Устройство для автоматического регулирования расхода воды в зоне вторичного охлаждения установки непрерывной разливки металлов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сфюз Советских

Социалистических

Республик (11) 620332 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160876(21) 2397007/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 2508.78. Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 0707.78 (51) М. Кл.

В 22 Х) 11/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК

62 L74627 (088 . 8) (72) Авторы изобретения

В.И. Лебедев, Д.П. Евтеев, В.A. Карлик, Ю.А, Успенский, С.В. Колпаков, A.М. Поживанов, В.П. Локтионов и В.С. Журавлев

Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

РАСХОДА ВОДЫ В ЗОНЕ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии, а именно к установкам непрерывной разливки металлов.

Известно устройство для автоматического регулирования расходов воды в зоне вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов, включающее регулятор расхода воды по форсуночным секциям, исполнительный механизм, счетчик времени, измерители температуры поверхности слитка, датчик скорости вытягивания слитка, соединенные со счетно-решающим устройством. При этом для каждого из множества элементов длины слитка измеряется время прохождения пути от начала отсчета до данной форсуночной секции, а количество тепла, отдаваемое каждым элементом, регулируется соответственно затраченному элементом слитка на прохождение указанного пути времени, для того, чтобы достигнуть оптимальной скорости теплоотдачи (11.

Недостатком известного устройства является отсутствие оперативного ввода информации о параметрах разливаемого в данный момент металла (химсостава, температуры, размерах отливаемого слитка и т.д.). Работа известного устройства требует применения сложной вычислительной аппаратуры. Кроме того, регулирование теплоотдачи от каждого из множества элементов требует уменьшения длины форсуночных секций и, следовательно, увеличения количества этих секций, что усложняет устройство и понижает надежность его работы.

Известно также устройство для автоматического регулирования вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов, включающее регулятор расхода воды, исполнительный механизм, измеритель расхода воды, множительно-делительное устройство, сумматор, датчики температуры поверхности и скорости вытягивания слитка, а также задатчики ручного ввода химсостава разливаемого металла, его температуры и размеров слитка. При этом датчик температуры поверхности слитка соединен с множительно-делительным устройством, а задатчики и датчик скорости вытягивания соединены с сумматором, который, в свою очередь, соединен с множительно-делительным устройством (2)

Однако в известном устройстве сигналы, пропорциональные отклонению

20332 4

3 6 температуры жидкого металла от оптимального значения, химсостава и размеров слитка, подаются на сумматор. В этом случае на графике угол наклона функции расхода воды в зависимости от скорости .вытягивания не изменяется при изменении указанных параметров, вводимых в устройство при помощи задатчиков ручного ввода.

График функции при новом химсоставе и температуре жидкого металла эквидистантен графику той же функции при прежних технологических параметрах.

Установлено,.что эти зависимости на графике при различных скоростях вытягивания слитка не эквидистантны между собой при различных технологических параметрах, химсоставе металла, температуре жидкого металла, размерах слитка и т.д.

Кроме этого, установлено, что изменение расхода воды в форсуночной секции должно производиться равномерно в течение определенного времени, а не мгновенно. При этом найдено, что переходный режим, в течение которого необходимо изменять расходы воды при изменении скорости вытягивания слитка, составляет время полного эатвердевания слитка.

Несоблюдение этих необходиваих закономерностей приводит к появлению большого количества дефектов на слябах в виде внутренних и наружных трещин из-за возникновения в оболочке слитка термических напряжений. Это является .следствием нарушения равномерности распределения температуры по периметру и плавности ее измене ния по длине слитка.

Известное. устройство не обеспечивает необходимую точность регулирования расходов воды в соответствии с теоретически необходимыми зависимостями, Цель изобретения — повышение точности регулирования расходов воды.

