RU2038187C1

RU2038187C1 - Device for continuous casting of metal

Info

Publication number: RU2038187C1
Application number: RU92011603A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Лебедев; Альберт Павлович Щеголев; Владимир Алексеевич Тихановский; Александр Леонидович Кузьминов; Юрий Павлович Бойко; Владимир Сергеевич Луковников; Николай Викторович Фирсов; Юрий Иванович Жаворонков; Борис Николаевич Николаев
Original assignee: Производственное объединение "Южуралмаш"
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: foundry engineering. SUBSTANCE: invention is aimed to precise detection of defected spaces limits in ingots and reduce metal losses. The aim is achieved due to device construction. Device has split roller with auxiliary supports, source of directed emission, optical reflector and emission receiver. Supports bodies are mounted on a frame. Device is provided with closed shell positioned in a frame parallel to roller. Directed emission source is placed inside the shell at its side about longitudinal axle. Frame mounted auxiliary support body is set up with a margin on a frame body for its movement and is fixed to the frame with the drives inside the shell. Emission receiver is mounted on one of them. Directed emission receiver of the following device variety is provided with luminous flux former made as planoconvex lens and reflector is made as spherical concave mirror. EFFECT: enhanced quality. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к установкам непрерывной разливки металлов, снабженным в зоне вторичного охлаждения разрезными роликами с промежуточными опорами. The invention relates to metallurgy, and more particularly, to continuous metal casting plants equipped with split rollers with intermediate bearings in the secondary cooling zone.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство непрерывной разливки металла, включающее направляющие ролики в зоне вторичного охлаждения и систему контроля границ дефектных участков слитков [1]
Недостатком этого устройства является недостаточная точность определения границ дефектных участков слитков.Closest to the proposed device is a continuous casting of metal, including guide rollers in the secondary cooling zone and a system for monitoring the boundaries of defective sections of ingots [1]
The disadvantage of this device is the lack of accuracy in determining the boundaries of defective sections of the ingots.

Цель изобретения повышение точности определения границ дефектных участков и сокращение потерь металла. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the boundaries of defective areas and reduce metal loss.

Цель достигается тем, что устройство для непрерывной разливки металлов включает разрезной ролик с промежуточными опорами, корпуса которых смонтированы на раме, а также источник направленного излучения, оптический отражатель и приемник излучения. The goal is achieved in that the device for continuous casting of metals includes a split roller with intermediate supports, the housings of which are mounted on the frame, as well as a source of directional radiation, an optical reflector and a radiation receiver.

Устройство снабжено закрытым кожухом, расположенным в раме параллельно ролику, внутри кожуха по продольной оси с торцам установлен источник направленного излучения, причем корпус промежуточной опоры смонтирован с зазором на корпусе рамы с возможностью перемещения и крепится к раме при помощи тяг, снабженных пружинами, причем тяги проходят через раму внутрь кожуха, на одной из которых установлен приемник излучателя. The device is equipped with a closed casing located parallel to the roller in the frame, a directional radiation source is installed inside the casing along the longitudinal axis with the ends, and the intermediate support casing is mounted with a gap on the frame casing with the possibility of movement and is attached to the frame using rods equipped with springs, and the rods pass through the frame into the casing, on one of which a radiator receiver is installed.

В следующем варианте устройства источник направленного излучения снабжен формирователем светового потока в виде плосковыпуклой линзы, а отражатель выполнен в виде сферического вогнутого зеркала. In a further embodiment of the device, the directional radiation source is equipped with a light flux former in the form of a plano-convex lens, and the reflector is made in the form of a spherical concave mirror.

Повышение точности определения границ дефектных участков слитков происходит вследствие непосредственной передачи перемещения корпуса промежуточной опоры на приемник излучения или оптический отражатель, а также вследствие размещения источника излучения, отражателя и приемника излучения в изолированном замкнутом объеме кожуха. В этих условиях исключается экранирующее для прохождения светового излучения воздействие пара, находящегося в бункере зоны вторичного охлаждения. Improving the accuracy of determining the boundaries of defective sections of ingots occurs due to the direct transfer of the displacement of the intermediate support body to the radiation receiver or optical reflector, as well as due to the placement of the radiation source, reflector and radiation receiver in an isolated enclosed volume of the casing. Under these conditions, the effect of steam shielding for the passage of light radiation in the bunker of the secondary cooling zone is excluded.

