PL186661B1

PL186661B1 - Sposób rozruchu operacji odlewania ciągłego metali

Info

Publication number: PL186661B1
Application number: PL98338193A
Authority: PL
Inventors: Luc Vendeville; Yann Breviere; Georges Mercier; Gilles Fellus; Karam Michel Abi; Yves René Leclercq
Original assignee: Thyssen Stahl Ag; Usinor
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2004-02-27
Also published as: ZA986185B; US6374902B1; SK285291B6; JP4224840B2; EP0998360B1; FR2766113B1; KR20010021889A; ES2184303T3; AU727961B2; WO1999003619A1; MXPA00000553A; DE69808299D1; RO120463B1; RU2216430C2; BR9811792A; KR100538966B1; TR200000104T2; UA59406C2; DK0998360T3; CA2296743C

Abstract

1 . Sposób rozruchu operacji odlewania ciaglego metali w urza- dzeniu odlewniczym posiadajacym kadz posrednia, która zawiera otwór spustowy zatykany zerdzia zatyczkowa osadzona w gniezdzie, mechaniczne elementy laczace usytuowane pomiedzy zerdzia zatycz- kowa 1 silownikiem sterujacym przemieszczaniem zerdzi zatyczkowej oraz krystalizator wypelniany cieklym metalem wyplywajacym przez ten otwór, znamienny tym, ze przed rozruchem odlewania: a) zerdz zatyczkowa (5) umieszcza sie w jej gniezdzie (6) pod wplywem wlasnego ciezaru, przy czym silownik (7) jest nieaktywny i w polozem u poczatkow ym (31) okreslony je st przez polozenie zerdzi zatyczkowej, b) okresla sie polozenie poczatkowe (31) silownika (7), c) napedza sie silownik (7) w kierunku zamkniecia otworu spu- stowego (3) i doprowadza sie do usuniecia zerdzi zatyczkow ej (5) w jej gniazdo (6), d) napelnia sie kadz posrednia (1) cieklym metalem (2), e) napedza sie silownik (7) i doprowadza sie go do regulowanego polozenia domkniecia (33) okreslonego przez z góry ustalona odle- glosc (d2 ) polozenia silownika wzgledem polozenia poczatkowego, oraz tym, ze przy rozpoczeciu odlewania f) napedza sie silownik (7) w kierunku otwarcia do polozenia (34) wedlug narzuconej zasady przemieszczenia silownika w funkcji czasu, przy czym czas (t1 ) do rozpoczecia odlewania okresla sie na podstawie tej zasady obliczajac wedlug niej czas potrzebny na przemieszczenie silownika od regulowanego polozenia domkniecia (33) do polozenia poczatkowego (31), po czym g) kontynuuje sie napedzanie silownika (7) w kierunku otwarcia i doprowadza sie do wplyniecia cieklego metalu do krystalizatora (20) FIG. 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozruchu operacji odlewania ciągłego metali, zwłaszcza stali, a w szczególności sposób rozruchu odlewania, gdy urządzenie odlewnicze gotowe jest do przyjęcia ciekłego metalu zawartego w zbiorniku transportowym takim jak kadź do odlewania stali.

Takie urządzenie klasycznie zawiera kadź pośrednią wyposażoną w wylew kadziowy i krystalizator. Kadź pośrednia zawiera ponadto element zamykający zwany żerdzią zatyczkową,

186 661 do zatykania wylewu kadziowego i regulowania natężenia przepływu ciekłego metalu w czasie odlewania.

Przed rozpoczęciem odlewania, w urządzeniu umieszcza się drąg startowy, który posiada łeb umieszczony w krystalizatorze, aby chwilowo zatkać go na początku odlewania, a żerdź zatyczkową umieszcza się w położeniu zamknięcia.

Aby zacząć odlewanie, ciekły metal z kadzi przelewany jest do kadzi pośredniej.

Następnie otwiera się żerdź zatyczkową, aby ciekły metal wypływając przez wylew kadziowy mógł wypełnić krystalizator. Wówczas, gdy ciekły metal w krystalizatorze osiągnie z góry ustalony poziom, drąg rozruchowy przemieszcza się do dołu, aby zapoczątkować wyciąganie odlewanego wyrobu, co najmniej częściowo skrzepniętego po zetknięciu się go z chłodzonymi ściankami krystalizatora.

