Способ управления режимом работы кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК B22D11/16 

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

Цель изобретения - улучшение качества металла и повьш1ение выхода годного.

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

Устройство содержит последовательно соединенные задатчик 1 угла наклона рабочей стенки 2 кристаллизатора, первый блок 3 сравнения, усилитель 4 и исполнительный механизм 5, а также измеритель 6 расхода газа.

подаваемого в зону контакта слитка

7с рабочей стенкой 2 кристаллизатора, выход которого соединен со вторым входом первого блока 3 сравнения. Устрой. лтво также содержит задатчик

8давления 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, оснащенный дифференциально-трансфорСлд

матерным датчиком, В качестве изме ригеля давления газа используется манометр типа MII4-VI, оснащенный . токовым датчиком. В качестве блоков сравнения и задатчиков значений применяются серийно выпускаемые приборы соответствующего функционального назначения на приборного комплекса АКЭСР;

Устройство работает следующим образом.

Измеритель 9 давления газа непрерывно измеряет давление инертного газа, подаваемого в зону контакта слитка 7 с узкой рабочей стенкой 2, и формирует сигнал, которьй поступает на первый вход блока 10 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 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 8, 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 задатчи- ка 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 А, где усиливается до мощности, необходимой для управления Иу полнительным механизмом 5 привода наклона рабочей стенки 2 кристаллизатора.

При постоянстве давления инертног газа с увеличением зазора, а точнее некоторой эффективной величины (аналог аэродинамического сопротивления) , между слитком и рабочей стенкой возрастает расход газа, вследст0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вие 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 зЬну контакта слитка 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 кристаллизатором. 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 газ следует подавать на участке, расположенном на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, 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 пытягивания слитка в 2 раза не превышает 25%. С учетом погрешности замера расхода газа точность регулирования угла наклона рабочей стенки криста;глизатора невысокая, Не6ол шой диапазон изменения расхода газа п нижней части кристаллизатор, с.Ь1язан с тем, что аэродинамические симротиилеиио газа

5

в этой зоне невелико вследствие близости выхода в атмосферу.

При расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, большем 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 ма этом участке не является достаточно информативным параметром для контроля условий контакта слитка с рабочей стенкой.

Поскольку повышение расхода газа свидетельствует о росте величины зазора между слитком и кристаллизатором, и следовательно, о снижении интенсивности теплообмена, то угол на- клона узкой рабочей стенки необходимо увеличить, что приводит к восстановлению зазора на требуемом уровне. Наоборот, 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 чрезмерному повышению интенсивности охлаждения корочки. Для восстановления требуемой интенсивности теплообмена угол наклона узкой стенки следует уменьшить.

Пример. На машине непрерывного литья заготовок в кристаллизатор сечением 129t) 250 мм и высотой 1200 мм разливают низкоуглеродистую 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 газ (аргон). Давление подаваемого газа поддерживают постоянньм. Измеренная величина расхода газа 12 л/ч, угол 1аклона рабочей стенки кристаллизатора при этом сохраняют неизменным. В другой момент времени расход газа повышается до 14,5 л/ч. В этом случае устройство для управления режи- мом работы кристаллизатора формирует управляющий сигнал, пропорциональный

.

5

, „

0

936

величине (14,5-12,0) 2,5 и угол

наклона рабочей стенки увеличивается

Техническое преимущество изобретения заключается в создании условий для оптимальной интенсивности теплообмена в кристаллизаторе путём регу- пирования его конусности, что позволит улучшить качество металла и повысить выход годного. Ожидается снижение брака по причине поражен- ности поверхностными трещинами на 0,1%.

Формула изобретения

1.Способ управления режимом работы кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок, включающий регулирование угла наклона узких рабочих стенок, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения качества металла и повьштения выхода годного, в зону контакта узкой рабочей стенки со слитком на расстоянии от нЕшнего торца кристаллизатора, равном 0,03-0,35 его высоты, под постоянным давлением подают инертный газ, измеряют расход газа и при повы- шеггии расхода газа угол наклона рабочей стенки увеличивают, а при сн 1жсяии уменьшают.

2.Устройство для управлечия режимом работы кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок, содержащее последовательно соединенные задатчик угла наклона рабочей стенки кристаллизатора, блок сравнения, усилитель и исполнительньй механизм, отличающееся тем, что,

с целью улучшения качества металла и пoвьшJeния 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.

Влияние уровня подачи инертного газа на диапазон изменения его расхода

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.

Расстояние от нижнего торца кристаллизатора в долях его высоты

Н2 Ч1К-Ф Ч1

Диапазон изменения расхода инертного газа, % при изменении скорости вытягивания слитка от 0,6 до 1,2 м/мин

/Ir