Способ управления машиной непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК B22D11/16 

3

со со

О)

со

СА

инертного газа снижают, а при уменьшении - повышают. Кроме того, дополнительно измеряют расстояние от зеркала металла в кристаллизаторе 3 до его нижнего торца и при увеличении этого расстояния давление инертного газа снижают, а при уменьшении - повышают. Устройство для осуществления способа содержит последовательно соединенные измеритель 1 уровня металла в кристаллизаторе и преобразователь 4, а также последовательно соединенные блок 6 сравнения, усилитель 7 и

исполнительный механизм 8. Новизна устройства заключается в том, что оно дополнительно содержит задатчик 11 давления инертного газа, а также последовательно соединенные измеритель 9 веса металла в промежуточном ковше и сумматор 5, причем второй вход . .сумматора соединен с выходом преобразователя 4, а его выход соединен с входом блока 6 сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика 11 давления инертного газа. 2 н.и 1 3.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам непрерывной разливки металлов. Цель изобретения - повышение качества металла путем стабилизации уровня металла в кристаллизаторе при разливке с постоянной скоростью. Способ включает регулирование уровня металла в кристаллизаторе 3 путем изменения . давления инертного газа в герметизированной камере над промежуточным ковшом 10. Новизна способа заключается в том, что дополнительно измеряют вес металла в промежуточном ковше и § при увеличении веса металла давление илертн1 /й eai (П

1 ; Изобретение относится к металлур- j гни, в частности к непрерывной раз- Iливке металлов.

I Целью изобретения является повышв I ние качества металла путем стабилиза Iции уровня металла в кристаллизаторе при разливке с постоянной скоростью. ; На чертеже приведена функциональ- ная схема устройства, предназначенно I го для осуществления способа. Устройство для управления маши- ; ной непрерывного литья заготовок содержит последовательно соединенные I измеритель 1 уровня жидкого металла 2 в кристаллизаторе 3, преобразова- I тель 4, сумматор 5, блок 6 сравнения :усилитель 7 и исполнительный меха- низм 8, а также содержит измеритель I 9 веса металла в промежуточном ковше МО и задатчик 11 давления инертного газа, причем выход измерителя 9 веса металла в промежуточном ковше соединен с вторым входом сумматора 5, а выход задатчика 11 давления инертног газа соединен с вторым входом блока 6 сравнения.

В качестве измерителя уровня ме-. талла в кристаллизаторе 3 может применяться радиоизотопный датчик. В кач.естве измерителя веса металла в промежуточном ковше 10 может применяться магиитоупругий датчик серии ИУМ.

В качестве сумматора, блока сравнения и задатчика могут применяться серийно вьтускаемые приборы типа АКЭСР.

0

5

5

0

Устройство работает следующим образом.

Измеритель 1 уровня металла 2 в кристаллизаторе 3 вырабатывает импульсы, интенсивность которых пропорциональна высоте Нц столба жидкого металла 2. В соответствии с изменением интенсивности импульсов электронный преобразователь 4 выделяет электрический сигнал, который с коэффициентом передачи а поступает на первый вход сумматора 5. Измеритель

9веса металла в промежуточном ковше

10формирует сигнал, который с коэффициентом передачи а поступает на второй вход сумматора 5.

Величина ферростатического давления в промежуточном ковше определяется соотношением

0

Р

где Р G

GH

1

F РГ

G - GK

+ Р

г

(1)

ферростатическое давление; вес промежуточного ковша со сталью;

вес порожнего пр.омежуточного ковша;

площадь поперечного сечения промковша; давление инертного газа;

вес. жидкого металла в промковше.

В процессе работы измеритель 9 веса металла измеряет величину наполненного сталью промковша. Из (1) получают

G PF - PrF + GK

С учетом того, что целью регулирования является стабилизация ферроста- тического давления Р, имеют

d г

О

где f - время.

Из (2) и (3) получают

d d t

Из (4) следует, что для стабилизации ферростатического давления, скорость изменения давления инертного газа должна быть пропорциональна скорости изменения веса промковша с металлом, В этой связи коэффициент передачи аг должен быть пропорционален величине площади поперечного сечения дромковша.

Так как скорость изменения уровня металла в кристаллизаторе при неизменных прочих параметрах с изменением дав-- ления инертного газа в промежуточном ковше обратно пропорциональна коэффициенту гидравлического сопротивления течению металла из промковша в кристаллизатор, величина коэффициента передачи a должна быть обратно пропорциональна величине коэффициента гидравлического сопротивления, который является табличной величиной.

Коэффициенты а и а,2. вводятся, соответственно, с электронного преобразователя 4 и измерителя 9 веса металла. На выходе сумматора 5 вырабатывается сигнал, пропорциональный линейной комбинации (. + ). Этот сигнал является управлйю тим. В блоке 6 Сравнения он сравнивается с сигна.-. лом, вырабатываемым задатчиком 11 давления инертного газа, и давлее поступает на вход усилителя 7, где усиливается до мощности, необходимой для управления исполнительным механизмом 8 газового редуктора, регулирующего давление инертного газа.

