Устройство для автоматического определения интенсивности охлаждения слитка в кристаллизаторе установки непрерывной разливки металла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11935206 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 020680 (21) 2934384/22-02

Р(М К з с присоединением заявки М (23) Приоритет

В 22 Р 11/16

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий ($3) УДК 621.746. .27(088.8) Опубликовано 150682. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 150682

Б.И. Краснов, Ю.Я. Трейстер, М.И. Лебедева, f0.И .Зимин и A.Â. Сколобанов

1I

1 .(Всесоюзный научно-исследовательский инбтруут автоматизации черной металлургии (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ИНТЕНСИВНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ СЛИТКА

В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОЙ

РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к литейному производству, точнее к литью металлов и может быть использовано в системах управления режимами работы кристаллизатора на установках непрерывной разливки металла.

Известно устройство для автоматического определения интенсивности охлаждения слитка в кристаллизаторе, состоящее из оптических пирометров, визированных на каждую грань непрерывного слитка и подсоединенных на входы алгебраического сумматора, выход которого подключен к регистратору (1).

Недостатком этого устройства является то, что оптическими пирометрами измеряются температуры лишь ограниченных локальных участков на гранях слитка, что не позволяет оценить эффективность охлаждения всего сечения (периметра) слитка в кристаллизаторе.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому. результату является устройство для автоматического определения интенсивности охлаждения слитка в (кристаллиэаторе установки непрерывной разливки металла, состоящее из датчика расхода охлаждающей воды к отдельным стенкам кристаллиэатора, датчиков перепада температуры охлаждающей воды в каждой стенке кристаллиэатора, блоков умножения по числу стенок кристаллиэатора, к которым подключены датчики расхода и перепада температур охлаждающей воды соответствующих стенок, и алгебраическоГо сумматора, на вход которого подключены блоки умножения по числу. всех стенок крнсталлизатора. При этом на выходе алгебраического сумматора выделяется сигнал, пропорциональный тепловому потоку, отводимому от непрерывного слитка в кристаллизаторе (2).

Недостатком указанного устройст-, ва является его инерционность, которая не позволяет использовать в системах регулирования информации об интенсивности охлаждения слитка в. кристаллиэаторе.

Время установления нового значения теплового потока для кристаллизатора 250x1650 nm, соответствующее изменению скорости разливки с

0,2 м/мин до 0,6 м/мин, составляет

3,2 — 5,4 мин в зависимости от состава экэотермической смеси, запол935206 няющей зеркало металла н кристаллизаторе.

Такая инерционность известного устройства затрудняет использование получаемой от него информации для целей управления, в частности для 5 своевременного изменения расхода охладителя непосредственно под кристаллиэатор. Это обстоятельство может привести к местным утонениям оболочки непрерывного слитка и воз- I0 можному прорыву ее жидким металлом, к тяжелой аварии в машине.

Целью изобретения является повышение качестна металла, выходящего с установки. 15

Указанная цель достигается тем, что н устройство, состоящее из датчика расхода охлаждающей воды к отдельным стенкам кристаллизатора, датчикон перепада температуры охлаждающей воды в каждой стенке кристаллиэатора, блоков умножения по числу стенок кристаллизатора, к которым подключены датчики расхода и перепада температур охлаждающей воды соответствующих стенок и алгебраического сумматора, на вход которого подключены блоки умножения по числу всех стенок кристаллизатора, дополнительно вводят кольцевой тонкостенный водяной коллектор, размещенный по всему периметру непрерывного слитка, датчик перепада температуры воды в указанном коллекторе, датчик расхода воды через коллектор, еще один блок умножения, на входы которого подклю- 35 чены датчик перепада температуры воды в коллекторе и датчик расхода воды через коллектор, второй алгебраический сумматор, на вход которого подключен выход блока умножения, 40 а также третий алгебраический сумматор с подключенными на его входы первым и вторым алгебраическими сум- маторами, выход которого подключен к регистратору интенсивности охлаждения непрерывного слитка в кристаллизаторе °

В качестве блоков умножения и алгебраических сумматоров могут быть использованы серийные приборы иэ 50 комплекса АКЭСР.

Выбор внутреннего диаметра водяного коллектора 0,003 — 0,0085 размера широкой стенки кристаллизатора и расстояний от поверхности слитка

3 — 6 диаметров коллектора обусловлен стремлением получить небольшие постоянные времени изменения температурного перепада воды в нем при изменении теплосодержания непрерывного слитка с использованием относительно небольших рабочих давлений сетевой воды от 6 кгм/см. В этом случае постоянная времени изменения температурного перепада в коллекторе находится н пределах б,б — 8,3 с 65 при использовании стандартных термометров сопротивления ТСМ, что вполне удовлетворяет качеству работы системы вторичного охлаждения. При этом скорость воды н коллекторе беэусловно не меньше 5 м/с, что гарантирует нас от местных вскипаний воды и нарушений тем самым режима работы устройства.

С соблюдением всех этих условий приведенное устройство градуируется в единицах теплового потока, отводимого от слитка в кристаллиэаторе, с использованием данных по измерению тепловых потоков непосредственно в кристаллизаторе.