Jednym z problemów takiej operacji jest ustalenie chwili, w której ma rozpocząć się wyciąganie takiego wyrobu biorąc pod uwagę, zwłaszcza wymagany poziom ciekłego metalu w krystalizatorze i czas potrzebny do uzyskania dostatecznie skrzepniętego wyrobu przed rozpoczęciem tego wyciągania. I tak, pojawienie się ciekłego metalu na wymaganym poziomie w krystalizatorze zależy od natężenia przepływu tego metalu w wylewie kadziowym, a więc zwłaszcza od położenia otwarcia żerdzi zatyczkowej.

Dla zautomatyzowania rozruchu, znane jest stosowanie czujnika poziomu umożliwiającego wykrycie dojścia ciekłego metalu do wymaganego poziomu w krystalizatorze i ustalanie, przy pomocy tego czujnika, chwili rozpoczęcia wyciągania odlewanego wyrobu.

Ponadto, znane jest także stosowanie czujników poziomu umieszczanych na krystalizatorze w celu sterowania natężeniem przepływu lub prędkością wyciągania podczas odlewania tak, aby zachować w przybliżeniu stały poziom ciekłego metalu w krystalizatorze podczas całego procesu odlewania. Jednak, takie czujniki mogą być umieszczone tylko na górze krystalizatora.

Na ogół tego rodzaju czujniki charakteryzują się małą odległością wykrywania i są ustawione tak, aby móc zmierzyć zmiany poziomu w pobliżu zadanego poziomu podczas odlewania. Czujniki te wykrywają więc jedynie ciekły metal w krystalizatorze, gdy zbliża się on do zadanego poziomu. Stąd też, podczas prawie całego czasu trwania wypełniania krystalizatora nie można kontrolować poziomu ciekłego metalu. Ponadto wówczas, gdy czujnik może wreszcie wykryć obecność ciekłego metalu, a więc sterować rozpoczęciem wyciągania odlewanego wyrobu, potrzeba trochę czasu zanim to wyciąganie ulegnie stabilizacji, przez co poziom ciekłego metalu może znacznie przekroczyć wcześniej zadany poziom. Można tego częściowo uniknąć sterując jednocześnie zamknięciem żerdzi zatyczkowej, aby zmniejszyć natężenie wlewanego metalu. Jednak, czas reakcji żerdzi zatyczkowej, której położenie ustalane jest przez siłownik, nie może być na tyle zmniejszony, aby całkowicie uniknąć występowania takiego problemu. Ponadto, bezwładność przepływu ciekłego metalu i bezwładność elementów sterujących żerdzią zatyczkową, prowadzą do zmian poziomu, które mogą trwać przez pewien okres czasu zanim regulacja, a zatem i poziom ciekłego metalu nie ulegną stabilizacji, i dopóki odlewanie nie stanie się równomierne.

Innym problemem jest określenie czasu rozpoczęcia odlewania użytecznego, to jest chwili, w której ciekły metal zawarty w kadzi pośredniej zaczyna wypływać z niej po otwarciu otworu spustowego przez żerdź zatyczkową. Ten problem jest również związany z możliwością regulacji podnoszenia poziomu ciekłego metalu w krystalizatorze, a który to poziom jest niewykrywalny podczas większej części operacji jego wypełniania. Jedynym sposobem regulacji tego podnoszenia poziomu jest więc oddziaływanie na natężenie przepływu ciekłego metalu wypływającego z kadzi pośredniej, który zależy od dokładności położenia żerdzi zatyczkowej .

Niemiecki opis patentowy DE 3 421 344 opisuje sposób rozruchu odlewania zgodnie z którym, zwłaszcza w celu uniknięcia szkodliwego krzepnięcia przy rozruchu, i rozpoczęcia odlewania od momentu, w którym żerdź zatyczkowa osadzona jest w swoim gnieździe, przewidziana jest pierwsza faza maksymalnego otwarcia, następnie faza częściowego ponownego otwarcia i w końcu faza utrzymywania żerdzi zatyczkowej w pozycji otwarcia, ewentualnie z zachowaniem ruchu drgającego, w celu regulacji natężenia przepływu.