Способ осуществляют следующим образом.

Во время разливки масса жидкого металла в промежуточном ковше может изменяться из-за непостоя-нства параметров технологического процесса, что ведет к изменению гидростатичес

кого напора, а следовательно, и к изменению условий кристаллизации металла. Дпя компенсации измерения гидро, статического напора жидкого метахша в предлагаемом способе в герметизированную камеру над промежуточным ковшом подают инертный газ, например аргон, причем подачу аргона согласо10 вывают с изменением массы (веса) металла в промежуточном ковше.

Гидростатический напор Рд жидкого металла определяется в соответствии с соотношением

15

Рж рВ Нпк,(5)

ч:

где Р - плотность жидкого металла; g - ускорение свободного паде- 20 ния;

Hf,, - высота столба жидкого металла в промежуточном ковше. В процессе разливки высота столба Hfjn может изменяться. О величине 25 изменения Н можно судить по изменению веса металла в соо тветствии с формулой

30

ДСпк g ДНпк Р

(6)

0

где AGnK величина изменения веса металла в промежуточном ковше;

uHfj - величина изменения гидро- 5статического напора жидкого металла;

F - площадь поперечного сечения рабочей полости промежуточного ковша.

0 Таким образом, изменение веса металла прямо пропорционально изменению гидростатического напора жидкого металла. При уменьшении веса металла в промежуточном ковше следует увели- 5 чить давление инертного газа в герметизированной камере над промежуточным ковшом на величину ДРг так,чтобы в течение всего процесса разливки сумма (Р Р РГ) оставалась неизменной. Это обеспечит постоянные гидродинамические условия кристаллизации металла, а следовательно, повысит его качество.

Пример. На машине непрерыв

ного литья заготовок по предложенному способу разливают сталь. Оптимальные гидродинамические условия процесса кристаллизации металла имеют место при гидростатическом напоре 1,2«

s 10 И/м . З ровень металла в кристаллизаторе следует стабилизировать при Нц, 1,,05. Пусть в какой -либо момент времени уровень металла сни- зился до Нц 1,02 м. Тогда сигнал, пропорциональный разности ( i 505-1 р02) с коэ1Ьфициентом передачи а поступает на вход сумматора, который корректирует управляющий сигнал и дав- ление ине ртного газа возрастает, а следовательно 5 уровень металла восстанавливается ,

Пусть в другой момент времени гидростатический напор СЕЙЗИЛСЯ до

jl.ilO Н/м тогда сигналS пропорциональный разности (152- К 1) с коэффициентом передачи а/) поступает

н второй вход сумматора., который корректирует управляющий сигнал таким образом что давление инертного газа возрастает а следовсгтельно., суммарное гидростатическое давление

восстанавливаетсяо Коэффициенты пере- 25 лизаторе и преобразовательз а также дачи а к а2. подбираются тгпсим обра- зоМр чтобы на входах сут даатора бьши величины одного порядка..

Техническое преимущество изобретения заключается в улучшении /словий зо кристаллизации металла путем стаби- Г5изацни гидростатического напора j что позволяет повысить качество металла. Ожидается снижение брака по прнчрше ораженности ликвацией на 10-15%.

35

последовательно соединенные блок сравнения, усилитель и исполнительный механизмэ отличающеес тем, что, с целью повышения качества металла путем стабилизации уровня ме талла в кристаллизаторе при разливке с постоянной скоростью, оно снабжено задс.тчиком давления инертного газа, а также последовательно соединенными измерителем веса металла в промежуточном ковше и суг-татором, причем второй вход сумматора соединен с выходом преобразователя, а вьосод сумма тора - с входом блока сравнения, вто рой вход которого соединен с выходом задатчика давления инертного газа.

b о р м у jj а и 3 о б р

н к я

I 1. Способ управления машиной не- Прерывного литья заготовок,, включаю- |ций регулирование уровня металла в

g

0

кристаллизаторе путем изменения давления инертного газа в герметизированной камере над промежуточным ковшом отличающийся тем, ЧТО; с целью повышения: качества металла путем стабилизации уровня металла в кристаллизаторе при разливке с постоянной скоростью, дополнительно измеряют вес металла в промежуточном ковше и при увеличении веса металла давление инертного газа снижают а при уменьагении - повышают.

3,Устройство для управления машиной непрерывного литья заготовок, содержащее последовательно соединенные измеритель уровня металла в кристаллизаторе и преобразовательз а также

последовательно соединенные блок сравнения, усилитель и исполнительный механизмэ отличающееся тем, что, с целью повышения качества металла путем стабилизации уровня металла в кристаллизаторе при разливке с постоянной скоростью, оно снабжено задс.тчиком давления инертного газа, а также последовательно соединенными измерителем веса металла в промежуточном ковше и суг-татором, причем второй вход сумматора соединен с выходом преобразователя, а вьосод сумма- тора - с входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика давления инертного газа.