Сокращение потерь металла происходит вследствие точной вырезки из слитков участков с дефектной поверхностью. Reduction of metal losses occurs due to precise cutting of areas with a defective surface from ingots.

На фиг.1 показано устройство для непрерывной разливки металлов, продольный разрез; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1;на фиг.3 то же, с наклонным плоским отражателем; на фиг.4 то же, с формирователем светового потока и сферическим вогнутым отражателем. Figure 1 shows a device for continuous casting of metals, a longitudinal section; in Fig.3 a section aa in Fig.1; Fig.3 is the same with an inclined planar reflector; figure 4 is the same with the shaper of the light flux and a spherical concave reflector.

Устройство для непрерывной разливки металлов состоит из разрезных роликов 1 и 2, оси 3, промежуточной опоры 4, опор 5, тяг 6, пружин 7, рамы 8, гаек 9, кожуха 10, уплотнений 11, источника 12 излучения, приемника 13 излучения, плоского отражатeля 14, формирователя 15 светового потока, сферического отражателя 16. Позицией 17 обозначен непрерывнолитой слиток, σ-зазор между рамой и корпусом промежуточной опоры. A device for continuous casting of metals consists of split rollers 1 and 2, axis 3, intermediate support 4, bearings 5, rods 6, springs 7, frame 8, nuts 9, casing 10, seals 11, radiation source 12, radiation receiver 13, flat reflector 14, shaper 15 of the light flux, spherical reflector 16. Position 17 denotes a continuously cast ingot, σ-gap between the frame and the body of the intermediate support.

Устройство для непрерывной разливки металлов работает следующим образом. A device for continuous casting of metals works as follows.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подается сталь марки 3сп, из которого вытягивается слиток 17 сечением 250 х 1600 мм со скоростью 1,2 м/мин. В зоне вторичного охлаждения слиток 17 поддерживается и направляется при помощи разрезных роликов 1 и 2 с опорами 5 и промежуточными опорами 4. Ролики 1 и 2 смонтированы на подшипниках качения, опирающихся на общую ось 3. Ось 3 опирается на опоры 4 и 5. Опоры 5 опираются на корпус рамы 8 стационарно. Промежуточная опора 4 снабжена тягами 6, проходящими через корпус рамы 8, которые фиксируются гайками 9. Между опорой 4 и корпусом рамы 8 установлены пружины 7 сжатия, надетые на тяги 6. PRI me R. In the process of continuous casting, 3sp steel is fed into the mold, from which an ingot 17 with a cross section of 250 x 1600 mm is drawn at a speed of 1.2 m / min. In the secondary cooling zone, the ingot 17 is supported and guided by means of split rollers 1 and 2 with bearings 5 and intermediate bearings 4. Rollers 1 and 2 are mounted on rolling bearings based on a common axis 3. Axis 3 is supported on bearings 4 and 5. Support 5 based on the frame housing 8 stationary. The intermediate support 4 is equipped with rods 6 passing through the frame body 8, which are fixed by nuts 9. Between the support 4 and the frame body 8 compression springs 7 are mounted on the rods 6.