Это до тигается тем, что эадатчики ручного ввода химсостава и температуры жидкого металла и датчик скорости вытягивания слитка подсоединены к блоку умножения, выход которого соединен с сумматором, к которому подсоединены датчик температуры поверхности слитка и задатчик ручного ввода размера отливаемого слитка, а выход сумматора через делительный блок подсоединен к задающему входу регулятора расхода воды в одной из секций зоны вторичного охлаждения, при этом к.делнтельному блоку подсоединен задатчик задержки времени.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство для автоматического

{регулирования расхода воды в зоне вторичного охлаждения установок не:прерывной разливки металлов cocTosT

}5

41)

9)

rc из датчика 1 скорости вытягивания слитка, датчика 2 температуры поверхности слитка, задатчика 3 ручного ввода химсостава разливаемого металла, задатчика 4 отклонения температуры жидкого металла от оптимального значения, соединенных с блоком 5 умножения, который соединен с сумматором 6. С сумматором б соединен задатчик 7 ручного ввода размеров отливаемого слитка и блок 8 вычитания. Выход сумматора б соединен с делительным устройством 9, к которому присоединен задатчик 10 ручного ввода задержки времени. Выход делительного устройства 9 подсоединен к регулятору 11 расхода воды, выход которого соединен с исполнительным механизмом 12, а вход присоединен к измерителю 13 расхода воды. Позицией 14 обозначен трубопровод, 15 — форсуночная секция, 16 слиток, Устройство для автоматического регулирования расхода воды в зоне вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов работает следующим образом.

В процессе непрерывной разливки разливают сталь в кристаллизатор сечением 250 1600 мм, из которого вытягивают слиток со скоростью 0,8 м/мин.

В зоне вторичного охлаждения слиток охлаждается водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными в секции. Температура поверхности слитка замеряется пирометрами спектрального отношения, установленными в начале и конце форсуночной секции, которые подают сигналы Тв» н Ть„,»на блок вычитания и далее сигнал Т „-Т в» sblx в сумматор. На разливку подают сталеразливочный ковш с определенной температурой металла определенного химсостава. Скорость вытягивания сли ка замеряют при помощи тахогенератора.

Перед началом процесса разливки оператор подает сигналы К н К® на блок 5 умножения через задатчикн 3 и 4 ручного ввода, соответствующие химсоставу разливаемой стали н отклонению температуры жидкого металла от оптимального значения. В этот же блок 5 умножения поступает сигнал Ч от датчика 1, соответствующий текущему значению скорости вытягивания слитка. В блоке 5 сигналы Ч,, К и К „ перемножаются и обобщенный сигнал выдается в сумматор 6.

Необходимость перемножения указанных сигналов объясняется отсут, ст вием прямопропорционал ьной з авнси мости между расходами воды н скоростью вытягивания слитка при изменении химсостава стали н ее температуры. В этом случае график этой зази имости представляет прямую линию, нанлененную под определенным углом

620332

25

5 к абсциссе прямоугольных координат.

Тангенс этого угла изменяется в эави симости от значения температуры жидкого металла и химсостава стали.

В сумматоре 6 производится суммирогание всех поступивших сигналов.

Полученный обобщенный сигнал, соответствующий скорости вытягивания слитка 0,8 м/мин и указанным выше технологическим параметрам процесса разливки, подается в делительное устройство 9 и далее в регулятор 11 расхода воды. Регулятор 11 управляет исполнительным механизмом 12, установленным на трубопроводе 14, а измеритель 13 расхода воды фиксирует текущий расход воды в форсуночной секции 15. При скорости вытягивания слитка 0,8 м/мин и указанных выше технологических параметрах процесса разливки устанавливается в форсуночной секции 15 расход воды 10 м/час.

При увеличении скорости вытягивания слитка до 1,2 м/мин изменяется температура поверхности слитка. Измененный сигнал V поступает в блок 5 умножения и далее в сумматор 6. В сумматор поступает также сигнал из блока 8 вычитания разницы температур поверхности слитка на входе и выходе из форсуночной секции 15Тв„-Твьд.