186 661

Jednak, określenie położenia żerdzi zatyczkowej zwykle dokonywane jest przez przyrządy pomiarowe umieszczone na elementach sterujących żerdzią zatyczkowa, a nie na samej żerdzi zatyczkowej. Wynika stąd, że wskazania podane przez te przyrządy pomiarowe nie podają dokładnie położenia samej żerdzi zatyczkowej, co jest skutkiem nieuniknionych luzów występujących na połączeniach mechanicznych łączących żerdź zatyczkową z jej elementami sterującymi. Stąd też, że nie tylko występuje przesunięcie w czasie pomiędzy sygnałem sterującym otwarcia dla żerdzi zatyczkowej i początkiem rzeczywistego otwarcia, a więc początkiem przepływu ciekłego metalu, ale w rezultacie także i to, że wskazanie położenia żerdzi zatyczkowej nie odzwierciedla dokładnie położenia użytecznego, które określa natężenie przepływu ciekłego metalu. Otóż, tylko przez znajomość dokładnej chwili rozpoczęcia odlewania, i natężenia przepływu, można podczas wypełniania dokładnie określić poziom ciekłego metalu w krystalizatorze.

Ten problem jest szczególnie kłopotliwy w przypadku odlewania ciągłego pomiędzy cylindrami, gdyż określenie dokładnej chwili rozpoczęcia wyciągania odlewanego wyrobu jest szczególnie ważne w tej technice. Jest więc konieczne precyzyjne poznanie dokładnej chwili rozpoczęcia przepływu i wydatku wypełniania zwłaszcza, że przy odlewaniu ciągłym między cylindrami, czas wypełniania krystalizatora pomiędzy rozpoczęciem przepływu i początkiem wyciągania jest bardzo krótki.

Celem wynalazku jest rozwiązanie tych różnych problemów, a w szczególności umożliwienie dokładnego określenia chwili rzeczywistego rozpoczęcia odlewania i natężenia przepływu ciekłego metalu podczas fazy wypełniania krystalizatora.

Zgodnie z wynalazkiem, sposób rozruchu operacji odlewania ciągłego metali w urządzeniu odlewniczym posiadającym kadź pośrednią, która zawiera otwór spustowy zatykany żerdzią zatyczkową osadzoną w gnieździe, mechaniczne elementy łączące usytuowane pomiędzy żerdzią zatyczkową i siłownikiem sterującym przemieszczaniem żerdzi zatyczkowej oraz krystalizator wypełniany ciekłym metalem wypływającym przez ten otwór, charakteryzuje się tym, że przed rozruchem odlewania:

a) żerdź zatyczkową umieszcza się w jej gnieździe pod wpływem własnego ciężaru, przy czym siłownik jest nieaktywny i w położeniu początkowym określony jest przez położenie żerdzi zatyczkowej,

b) określa się położenie początkowe siłownika,

c) napędza się siłownik w kierunku zamknięcia otworu spustowego i doprowadza się do wsunięcia żerdzi zatyczkowej w jej gniazdo,

d) napełnia się kadź pośrednią ciekłym metalem,

e) napędza się siłownik i doprowadza się go do regulowanego położenia domknięcia określonego przez z góry ustaloną odległość położenia siłownika względem położenia początkowego oraz tym, że przy rozpoczęciu odlewania

f) napędza się siłownik w kierunku otwarcia do położenia według narzuconej zasady przemieszczenia siłownika w funkcji czasu, przy czym czas do rozpoczęcia odlewania określa się na podstawie tej zasady obliczając według niej czas potrzebny na przemieszczenie siłownika od regulowanego położenia domknięcia do położenia początkowego, po czym

g) kontynuuje się napędzanie siłownika w kierunku otwarcia i doprowadza się do wpłynięcia ciekłego metalu do krystalizatora.

Korzystnie, podczas etapu c) wsuwa się żerdź zatyczkową do jej gniazda aż siła naporu wywarta przez siłownik osiągnie z góry ustaloną wartość.

Korzystnie też, podczas etapu c) wsuwa się żerdź zatyczkową do jej gniazda aż siłownik osiągnie z góry ustalone położenie.

Korzystnie, podczas rozruchu odlewania i po ustawieniu siłownika w położeniu początkowym, kontynuuje się otwarcie żerdzi zatyczkowej aż do położenia wypełnienia krystalizatora, znajdującego się poniżej położenia pełnego otwarcia, przy czym to położenie wypełnienia utrzymuje się podczas wypełniania krystalizatora.

Korzystnie, zanim w krystalizatorze poziom ciekłego metalu osiągnie nominalny z góry ustalony poziom odlewania, uruchamia się układ regulacji tego poziomu, który reguluje poziom ciekłego metalu jak tylko poziom ten osiągnie poziom bliski poziomowi nominalnemu.

