SU1486266A2 - СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ И УСТРОЙСТВО для ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ - Google Patents

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металла. Цель изобретения — увеличение выхода

2

годного и производительности разливки. Сигналы, пропорциональные температуре первой узкой стенки, постоянно поступают на первый и второй входы сумматора 20, а сигналы от второй узкой стенки — на входы сумматора 21. С выходов сумматоров 20 и 21 сигналы, пропорциональные сумме температур каждой узкой стенки, поступают на первый и второй входы сумматора 22, на выходе которого формируется управляющий сигнал, пропорциональный разности между суммами температур каждой узкой стенки и поступающий через усилитель 23 на привод 24 исполнительного механизма перемещения стакана параллельно широким стенкам в направлении уменьшения указанной разности температур. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1486266

3

1486266

4

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов.

Цель — увеличение выхода годного и производительности разливки.

На чертеже приведена схема устройства, предназначенного для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит датчики 1 температуры узких рабочих стенок кристаллизатора, первый алгебраический сумматор 2, второй алгебраический сумматор 3, третий алгебраический сумматор 4, первый усилитель 5, привод 6 исполнительного механизма поворота разливочного стакана 7, четвертый алгебраический сумматор 8, пятый алгебраический сумматор 9, задатчик 10 максимально допустимого значения, блок 11 логического сложения, блок 12 оповещения, датчик 13 скорости, функциональный преобразователь 14, шестой алгебраический сумматор 15, седьмой алгебраический сумматор 16, восьмой алгебраический сумматор 17, девятый алгебраический сумматор 18, блок 19 логического умножения, десятый алгебраический сумматор 20, одиннадцатый алгебраический сумматор 21, двенадцатый алгебраический сумматор 22, второй усилитель 23 и привод 24 исполнительного механизма перемещения разливочного стакана параллельно широким стенкам кристаллизатора.

В качестве датчиков температуры узких рабочих стенок кристаллизатора могут быть использованы зачеканенные в стенку хромель-копелевые термопары, в качестве задатчика максимального допустимого значения, алгебраических сумматоров, блоков логического сложения и умножения, усилителя, функционального преобразователя — серийные приборы такого же функционального назначения из приборного комплекса АКЭСР; в качестве блока оповещения — световое табло или зуммер; в качестве датчика скорости — техогенератор.

В процессе разливки, вследствие неравномерного воздействия потоков жидкой стали, неодинаковых физико-механических свойств стакана или других факторов, степень размыва выпускных отверстий стакана со стороны одной или другой узкой стенки кристаллизатора может быть разной, при этом количество жидкого металла, направленного из отверстий на узкие стенки, неодинаковое. В этом случае оболочка слитка со стороны отверстия с большим поперечным сечением размывается сильнее. Это ухудшает условия формирования одинаковой ее толщины по периметру, а вследствие неравномерной толщины оболочки возникают термические напряжения при охлаждении слитка, что ведет к повышенному трещинообразованию на поверхности слитка и, кроме того, может произойти разрыв оболочки после ее выхода из кристаллизатора.

Как показали исследования тепловых процессов в кристаллизаторе, рабочие стенки которого были оборудованы медьконстантановыми термопарами, при неодинаковой степени размыва выпускных отверстий стакана со стороны одной или другой узкой стенки температура рабочей поверхности на уровне падения струи жидкого металла повышается на той узкой стенке, на которую направлено отверстие с большим поперечным сечением. Значение же разностей температур в угловых точках каждой из стенок в этом случае практически не изменяется. Следовательно, сигнал управления для восстановления условий формирования оболочки слитка не вырабатывается, а кроме того, поворотом стакана это различие условий формирования не скомпенсировать. Для восстановления условий формирования оболочки слитка необходимо произвести корректировку положения стакана путем его перемещения параллельно широким стенкам кристаллизатора.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, снимаемые с датчиков 1 температуры, размещенных на первой и второй узких стенках кристаллизатора в местах, прилегающих к углам слитка на уровне падения струи из боковых выпускных отверстий стакана, поступают соответственно на входы алгебраических сумматоров 2 и 3, на выходе которых формируются сигналы, пропорциональные разностям температур первой и второй узких стенок кристаллизатора, поступающие на вход алгебраического сумматора 4, на выходе которого формируется управляющий сигнал на поворот стакана 7 в направлении уменьшения разностей температур, поступающий на вход усилителя 5 и далее на привод 6 исполнительного механизма.