Полученный сигнал, соответствующий увеВ случае изменения других технологических параметров в процессе разливки: температуры жидкого металла, температуры поверхности слитка или химсостава разливаемой стали, также производится изменение сигнала (автоматически или оператором), поступающего в делительное устройство 9, и изменение расхода воды в форсуночной секции 15 производится во времени. При этом в блоке умножения получается другое значение произведения поступивших сигналов. Тангенс угла наклона прямой на графике расхода воды в зависимости от скорости вытягивания изменяется. В этом случае расходы воды в форсуночной секции будут иными.

Автоматическое регулирование расходов .воды в форсуночных секциях при помощи предлагаемого устройства позволяет избежать перегрева или переохлаждения поверхности слитка, что устраняет возникновение термических напряжений в оболочке слитка, превосходящих допустимые значения.

При изменении ширины слитка в сумматор 6 вводится сигнал при помощи ручного эадатчика 7 ширины слитка.

В этом случае к прежнему сигналу прибавляется доля, соответствующая увеличению ширины слитка. Вследствие

° 40

50

65,личению прироста расхода воды в форсуночной секции 15 с 10 до 14 м /час, подается в делительное устройство 9, в которое оператором был подан сигнал с задатчика 10 ручного ввода задержки времени. В делительном устройстве 9 сигнал, соответствующий увеличению расхода воды на 4 м/час, делится на время полного затвердевания слитка или на время переходного режима от одной установившейся скорости вытягивания слитка к другой

Делительное устройство 9 осуществляет постепенный рост сигнала в заданном канале регулятора ll до уровня сигнала, выдаваемого сумматором 6 в течение указанного времени, а регулятор 11 управляет исполнитель ным механизмом 12 в функции выходного сигнала с делительного устройства 9 и фактического значения расхода воды, измеряемого измерителем 1

С момента изменения скорости вытягивания исполнительный механизм 12 начинает открываться с темпом, позволяющим увеличивать расход воды в форсуночной секции с необходимой скоростью. При этом расход воды в форсуночной секции 15 прямо пропорционален изменению скорости вытягивания слитка. В этом случае наклонная прямая на графике расхода воды в зависимости от скорости вытягивания при данном изменении температуры поверхности слитка поднимается выше, с,ставаясь паралненьной самой себе. этого увеличивается расход воды в секции 15 эа счет подключения до-. полнительных Форсунок.

В результате применения предлагаемого устройства повышается точность регулирования расхода воды в соответствии с теоретически необходимыми закономерностями, снижается количество внутренних и наружных трещин, брак слитков сокращается; кроме того, отпадает необходимость применения сложных электронно-вычислительных машин, возможно применение простых суммирующих, множительных и делйтельных блоков.

Формула Изобретения устройство для автоматического регулирования расхода воды в зоне вторичного охлаждения установки не,прерывной разливки металлов, включаю щее задатчики ручного ввода темпера; туры жидкого металла, химсостава разливаемого металла и размеров слитка, датчики скорости вытягивания и температуры поверхности. слитка, множительно-делительное устройство, сумматор, регулятор, измеритель расхода воды, а также исполнительный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования расходов воды, задатчики ручного ввода химсостава и тем,пературы жидкого металла и датчик скорости подсоединены к блоку умноСоставитель A.Àáðîñèìîâ

Техред О.Андрейко Корректор Л.Небола

Редактор H.Êîçëîâà

Заказ 4459/10 Тираж 950 Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

7 62033 жения, выход которого соединен с сумматором, к которому подсоединены датчик температуры поверхности слитка и задатчик ручного ввода размера отливаемого слитка, а выход сумматора через делительный блок подсоединен к задавцему входу регулятора расхода воды в одной иэ секций эоны Ь вторичного охлаждения, при этом к

, Л,, . целительному блоку подсоединен задатчик задержки времени.,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Японии и 48-25612, кл. 11 В 091, 1973.

2. Патент Японии 9 49-36434, кл. 11 В 091, 1974.