Способ управления режимом работы кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов. Целью изобретения является улучшение качества металла и повышение выхода годного. Способ включает регулирование угла наклона узких рабочих стенок. Существо изобретения заключается в том, что в зону контакта узкой рабочей стенки со слитком на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, равном 0,03 - 0,35 его высоты, под постоянным давлением подают инертный газ, измеряют расход газа и при повышении расхода газа угол наклона рабочей стенки увеличивают, а при снижении - уменьшают. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 А1 (19) (111 (50 4 В 22 D 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4326649/31-02 (22) 11 ° 11.87 (46) 30.12,89. Бюл. У 48 (71) Череповецкий филиал Вологодского политехнического института и Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) H.È.ØåñòàêîB, А.П.Щеголев, Б.Н.Николаев и 10,И,Иванов (53) 621.746 ° 027(088.8) (56) Патент Австрии 1(- 373515, кл. В 22 D 11/16, 1984.

Авторское свидетельство СССР

0 971567, кл. В 22 1) 11/16, 1982, Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов.

Цель изобретения — улучшение качества металла и повышение выхода годного.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, предназначенного для реализации способа.

Устройство содержит последовательно соединенные эадатчнк 1 угла наклона рабочей стенки 2 кристаллизатора, первый блок Э сравнения, усилитель 4 и исполнительный механизм

5, а также измеритель b расхода газа, 2 (54) СПОСОБ У11РАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ

КРИСТА ШИЗАТОРА МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов. Целью изобретения является улучшение качества металла и повыпение выхода годного.

Способ включает регулирование угла наклона узких рабочих стенок, Существо изобретения заключается в том, что в зону контакта узкой рабочей стенки со слитком на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, равном 0,03-0,35 его высоты, под постоянным давлением подают инертный газ, измеряют расход газа и при повьппении расхода газа угол наклона рабочей стенки увеличивают, а прн снижении уменьшают, 2 с.п. ф-лы, 1 ил. подаваемого в зону контакта слитка

7 с рабочей стенкой 2 кристаллизатора, выход которого соединен со вторым входом первого блока Э сравнения.

Устройство также содержит эадатчик

8 давления газа, последовательно соединенные измеритель 9 давления газа, второй блок. 10 сравнения, регулятор

11 давл. ния газа и дроссель 12, причем выход задатчика 8 давления газа соединен со вторым входом второго блока 10 сравнения.

В качестве измерителя расхода газа применяется ротаметр типа РЭ, и нащеиный дифференциально-трансфор1532193

40 маторным датчиком. В качестве измерителя давления rasa используется манометр типа МП4-VI оснащенный токовым датчиком. В качестве блоков сравнения и задатчиков значений при5 меняются серийно выпускаемые приборы соответствующего функционального назначения из приборного комплекса

АКЭСР.

Устройство работает следующим обpasoN °

Измеритель 9 давления газа непрерывно измеряет давление инертного газа, подаваемого в зону контакта слитка 7 с узкой рабочей стенкой 2, и формирует сигнал, который поступает на первый вход блока 1О его сравнения. На второй вход блока 10 сравнения поступает сигнал, вырабатываемый задатчиком 8 давления газа. На выходе блока 10 сравнения формируется сигнал, пропорциональный разности поступивших сигналов ° Этот сигнал передается на вход регулятора 11 25 давления газа, который формирует управляющий сигнал и передает его на вход дросселя 12. Дроссель 12 изменяет расход газа в направлении восстановления заданной величины его давления. Таким образом, задатчик В, измеритель 9, блок 10, регулятор 11 и дроссель 12 служат для поддержания давления подаваемого инертного газа на заданном уровне независимо от его расхода. Расход подаваемого инертного газа измеряется измерителем 6 расхода газа, который формирует соответствующий сигнал и направляет его на второй вход первого блока 3 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал с задатчика 1 угла наклона рабочей стенки 2.

В блоке 3 сравнения поступившие сигналы сравниваются, и на выходе этого блока формируется управляющий сигнал, пропорциональный разности указанных сигналов, Управляющий сигнал поступает в усилитель 4, где усиливается до мощности, необходимой для управления и полнительным меха50 низмом 5 привода наклона рабочей стенки 2 кристаллизатора.

При постоянстве давления инертного газа с увеличением зазора, а точнее некоторой эффективной величины (аналог аэродинамического сопротивления), между слитком и рабочей стенкой возрастает расход газа, вслепствие чего измеритель 6 расхода газа вырабатывает сигнал, больший по величине, что приводит к возрастанию управляющего сигнала, формируемого первым блоком 3 сравнения, а следовательно, к увеличению угла наклона рабочей стенки 2. И наоборот, при снижении расхода газа измеритель 6 формирует сигнал, меньший по величине, что приводит к уменьшению управляющего сигнала, и угол наклона рабочей стенки 2 уменьшается.

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе непрерывной разливки металла в зону контакта спитка с узкой рабочей стенкой под постоянным давлением -подают инертный газ и измеряют его расход. Поскольку давление газа поддерживается постоянным, то

его расход определяется величиной аэродинамического сопротивления зазора между слитком и кристаллиэатором.