При этом информация от первого алгебраического сумматора о тепловом потоке непосредственно в стенках кристаллиэатора вводится в третий алгебраический сумматор с весовым коэффициентом 0,2-0,3, а от перепада температуры воды в коллекторе — с весовым коэффициентом 0,7-0,8, что по данным экспериментальным исследований позволяет получить наилучшую воспроизводимость показаний при прочих равных условиях (не хуже 80120 ккал/м ч) .

На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического управления интенсивностью охлаждения слитка в кристаллиэаторе УНРМ.

Устройство содержит датчики 1 расхода охлаждающей воды к отдельным стенкам кристаллиэатора, термометры

2 сопротивления температуры воды на нходе и выходе иэ каждой стенки кристаллизатора, подключенные к датчикам 3 перепада температуры охлаждающей воды в каждой стенке кристаллиэатора, блоки 4 умножения по числу стенок кристаллизатора, к которым подключены датчики 1 расхода и датчики 3 перепада температур охлаждающей воды соответствующих стенок кристаллизатора, алгебраический сумматор 5 с подключенным к нему блоками умножения отдельных стенок кристаллизатора, кольцевой коллектор б, термометры 7 сопротивления на подводящем и отводящем патрубках к коллектору, датчик 8 температурного перепада воды на коллекторе, на вход которого подключены укаэанные термометры 7, датчик 9 расхода охлаждающей воды через коллектор, еще один блок 10 умножения, на входы которого подключены датчик 8 температурного перепада и датчик 9 расхода охлаждающей воды через коллектор, второй алгебраический сумматор

11, на вход которого подключен выход блока 10 умножения, а также третий алгебраический сумматор 12 с подключенными на его вход алгебраическими сумматорами 5 и .11, выход же этого

935206 третьего алгебраического сумматора

12 подключен на вход регистратора 13.

Устройство работает следующим образом.

При изменении интенсивности теплоотвода в кристаллиэаторе, что фик- 5 сируется термометрами 2 сопротивления и датчиком 3 температурного перепада, на выходе блоков 4 умножения, куда поступает также информация о количестве прокачиваемой через соответствующую стенку кристаллизатора воды от датчика 1 расхода воды, формируется новое значение величины теплоотвода. Эти новые значения величин теплоотвода от отдельных стенок 5 кристаллизатора суммируются на сумматоре 5, проходя на его выход с соответствующим весовым коэффициентом.

Одновременно изменение интенсивности теплоотвода от слитка в кристаллизаторе приводит к изменению температуры его поверхности на выходе иэ кристаллиэатора. Указанные изменения температуры воспринимаются охлаждающей водой, проходящей через кольцевой коллектор 6, что фиксируется термометрами сопротив ления и приводит к изменению сигнала на выходе датчика 8 температур,ного перепада. С учетом сигнала от датчика 9 расхода охлаждающей воды на кольцевой коллектор на выходе блока 10 умножения формируется сигнал, пропорциональный новому значению тепловосприятия от непрерывного слитка. Этот сигнал проходит с соответствующим весовым коэффициентом на выход второго алгебраического сумматора ll и далее также как и сигнал от алгебраического сумматора 5 поступает на вход третьего алгебраи- 40 ческого сумматора 12 и далее оба просуммированных сигнала поступают на регистратор 13, где и .отображается интенсивность теплоотвода в кристаллизаторе. Предлагаемое изобрете- 4$ ние находится в стадии выполнения технического проекта.

Предлагаемое устройство позволяет ликвидировать утонение оболочки непрерывного слитка, возможный про- gp рыв ее жидким металлом и повысить качество отливаемого металла путем использования информации об интенсивности охлаждения слитка в кристаллиэаторе в 2 раза.

Формула изобретения

Устройство для автоматического определения интенсивности охлаждения слитка в кристаллиэаторе установки непрерывной разливки металла, состоящее иэ датчиков расхода охлаждающей воды к отдельным стенкам кристаллиэатора, датчиков перепада температур охлаждающей воды в каждой стенке кристаллизатора, блоков умножения по числу стенок кристаллиэатора, к которым подключены датчики расхода и перепада температур охлаждающей воды соответствующих стенок, и алгебраического сумматора, на вход которого подключены блоки умножения по числу всех стенок кристаллизатора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения качества отлнваемого металла и надежности работы установки, в устройство дополнительно введены кольцевой тонкостенный водяной коллектор,размещенный под кристаллизатором по всему периметру непрерывного слитка, температуры, датчик перепада температуры воды в указанном коллекторе, датчик расхода воды через коллектор, второй блок умножения, второй алгебраический,третий алгебраический сумматор и регистратор интенсйвности охлаждения непрерывного слитка в кристаллизаторе, причем выход термометров соединен с входом датчика перепада температуры воды коллектора, а выход этого датчика соединен с входом второго блока умножения, другой вход которого соединен с выходом датчика расхода, выход второго блока умножения соединен с входом второго сумматора, выход второго сумматора соединен со входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход третьего сумматора с входом регистратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 2657068, кл. В 22 D 11/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 461794, кл. В 22 D 11/14, 1975.

935206

Составитель Г. Демин

Редактор Н. Горват Техред Ж. Кастелевич Корректор ° р ц

A. Г иценко

Заказ 4103/15 Тираж В52 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4