186 661

Sposób według wynalazku umożliwia dokładne określenie chwili, w której ciekły metal zacznie przepływać pomiędzy żerdzią zatyczkową i jej gniazdem. Ta chwila następuje dokładnie wówczas, gdy żerdź zatyczkowa opuszcza swoje gniazdo.

Teoretycznie, wystarczyłoby utrzymać żerdź zatyczkową dokładnie w tym położeniu i rozpocząć przemieszczanie jej ku górze, aby odsunąć ją od gniazda, przy czym dokładnie określona chwila początku przemieszczania żerdzi zatyczkowej określałaby chwilę rozpoczęcia odlewania.

Jednak, w praktyce jest to niemożliwe, ponieważ z powodu nieuniknionych luzów występujących w mechanicznych elementach łączących, umieszczonych pomiędzy żerdzią zatyczkową a siłownikiem, i z powodu nacisku wywartego na żerdź zatyczkową przez ciekły metal zawarty w kadzi pośredniej, jest jasne, że nawet gdyby siłownik utrzymany był w położeniu stałym, czyli w tak zwanym położeniu początkowym, w którym żerdź zatyczkowa ustawiona jest w swoim gnieździe, dokładne położenie żerdzi zatyczkowej będzie zmieniać się podczas napełniania kadzi pośredniej ciekłym metalem, zwłaszcza w następstwie kasowania luzów mechanicznych lub w następstwie zjawisk rozszerzalności cieplnej.

W rezultacie szczelność żerdzi zatyczkowej względem swojego gniazda nie byłaby już dalej zapewniona, i mogłyby wystąpić przepływy ciekłego metalu w sposób niepożądany, zanim nie nastąpi napełnienie kadzi pośredniej.

Aby tego uniknąć, klasycznie według stanu techniki, operator uruchamia siłownik do przemieszczania żerdzi zatyczkowej przed rozpoczęciem napełniania kadzi pośredniej tak, aby żerdź zatyczkową mocno docisnąć do jej gniazda. Jednak wówczas jest praktycznie niemożliwe, aby operator wiedział dokładnie kiedy żerdź zatyczkowa znajdzie się w granicznym położeniu szczelności względem swojego gniazda, jeśli ustala on pracę siłownika w kierunku przeciwnym, ponieważ położenie siłownika nie pozostanie w zgodności z położeniem żerdzi zatyczkowej.

Założeniem wynalazku jest sztuczne ustalenie ponownie tej zgodności położenia wychodząc z przekonania, że chociaż nie ma dokładnej zgodności między poszczególnymi położeniami żerdzi zatyczkowej i siłownika, gdy siłownik ten napędzany jest w jednym kierunku, a następnie w drugim kierunku, to jednak ustali się ponownie tę zgodność jeśli rozważy się przemieszczenie żerdzi zatyczkowej tylko w jednym kierunku, a mianowicie w kierunku otwarcia.

Dlatego, według wynalazku, określa się więc dokładnie dające się zmierzyć, a więc powtarzalne, położenie siłownika, zwane regulowanym położeniem domknięcia, jak również zasadę przemieszczania siłownika w kierunku otwarcia, to jest w kierunku odpowiadającym przemieszczeniu żerdzi zatyczkowej ku górze.

Regulowane położenie domknięcia zdefiniowane jest przez wstępnie ustaloną odległość rozważaną od położenia siłownika wówczas, gdy powoduje on właśnie odsunięcie żerdzi zatyczkowej od jej gniazda, to jest od położenia początkowego.

Należy zauważyć, że to położenie początkowe siłownika nie jest określone przez operatora ani też przez jakiekolwiek działanie na ten siłownik, ale wynika jedynie z sił ciężkości wywieranych na urządzenie, a w szczególności na żerdź zatyczkową. Zetknięcie się żerdzi zatyczkowej z jej gniazdem zachodzi jedynie pod wpływem ciężaru tej żerdzi, co określa położenie początkowe siłownika. Należy więc zaznaczyć, że przy określaniu położenia początkowego, żerdź zatyczkowa ustala położenie siłownika, podczas gdy w czasie odlewania, położenie żerdzi zatyczkowej ustala siłownik.

Zasada sterowania przemieszczaniem siłownika w funkcji czasu jest ustalana doświadczalnie zgodnie z cechami urządzenia odlewniczego i procesu tak, aby ustalić odpowiednio określoną zależność pomiędzy przemieszczeniem siłownika i przemieszczaniem żerdzi zatyczkowej, gdy tylko przemieszczając się ku górze, żerdź zatyczkowa odsunie się od swojego gniazda. Jednak, przed tą chwilą, nie ma tak dokładnie określonej zależności, ale jedynie określenie położenia siłownika w funkcji czasu tak, że rzeczywiste położenie żerdzi zatyczkowej nie jest związane z położeniem tego siłownika.

