизатором под регулируемым давлением подают смазку, содержащую инертный газ (аргон) 70Я и рапсовое масло ЗОЯ.

Смазку подают через отверстия в рабочей стенке кристаллизатора, расположенные равномерно по периметру слитка на расстоянии 450 мм от верхнего торца рабочей стенки. Диаметр отверстий 12 мм. Отверстия расположены с шагом 40 мм. Рабочая скорость вытягивания слитка Г,=-1,1 м/мин

1519831

Измеренное расстояние от зеркала металла в кристаллизаторе до уровня подачи эмульсии составляет 0,35 м. Тогда давление столба жидкого металла на этом уровне составит

P =pgh=720X9,8X0,25=24,7 кПа.

Измеренное значение текущей скорости вытягивания 0,9 м/мин. В этом случае давление подаваемои газожидкостной л чае 10 эмульсии стабилизируют относительно величины P

Р=Р® К =24.7Х 1,05Х вЂ” =21,2 кПа.

0,9

1 р 1 1

В другой момент времени уровень ме- 15 талла увеличился до 6=0,38 м, а разливку р= стали ведут на рабочей скорости V V =

= I „I м/мин. Тогда давление подаваемой эмульсии необходимо стабилизировать относительно величины P:

P =7200X9,8Õ 0,28Õ l,05Õ 1,0=28,2 к П а .

Техническое преимущество предлагаемого изобретения в сравнении с известным заключается в повышении качества слитка за 25 счет снижения пораженности металла трещинами.

Ожидается снижение брака по причине пораженности поверхностными трещинами на 0,1Я.

Формула изобретения

1. Способ управления машиной непрерывного литья заготовок, включающий измерение скорости вытягивания слитка и уровня металла в кристаллизаторе, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка, в зону контакта слитка с кристаллизатором по трубопроводу подают газожидкостную эмульсию, причем при повышении скорости вытягивания слитка и(или) 40 уровня металла в кристаллизаторе давление газожидкостной эмульсии в трубопроводе увеличивают, а при снижении скорости вытягивания слитка и (или) уровня металла в кристаллизаторе давление газожидкостной эмульсии в трубопроводе умень- 45 шают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что давление газожидкостной эмульсии регулируют в соотве<сTBHH с соотно«<е«и< м — = К—

P й» р где P — давление газожидко гiioi< эм,.<ьсии;

P — давление столба жидкого металла в слитке на уровне подачи газожидкостной эмульсии;

К вЂ” эмпирический коэффициент, зависящий от марки разливаемого металла, К=0,9--1,1. — текущая скорость вытягива <ня слитка;

Гр — рабочая скорость выт«гивания слитка.

3. Способ по п. l. отличаю<иий<я тем что в качестве газожидкостной эмульсии н пол;,зуют смесь инертного газа и гех<<и ц, ко го масла, причем содержание тс хпического масла в газожидкостной эмульсии составляют 0,2 — 60 О.

4. Устр<.истно для управления мг<<<и<<ой не

П<к;<ЕДОВ; <ЕЛ<,НС СОЕДИНЕННЫЕ ИЗМЕРи<=; Ь

<, l 1вня ме..алл;, li кристаллизаfo(t и электронный преобразователь, а также блок деления и блок сравнения, отличаю<цееся те<, что, с целью повышения качества слитка, оно дополнительно содержит пос. едовательно соединенные измеритель давления газожидкостной эмульсии в трубопроводе, llpoходящем через стенку лрн. i;<.IëHзатора, второй блок сравнения, рег>;<я«<р <а«л< нин и дроссель, установленный на по ле.<овательно соединенные задатчик уровня мета.<л» B кристаллизаторе, первый блок умножения и второй блок умножения, а также содержит измеритель скоросги вь: гягивания слитка, залатчнк скорости вытягивания слитка и задатчик давления, причем выход электронного преобразователя соединен с вторым входом первого блока )множения, выход измерителя скорости вытягивания слитка соединен с первым входом блока деления, второй вход ко "орого соединен с выходом задатчика скоро«ги вытягивания слитка, а выход соединен с вторым входом второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика давления, а выход соединен с вторым вхо."ом второго 6.1<лка сравнения.

1519831

Составитель A. Абросимов

Редактор Л. Гратилло Текред И. Верее Корректор В. Кабаций

3а к а з 6640!15 Тираж 711 Подп и си ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!