При помощи поворота гаек 9 под действием пружины 7 промежуточная опора 4 имеет возможность перемещения относительно рамы 8, образуя при этом с ней зазор σ величиной 0,4-1,0 мм. Перед началом процесса разливки при помощи поворота гаек 9 производится выверка положения бочек роликов 1 и 2 так, чтобы их образующие располагались по одной линии со стороны слитка 17. В корпусе рамы 8 установлен закрытый кожух 10, расположенный вдоль и параллельно роликов 1 и 2. Тяги 6 также проходят через корпус кожуха 10 через уплотнения 11, например резиновые. Внутри корпуса кожуха 10 с одного из торцов по продольной оси установлен источник 12 светового направленного излучения в виде, например, квантового генератора лазера марки ЛГ 208 Б. На одной из тяг 6 внутри кожуха 10 смонтирован со стороны источника 12 светового излучения приемник 13 светового излучения в виде ПЗС-линейки типа К 1200 ЦЛ 13. Приемник 13 светового излучения воспринимает световой поток от источника 12, преобразует его в электрический сигнал. Далее сигнал идет в блок обработки информации и далее на контроллер (на чертежах не показан). By turning the nuts 9 under the action of the spring 7, the intermediate support 4 has the ability to move relative to the frame 8, forming with it a gap σ of 0.4-1.0 mm. Before starting the casting process by turning the nuts 9, the position of the barrels of the rollers 1 and 2 is verified so that their generators are located in one line from the side of the ingot 17. A closed casing 10 is installed in the frame body 8, located along and parallel to the rollers 1 and 2. Traction 6 also pass through the housing of the casing 10 through seals 11, for example rubber. A light source 12 of directional radiation in the form of, for example, a laser generator of the LG 208 B brand is installed on one of the ends along the longitudinal axis inside the housing of the housing 10; on one of the rods 6 inside the housing 10, a light radiation detector 13 is mounted on the side of the light radiation source 12 in the form of a CCD line of type K 1200 TsL 13. The light emission receiver 13 senses the light flux from the source 12, converts it into an electric signal. Next, the signal goes to the information processing unit and then to the controller (not shown in the drawings).

При данной конструкции устройства (фиг.1) в процессе непрерывной разливки в случае образования на слитке поверхностных дефектов в виде, например, поясов, наплывов, заворотов и т.д. происходит деформация упругого прогиба оси 3 под действием этих поверхностных дефектов на долю величины зазора σ например, 0,05 мм. В этих условиях происходит сжатие пружины 7 и перемещение тяг 6 вместе с приемником 13 излучения. По величине сигнала с ПЗС-линейки производится определение наличия дефекта на поверхности слитка 17 или границы начала дефектного участка. После прохождения дефектного участка слитка 17 промежуточная опора 4 вместе с роликами 1 и 2, а также тяги б вместе с приемником 13 излучения, возвращаются в исходное положение. Сигналы о начале и конце дефектного участка поступают в ЭВМ АСУ непрерывной разливки стали, где отслеживается дефектный участок слитка по длине технологической оси. На участке резки слитков производится вырезка дефектных участков по сигналу от АСУ непрерывной разливки стали. With this design of the device (Fig. 1) during continuous casting in the case of formation on the ingot of surface defects in the form of, for example, belts, flows, inversions, etc. the elastic deflection of the axis 3 occurs under the action of these surface defects by a fraction of the gap value σ, for example, 0.05 mm. Under these conditions, the compression of the spring 7 and the movement of the rods 6 together with the receiver 13 of the radiation. The magnitude of the signal from the CCD line is used to determine the presence of a defect on the surface of the ingot 17 or the boundary of the beginning of the defective section. After passing the defective section of the ingot 17, the intermediate support 4 together with the rollers 1 and 2, as well as the rod b together with the radiation receiver 13, return to their original position. Signals about the beginning and end of the defective section are sent to the computer of the automated control system for continuous casting of steel, where the defective section of the ingot is monitored along the length of the technological axis. In the section for cutting ingots, defective sections are cut out by a signal from the automatic control system of continuous casting of steel.

Усилие пружины 7 рассчитывается на величину ферростатического давления металла в районе расположения подпружиненной промежуточной опоры 4, например, 7т. The force of the spring 7 is calculated on the value of the ferrostatic pressure of the metal in the area of the spring-loaded intermediate support 4, for example, 7t.