Следовательно, по расходу газа, подаваемого в зону контакта слитка с кристаллизатором под постоянным давлением, можно судить об условиях этого контакта. Увеличение зазора приводит к снижению величины его аэродинамического сопротивления, вследствие чего расход газа, подаваемого под постоянным давлением возрастает. Наоборот, при уменьшении зазора возрастает его аэродинамическое сопротивление, вследствие чего расход газа снижается.

Для повышения достоверности информации об интенсивности теплообмена в зоне контакта слитка с кристаллизатором инертный гаэ следует подавать на участке, расположенном на расстоянии от нижнего торца кристаллиэатора, равном 0,03-0,35 его высоты, Этот диапазон установлен экспериментально (см. таблицу).

Как следует из таблицы, при расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, меньшем 0,03 его высоты, диапазон изменения расхода инертного газа при изменении скорости вытягивания слитка в 2 раза н» превышает 25/ . С учетом погрешности замера расхода газа точность регулирования угла наклона рабочей стенки кристаллизатора невысокая, Небольшой диапазон изменения расхода газа в нижней части кристаллизаrnpë связан с тем, что аэродинамиче .кI е се) рлтниteíèe га3а

5 1532193 6 в этой .зоне невелико вследствие бли-зости выхода в атмосферу, Нри расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, бох»ьшем 0,35 его высоты, корочка слитка под действием ферростатического давления достаточно плотно прижимается к рабочей стенке кристаллизатора в широком диапазоне изменения технологических парамет ров разливки, поэтому величина расхода газа, подаваемого иа этом участке, не является достаточно информативным параметром для контроля условий контакта слитка с рабочей стенкой.

11оскольку повышение расхода газа свидетельствует о росте величины зазора между слитком и кристаллизатором, и следовательно, о снижении интенсивности теплообмена, то угол наклона узкой рабочей стенки необходимо увеличить, что приводит к восстановлению зазора иа требуемом уровне.

Наоборо», при снижении расхода газа, подаваемого при постоянном давлении, корочка слитка более плотно прижимается к рабочей стенке кристаллизатора, что приводит к резкому возрастанию трения и к черезмерному повышению интенсивности охлаждения корочки.

Для восстановления требуемой интенсивности теплообмена угол наклона узкой стенки следует уменьшить.

Пример. На машине непрерывного литья заготовок в кристаллизатор сечением 1290 250 мм и высотой

1200 мм разливают иизкоуглеродистую сталь. В зону контакта узкой рабочей стенки со слитком на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, равном 240 мм, под избыточным давлением 0,9 кг/см подают инертный гаэ (аргон). Давление подаваемого газа поддерживают постоянным. Измеренная величина расхода газа 12 л/ч, угол наклона рабочей стенки кристаллиэатора при этом сохраняют.неизменным.

В другой момент времени расход газа повышается до 14,5 л/ч. В этом случае устройство для управления режимом .работы кристаллизатора формирует управляющий сигнал, пропорциональный

10

5Я величине (14,5-12,0) = 2,5 н угол наклона рабочей стенки увеличивается

Техническое преимущество изобретения заключается в создании условий для оптимальной интенсивности теплобмена в кристаллизаторе путем регуирования его конусности, что позволит улучшить качество металла и повысить выход годного, Ожидается снижение брака по причине пораженности поверхностными трещииамп иа

0,17 °

Формула изобретения

1. Способ управления режимом работы кристаллизат»ра мапп»чы непрерывного литья заготовок, включающий регулирование угла наклона узких рабочих стенок, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества металла и повышения выхода годного, в зону контакта узкой рабочей стенки со слитком «а расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, равном 0,03-0,35 его высоты, под постоянным давлением подают инертный газ, измеряют расход газа и при повыше»»ни расхода газа угол наклона рабочей стенки увеличивают, а при си»»женин уменьшают.

2. Устройство для управле »»»я режимом работы кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок, содержащее последовательно соедине»гиые задатчик угла на»»-»о»»а рабочей стенки крист. ллизатора, блок сравнения, усилитель:» исполнительный мехаи»» м, отличающееся тем,что, с целью улучшения качества металла и повышения выхода годного, оно дополнительно содержит измеритель расхода газа, последовательно соединенные измеритель давления газа, второй блок сравнения, регулятор давления газа и дроссель, а также задатчик давления газа, причем выход измерителя расхода газа соединен с вторым входом первого блока сравнения, а выход задатчика давления газа соединен с вторым входом второго блока сравнения.

1532193

Влияние уровня подачи инертного газа на диапазон изменения его расхода

Расстояние от

Диапазон изменения расхода инертного газа, 7 при изменении скорости вытягивания слитка от

0,6 до 1,2 м/мин нижнего торца кристаллизатора в долях его высоты

Составитель А,Лбросимов

Редактор Ю.Петрушко Техред Л.Олийнык Корректор В.Кабаний

3ддцрз 7993/17 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент », г.ужгор щ, ул. I àãàðèíà, 101

0,01

0,02

0,03

0 05

0,10

0,15

0,20

О, 25.

0 35

0,37

0,40

0,45

8 и

32

47

42

36