Способ автоматического регулирования температурного режима получения отливок постоянных магнитов в установке направленной кристаллизации Советский патент 1990 года по МПК B22D27/04 

Изобретение относится к автоматическому управлению в специальной металлургии сплавов, в частности к получению отливок постоянных магнитов со столбчатой структурой, использующих метод направленной кристаллизации.

Цель изобретения - повышение производительности установки и улучшение качества постоянных магнитов.

На чертеже представлена функциональная схема установки для осуществления способа.

Установка содержит формы 1, донный холодильник 2, печь-кристаллизатор 3, которая состоит из индуктора 4, нагревателя 5 и футеровки 6, исполнительный механизм 7 с винтом 8, регулирующие устройства 9 - 11, датчики 12 - 14 температуры, блок 15 управления генератором, генератор 16, блок 17 сравнения, коммутаторов 18 и 19 сигналов, исполнительные механизмы 20 и 21 регулирующих вентилей, боковой холодильник 22.

Расплав заливают в предварительно прогретые формы 1, установленные на донный холодильник 2 в шахте печи-кристаллизатора 3, состоящей из индуктора 4, нагревателя 5 и ЛугеЈЛ 1

&

ГО

со к

ровки 6. Перемещение печи вверх относительно неподвижных форм осуществляется посредством исполнительного механизма 7, связанного с печью через ХОДОРОЙ винт 8 и управляемого регулирующим устройством 9. Установка содержит датчик 12 температуры футеровки, подключенный к блоку 15 .управления генератором 16 своим пер- вым выходомsа вторым выходом - к пер |вому входу блока 17 с равнения, второй дход которого соединен с выходом коммутатора 18 сигналов, поступающих к нему от датчика 13 температуры холодильника 2 и датчика 14 температуры формы 1 на первый и второй информационные входы, а первый информационный выход блока 17 сравнения соединен с входом регулирующего устройства 9, Коммутатор 19 управляющего сигнала своим первым входом подключен к вто- рому выходу блока 17 сравнения и информационному входу регулирующего устройства 10, первый выход которого соединен с исполнительным механизмом 20 регулирующего вентиля, второй выход соединен с третьим входом коммутатора 18, а третий выход - с вторым входом коммутатора 19, выхо которого соединен соответственно с входом регулирующего устройства 11, сигнал с выхода последнего управляет исполнительным механизмом 21 вентиля, регулирующего расход охладителя через боковой холодильник 22„

Установка работает следующим образом.

В процессе заливки расплава в предварительно прогретые формы 1, установленные на холодильник 2, ведется непрерывное измерение с помощью датчиков 12 и 13 градиента температур G

к иг

В связи с наличием большого градиента температур между расплавом и холодильником 2 металл начинает кристаллизоваться, образуя столбчатую структуру отливок. Градиент температур ОХИт в процессе кристаллизации и снижения интенсивности теплового потока через холодильник за счет уменьшения теплопроводности затвердевшего металла уменьшается и достигает равенства опорному напряжению, выстанавливае,мому в блоке 17 сравнения и соответствующему оптимальному градиенту для данного типа сплава. При дальнейшем уменьшении градиента сигнал с первого выхода блока 17 сравнения подает10

н

20

25

76232 4

ся в регулирующее устройство 10, с выхода которого управляющий сигнал поступает в исполнительный механизм 21 регулирующего вентиля и производит увеличение расхода воды через холодильник 2. Таким образом, изменение расхода воды через холодильник 2 производится пропорционально величине рассогласования преобразованных в градиент С„ит сигналов, посту- дающих от датчиков 12 и 13 температур, и опорного напряжения. Одновременно сигналом с блока 17 сравнения происходит включение регулирующего устройства 9 и исполнительного механизма 7 перемещения печи-кристаллизатора 3. Перемещение печи производится с постоянной скоростью, зависящее от типа сплава, заданной задатчиком регулирующего устройства 9, и равной скорости кристаллизации данного сплава. При этом с помощью индуктора 4, генератора 16, нагревателя 5 и блока 15 управления стабилизируется температура футеровки и шахты печи. В процессе вытяжки отливок магнитов, когда эффектиновсть теплоотвода через твердую фазу и стенки формы посред - ством холодильника 22 станет значительно меньше теплоотвода через боковые стенки формы в воздух, а регулирующий вентиль исполнительного механизма 20 полностью открыт сигналом с первого выхода регулирующего устройства 10, в коммутатор 19 подается сигнал на подключение первого выхода блока 17 сравнения к входу регулирующего устройства 11, ас второго выхода регулирующего устройства 10 подается сигнал к управляющему входу коммутатора 18, который переключает второй вход блока 17 сравнения сигналы с датчика (3 на датчик 14. С этого момента в регулирующем устройстве 11 вырабатывается сигнал, пропорциональный градиенту , а изменение расхода охладителя через холодильник 22 производится через регулирующий вентиль исполнительного механизма 21 пропорционально величине рассогласования преобразованных в градиент С зит сигналов, поступающих от датчиков 12 и 14, и опорного напряжения, соответствующего оптимальному градиенту температур.

Пример. Для роста кристаллов с оптимальной постоянной ско30

35

40

45

50

55

Ti

(У и

/

/3

Изобретение относится к специальной металлургии сплавов и может быть использовано для получения отливок постоянных магнитов (ПМ) методом направленной кристаллизации. Цель - повышение производительности установки и улучшение качества постоянных магнитов. Способ позволяет существенно повысить производительность печи-кристаллизатора (ПК) путем сокращения времени процесса вытяжки отливок ПМ, а также повысить качество отливок ПМ за счет перемещения с постоянной скоростью ПК. Перемещение ПК производится с постоянной оптимальной скоростью, поддерживая постоянным градиент температур в зоне кристаллизации путем изменения расхода охладителей через донный и боковой холодильники, причем градиент определяют измеряя температуру (Т) донного холодильника, Т футеровки около источника тепла и Т затвердевшей отливки ПМ ниже зоны кристаллизации. 1 ил.