Ролики 1 и 2 с подпружиненной промежуточной опорой 4 монтируются в роликовые секции, располагаемые под кристаллизатором. Другие разрезные ролики имеют стационарные промежуточные опоры (фиг.2). Разрезные ролики с подпружиненной промежуточной опорой располагаются на расстоянии 0,2-1,0 м от нижнего торца кристаллизатора. The rollers 1 and 2 with a spring-loaded intermediate support 4 are mounted in the roller sections located under the mold. Other split rollers have stationary intermediate supports (figure 2). Cutting rollers with a spring-loaded intermediate support are located at a distance of 0.2-1.0 m from the lower end of the mold.

В другом варианте устройства (фиг.3) на одной из тяг 6 устанавливается плоский отражатель 14 излучения в виде плоского зеркала, стоящего под углом к оси кожуха 10, а приемник 13 излучения располагается в одной плоскости с источником 12 направленного излучения. В этом случае световое излучение проходит путь от источника 12 к отражателю 14 и обратно к приемнику 13. Перемещение отражателя 14 вместе с тягой б приводит к перемещению светового луча по приемнику 13 в виде ПЗС-линейки. In another embodiment of the device (Fig. 3), a flat radiation reflector 14 is mounted on one of the rods 6 in the form of a flat mirror at an angle to the axis of the casing 10, and the radiation receiver 13 is located in the same plane as the directional radiation source 12. In this case, the light radiation travels from the source 12 to the reflector 14 and back to the receiver 13. Moving the reflector 14 together with the rod b leads to the movement of the light beam along the receiver 13 in the form of a CCD line.

В последнем варианте устройства (фиг.4) источник 12 направленного излучения снабжен формирователем 15 светового потока в виде плоско-выпуклой зеркала-линзы, которая обеспечивает раскрытие светового потока внутри телесного угла, равного отношению половины диаметра зеркала отражателя к расстоянию от источника излучения до отражателя. Этот угол находится в пределах 30 мин. В этих условиях отражатель 16 выполняется в виде плоско-вогнутой зеркала-линзы. Световой поток от отражателя 16 фокусируется на приемнике-линейке ПЗС. In the latest version of the device (Fig. 4), the directional radiation source 12 is equipped with a light flux driver 15 in the form of a plano-convex mirror-lens, which ensures the disclosure of the light flux inside the solid angle equal to the ratio of half the diameter of the reflector mirror to the distance from the radiation source to the reflector. This angle is within 30 minutes. Under these conditions, the reflector 16 is in the form of a flat-concave mirror-lens. The luminous flux from the reflector 16 is focused on the CCD receiver line.

В общем случае разрезные ролики могут иметь несколько промежуточных опор по ширине слитка. Подпружиненные опоры могут находиться в нескольких местах как по ширине, так и по длине роликовой секции. In general, split rollers may have several intermediate supports along the width of the ingot. Spring-loaded supports can be in several places both in width and in the length of the roller section.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность определения границ дефектных участков поверхности слитка до + / 2 σ мм, за счет чего снижаются потери металла при вырезке дефектных участков слитка на 0,8% The application of the proposed device can improve the accuracy of determining the boundaries of defective sections of the surface of the ingot up to + / 2 σ mm, due to which the metal loss during cutting of defective sections of the ingot is reduced by 0.8%

Claims

1. DEVICE FOR CONTINUOUS METAL Pouring, containing guide rollers and a system for monitoring the boundaries of defective sections of ingots, characterized in that it is provided with a directional radiation source, an optical reflector, a radiation receiver and a closed casing, one of the guide rollers being made split with intermediate supports, the housing which are mounted on the frame, the closed casing is located in the frame parallel to the roller, inside the casing along the longitudinal axis from the end there is a source of directional radiation, while The mustache of the intermediate support is mounted with a gap on the frame body with the possibility of movement and attached to the frame using rods equipped with springs, the rods passing through the frame into the inside of the casing, a radiation receiver is installed on one of the rods.

2. The device according to claim 1, characterized in that a flat reflector is installed on one of the rods at an angle to the axis of the roller, and the radiation receiver is located in the same plane with the source of directional radiation.

3. The device according to claim 2, characterized in that the directional radiation source is equipped with a light shaper in the form of a plano-convex lens, and the reflector is made in the form of a spherical concave mirror.