Ta zasada pozwala więc, na początku etapu f), zapewnić przemieszczenie siłownika tak, że nie będzie proporcjonalnego przemieszczenia żerdzi zatyczkowej, przy czym to przemieszczenie

186 661 siłownika odpowiada w pewnym sensie usunięciu naprężeń wywołanych przez siłę docisku żerdzi zatyczkowej do jej gniazda.

Następnie, po usunięciu naprężeń, to jest od chwili, w której następuje odsunięcie żerdzi zatyczkowej od jej gniazda, przemieszczenie siłownika prowadzi do przemieszczenia żerdzi zatyczkowej, a więc do przepływu ciekłego metalu zawartego w kadzi pośredniej, przy czym natężenie przepływu ciekłego metalu jest wówczas regulowane poprzez działanie na siłownik, i zależne od położenia tego siłownika.

Powyższe wyjaśnienie ma na celu wyjaśnienie zasady wynalazku i dlatego w gruncie rzeczy jest dość teoretyczne. W praktyce, jest oczywiste, że rzeczywiste rozpoczęcie przepływu nie odpowiada dokładnie chwili, w której żerdź zatyczkowa odsuwa się od jej gniazda, w szczególności dlatego, że geometria powierzchni styku nie jest idealna, i ponieważ w grę wchodzą cechy fizyczne ciekłego metalu (płynność, napięcie powierzchniowe, itd.). To dlatego zasada przemieszczania siłownika określana jest doświadczalnie, przy czym jednym z celów wynalazku jest na ogół możliwość zapewnienia powtarzalności warunków rozruchu przy kolejnych odlewaniach.

Jak zauważono, żerdź zatyczkową wpycha się do jej gniazda aż siła naporu wywarta przez siłownik osiągnie z góry ustaloną wartość lub aż siłownik ten osiągnie z góry ustalone położenie.

Niezależnie od przypadku, nacisk wywierany na żerdź zatyczkową przed wprowadzeniem ciekłego metalu do kadzi pośredniej, musi być wystarczający, aby zapewnić dobrą szczelność pomiędzy żerdzią zatyczkową i jej gniazdem, bez ryzyka, że ta szczelność będzie zakłócona przy napełnianiu kadzi pośredniej. Jednak, to położenie domknięcia będzie znajdować się poza położeniem regulowanego domknięcia w kierunku zamknięcia.

Zaletą opisanego sposobu jest i to, że podczas rozruchu odlewania i po ustawieniu siłownika w położeniu początkowym, otwarcie żerdzi zatyczkowej jest prowadzone aż do położenia wypełnienia znajdującego się poniżej położenia pełnego otwarcia, przy czym to położenie napełnienia utrzymuje się w czasie wypełniania krystalizatora.

Położenie to pozwala w rzeczywistości zapewnić wypełnianie krystalizatora przy regulowanym natężeniu przepływu tak, że podnoszenie się ciekłego metalu w krystalizatorze dokonuje się możliwie spokojnie i tak, że regulacja poziomu, która jest znana ze stanu techniki, może nastąpić bez tworzenia się gwałtownego falowania wówczas, gdy poziom ciekłego metalu w krystalizatorze dojdzie w pobliże poziomu nominalnego. Unika się zatem całego ryzyka przelania się ciekłego metalu poza krystalizator. Zapewnia się zatem również, spokojne przejście pomiędzy fazą rozruchu, czyli czasem, w którym poziom w krystalizatorze będzie w przybliżeniu poziomem nominalnym, a początkiem wyciągania odlewanego wyrobu.

Kolejną zaletą rozwiązania jest zapewnienie układu regulacji poziomu ciekłego metalu zanim jego poziom w krystalizatorze nie osiągnie nominalnego i z góry ustalonego poziomu odlewania. Układ ten reguluje poziom, jak tylko poziom ciekłego metalu osiągnie poziom bliski poziomowi nominalnemu.

Regulacja poziomu, dobrze znana w urządzeniach do odlewania ciągłego, jest więc stosowana zanim poziom ciekłego metalu może zostać wykryty przez czujnik klasycznie stosowany w układach regulacyjnych. Regulacja jest jednak ustawiona tak, aby zabezpieczyć ją przed tendencją powodującą dodatkowe otwarcie żerdzi zatyczkowej (co byłoby normalne, ponieważ poziom ciekłego metalu jest wtedy znacznie poniżej poziomu normalnego). Jednak, ponieważ obwody regulacyjne są w trakcie działania zanim czujnik nie wykryje ciekłego metalu wlewanego do krystalizatora, układ regulacji działa bez opóźnienia od chwili, w której poziom tego metalu zostanie wykryty. Wynika stąd, że reakcja powodowana przez tę regulację, gdy wlewany metal dochodzi do poziomu w przybliżeniu nominalnego, jest spokojniejsza i nie wytwarza gwałtownych przemieszczeń żerdzi zatyczkowej lub gwałtownych zmian prędkości przy wyciąganiu odlewanego wyrobu.

Sposób według wynalazku wyjaśniony zostanie przykładowo w oparciu o urządzenie przedstawione na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do odlewania ciągłego stali do krystalizatora, a fig. 2 pokazuje wykres ilustrujący położenie pomiarowe siłownika sterującego żerdzią zatyczkową w funkcji czasu.

186 661

Urządzenie do odlewania ciągłego, przedstawione na fig. 1 w trakcie odlewania, posiada kadź pośrednią zawierającą ciekły metal 2, zaopatrzoną w otwór spustowy 3 wyposażony w wylew kadziowy 4. Otwór spustowy 3 może być 15 zatkany żerdzią zatyczkową 5 po osadzeniu jej w gnieździe 6. Przemieszczenia żerdzi zatyczkowej realizowane są za pomocą siłownika 7 połączonego z żerdzią zatyczkową 5 przez elementy mechaniczne łączenia, takie jak dźwignia 8 przegubowo zamocowana w łożysku 9.

Urządzenie zawiera ponadto, co jest znane, krystalizator 20, którego ścianki są intensywnie chłodzone, aby ochłodzić i doprowadzić do skrzepnięcia ciekłego metalu wlanego do krystalizatora przez wylew kadziowy 4. W warunkach normalnego odlewania, metal skrzepnięty co najmniej częściowo w postaci, na przykład, kęsiska płaskiego 21 wyciągany jest z krystalizatora w kierunku do dołu za pomocą ciągnących walców 22 napędzanych obrotowo silnikami, które nie zostały pokazane na rysunku.

Siłownik 7 wyposażony jest w czujnik położenia 10, który umożliwia stały pomiar dokładnego położenia tłoczyska tego siłownika. Urządzenie zawiera ponadto układ regulacyjny 11, schematycznie przedstawiony na rysunku, który połączony jest również z czujnikiem poziomu 12 umożliwiającym wykrycie i pomiar poziomu 23 ciekłego metalu w krystalizatorze.

Układ regulacyjny 11 połączony jest również z zaworem elektromagnetycznym 13, lub równoważnym elementem sterującym, który steruje ruchami siłownika 7, jak również z silnikami walców 22 w celu regulowania ich prędkości. Wszystkie te środki są znane w istniejących urządzeniach odlewniczych.

Należy jednak zauważyć, że przez siłownik należy rozumieć nie tylko klasyczny cylinder z tłoczyskiem ruchomym przesuwnie w korpusie tego cylindra, taki jak siłownik 7 przedstawiony na fig. 1, ale również każdy inny człon wykonawczy mogący zapewnić tę samą funkcję przemieszczania żerdzi zatyczkowej.

Wykres według fig. 2 pokazuje tytułem przykładu, sposób według wynalazku, a w nim zmiany położenia d siłownika 7 w funkcji czasu, od chwili tuż przed rozpoczęciem procesu aż do dojścia do normalnych warunków odlewania.

Położenie początkowe 31 odpowiada położeniu „0” siłownika, czyli dotyczy zmierzonego położenia tłoczyska siłownika wówczas, gdy żerdź zatyczkowa 5 spoczywa pod wpływem własnego ciężaru w gnieździe 6. Siłownik nie jest poddany wtedy żadnemu ciśnieniu sterowanemu przez zawór elektromagnetyczny 13, a położenie tłoczyska określone jest wówczas jedynie przez położenie żerdzi zatyczkowej 5. Z przedstawionego przykładu jasno wynika, że ciężar żerdzi zatyczkowej 5 i ciężar tłoczyska siłownika 7 wywierają naciski na dźwignię 8, które skierowane są do dołu, i że w rezultacie, na poziomie wszystkich przegubów nieuniknione luzy występują na górze przegubów 51 i 61 związanych z żerdzią zatyczkową i tłoczyskiem siłownika na dźwigni, jak i przegubu łożyska 9 związanego z dźwignią 8 urządzenia.

Wychodząc z tego położenia, siłownik 7, jest wówczas sterowany tak, że jego tłoczysko przemieszcza się o wielkość d_n aby skompensować różne luzy wskazane powyżej, i aby silnie docisnąć żerdź zatyczkową 5 do swojego gniazda 6. To położenie zachowane jest podczas napełniania kadzi pośredniej 1 ciekłym metalem, jako z góry ustalone położenie (32).

Zamiast określać na tym etapie położenie siłownika d„ można określić również nacisk lub ciśnienie zasilania tego siłownika, jak to już zostało wskazane.

Po napełnieniu kadzi pośredniej 1, siłownik 7 napędzany jest tak, aby przemieścić tłoczysko w położenie zwane regulowanym położeniem domknięcia (33). To położenie określone jest przez odległość d₂ w stosunku do położenia początkowego. Odległość ta może być, na przykład, wstępnie określoną wartością procentową, na przykład, 3% całkowitego skoku tłoczyska siłownika. Odległość taka w praktyce określana będzie doświadczalnie tak, aby nie była zbyt duża, ale jednocześnie na tyle wystarczająca, aby żerdź zatyczkowa 5 była mocno dociśnięta do swojego gniazda 6, i aby nie było żadnego luzu w poszczególnych punktach przegubowych urządzenia.

To położenie będzie wówczas uważane jako punkt wyjścia pracy siłownika zgodnie z zasadą narzuconego otwarcia omówioną powyżej.

186 661

Ta zasada zobrazowana jest na fig. 2 i odpowiada przedstawionemu położeniu 34. Jak przedstawiono, to położenie ustalające przemieszczenie tłoczyska siłownika w funkcji czasu ma na wykresie postać liniową. Jednak ta postać nie jest konieczna, ponieważ krzywa reprezentująca tę zasadę, może nieco odbiegać od linii prostej, w zależności od kinematyki elementów łączących usytuowanych pomiędzy siłownikiem i żerdzią zatyczkową, jak i od warunków wypełniania krystalizatora, jak to będzie wykazane poniżej.

Znając więc zasadę przemieszczenia tłoczyska siłownika, odległość d₂ i czas t₀, w którym przemieszczenie tłoczyska siłownika sterowane jest zgodnie z tą zasadą, dokładny czas rozruchu t, będzie określony przez obliczenie, jako czasu, wartości t₀ + At, przy czym At jest czasem potrzebnym, aby tłoczysko siłownika przemieściło się na odległość d₂. W tym czasie, przemieszczanie tłoczyska siłownika uwolnione zostanie od nacisku wywieranego przez żerdź zatyczkową na jej gniazdo podczas fazy kontrolowanego domknięcia, i będzie ono także eliminować wszystkie luzy na przegubach w kierunku przeciwnym do tych, które powstawały podczas wywierania ciśnienia przez siłownik przed napełnieniem kadzi pośredniej. Zespół siłownika, dźwigni i żerdzi zatyczkowej znajduje się wówczas w przybliżeniu w tej samej sytuacji jak podczas rozruchu, ponieważ wywierane siły są praktycznie takie same jak te wywierane podczas rozruchu, przy czym jedyna różnica polega na tym, że w tym przypadku siłownik ciągnie żerdź zatyczkową ku górze, zaś podczas rozruchu to żerdź zatyczkowa ustala położenie tego siłownika.

Począwszy od czasu t„ otwór spustowy otwiera się stopniowo, przy czym stopniowanie otwarcia regulowane jest przemieszczeniem siłownika, którego ruch ciągły odbywa się pod kontrolą narzuconej zasady, aż do punktu określonego przez odległość d₃, przy czym ta odległość d₃ określona jest w sposób odpowiadający danemu otwarciu żerdzi zatyczkowej. To otwarcie może być inne niż maksymalne otwarcie przewidziane dla normalnego stanu odlewania, który nastąpi dopiero po rozpoczęciu wyciągania odlewanego wyrobu. Począwszy od czasu t„ ciekły metal zawarty w kadzi pośredniej zaczyna wypływać do krystalizatora przy natężeniu przepływu określonym przez otwarcie żerdzi zatyczkowej, to jest stopniowo wzrastając aż siłownik osiągnie położenie d₃, stabilizując się przy wartości narzuconej podczas trwania wypełniania krystalizatora, czyli do położenia wypełnienia 35.

Podczas trwania wypełniania krystalizatora, ale przed rozpoczęciem wyciągania odlewanego wyrobu, natężenie przepływu ciekłego metalu może więc być różne od natężenia nominalnego, przy którym metal ten wypływać będzie z kadzi pośredniej do krystalizatora po uruchomieniu walców wyciągających. Tylko wówczas, poziom ciekłego metalu w krystalizatorze dochodzi w pobliże poziomu czujnika poziomu 12, aby regulacja poziomu, znana jako taka, przejęła sterowanie siłownika 7, jak również ewentualnie prędkości ciągnących walców 22, aby przystosować natężenie przepływu do prędkości wyciągania zachowując w przybliżeniu stały poziom ciekłego metalu w krystalizatorze, co jest dobrze znane.

Wynalazek nie jest ograniczony do sposobu rozruchu, który został tu opisany jedynie tytułem przykładu. W szczególności, sposób według wynalazku może być korzystnie stosowany w urządzeniach do odlewania ciągłego między cylindrami.

Również, zamiast stosowania czujnika położenia 10 umieszczonego bezpośrednio na siłowniku i mierzącego położenie żerdzi zatyczkowej, wykorzystać można wszystkie inne przyrządy pomiarowe odpowiednie dla dokładnego określenia położenia elementów sterujących żerdzią zatyczkową

186 661

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób rozruchu operacji odlewania ciągłego metali w urządzeniu odlewniczym posiadającym kadź pośrednią, która zawiera otwór spustowy zatykany żerdzią zatyczkową osadzoną w gnieździe, mechaniczne elementy łączące usytuowane pomiędzy żerdzią zatyczkową i siłownikiem sterującym przemieszczaniem żerdzi zatyczkowej oraz krystalizator wypełniany ciekłym metalem wypływającym przez ten otwór, znamienny tym, że przed rozruchem odlewania:

a) żerdź zatyczkową (5) umieszcza się w jej gnieździe (6) pod wpływem własnego ciężaru, przy czym siłownik (7) jest nieaktywny i w położeniu początkowym (31) określony jest przez położenie żerdzi zatyczkowej,

b) określa się położenie początkowe (31) siłownika (7),

c) napędza się siłownik (7) w kierunku zamknięcia otworu spustowego (3) i doprowadza się do usunięcia żerdzi zatyczkowej (5) w jej gniazdo (6),

d) napełnia się kadź pośrednią (1) ciekłym metalem (2),

e) napędza się siłownik (7) i doprowadza się go do regulowanego położenia domknięcia (33) określonego przez z góry ustaloną odległość (d₂) położenia siłownika względem położenia początkowego, oraz tym, że przy rozpoczęciu odlewania

f) napędza się siłownik (7) w kierunku otwarcia do położenia (34) według narzuconej zasady przemieszczenia siłownika w funkcji czasu, przy czym czas (t,) do rozpoczęcia odlewania określa się na podstawie tej zasady obliczając według niej czas potrzebny na przemieszczenie siłownika od regulowanego położenia domknięcia (33) do położenia początkowego (31), po czym

g) kontynuuje się napędzanie siłownika (7) w kierunku otwarcia i doprowadza się do wpłynięcia ciekłego metalu do krystalizatora (20).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas etapu c) wsuwa się żerdź zatyczkową (5) do jej gniazda (6) aż siła naporu wywarta przez siłownik (7) osiągnie z góry ustaloną wartość.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas etapu c) wsuwa się żerdź zatyczkową (5) do jej gniazda (6) aż siłownik (7) osiągnie z góry ustalone położenie (32).
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas rozruchu odlewania i po ustawieniu siłownika (7) w położeniu początkowym (31), kontynuuje się otwarcie żerdzi zatyczkowej (5) aż do położenia wypełnienia (35) krystalizatora, znajdującego się poniżej położenia pełnego otwarcia, przy czym to położenie wypełnienia utrzymuje się podczas wypełniania krystalizatora.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zanim w krystalizatorze poziom (23) ciekłego metalu osiągnie nominalny z góry ustalony poziom odlewania, uruchamia się układ regulacji tego poziomu, który reguluje poziom ciekłego metalu jak tylko poziom ten osiągnie poziom bliski poziomowi nominalnemu.