Кроме того, эти сигналы, пропорциональные разностям температур, с выходов алгебраических сумматоров 2 и 3 поступают на первые входы алгебраических сумматоров 8 и 9, на вторые входы которых поступает сигнал от задатчика 10 максимально допустимого значения. В случае превышения максимально допустимого значения сигналы рассогласования с выходов этих алгебраических сумматоров поступают на вход блока 11 логического сложения и далее на вход блока 12 оповещения, который дает световой или звуковой сигнал на смену стакана при наличии на входе блока 11 хотя бы одного сигнала рассогласования.

Одновременно сигнал,пропорциональный скорости разлива и вырабатываемый датчиком 13, постоянно поступает на вход функционального преобразователя 14, в котором реализуется экспериментально полученная функция Т={(У). С выхода преобразователя 14 сигнал поступает на первые входы алгебраических сумматоров 15—18, на вторые

5

1486266

6

входы которых поступают сигналы с датчиков 1 температуры. Сигналы рассогласования с выходов сумматоров 15—18 поступают на вход блока 19 логического умножения и далее на вход блока 12 оповещения, причем сигнал на выходе блока 19 логического умножения появляется лишь тогда, когда все выходные сигналы алгебраических сумматоров 15—18 положительны. Это происходит при одновременном понижении температуры во всех замеряемых точках ниже значения, вырабатываемого преобразователем 14. В этом случае блоком 12 оповещения выдается сигнал о разрушении донной части стакана и необходимости его замены.

Кроме того, сигналы, пропорциональные температурам первой узкой стенки, постоянно поступают на первый и второй входы алгебраического сумматора 20, а сигналы, пропорциональные температурам второй узкой стенки, постоянно поступают на первый и второй входы алгебраического сумматора 21. С выходов алгебраических сумматоров 20 и 21 сигналы, пропорциональные сумме температур каждой узкой стенки, поступают на первый и второй входы алгебраического сумматора 22, на выходе которого формируется управляющий сигнал, пропорциональный разности между суммами температур каждой узкой стенки и поступающий через усилитель 23 на привод 24 исполнительного механизма перемещения стакана 7 параллельно широким стенкам кристаллизатора в направлении уменьшения указанной разности температур.

Пример. На машине непрерывного литья заготовок разливают сталь марки ЗСП в медный кристаллизатор длиной 1200 мм в слитки сечением 0,25χ1,29 м² со /скоростью 1 м/мин. Разливку производят через глуходонный разливочный стакан с боковыми отверстиями, расположенными вдоль большой оси кристаллизатора, причем стакан уста,новлен по центру поперечного сечения кристаллизатора. Датчики 1 температуры, представляющие собой естественные термопары медь—Константин, причем медным электродом является рабочая стенка, установлены на глубине 5 мм от поверхностей, обращенных к вытягиваемому слитку, на узких стенках, в местах, прилегающих к углам слитка, на уровне 0,45 м от верхней кромки кристаллизатора и показывают температуру, равную 145°С. В этом случае на выходе алгебраических сумматоров 2 и 3 отсутствуют сигналы, пропорциональные разностям температур в местах установки термопар на каждой стенке, сумма температур на каждой стенке одинаковая (290°С), и на выходе алгебраического сумматора 22 также отсутствует сигнал рассогласования, пропорциональный разности между суммами температур каждой стенки, поэтому коррекция положения стакана 7 путем его поворота и

перемещения не производится. На задатчике 10 максимально допустимого значения установлено значение, пропорциональное разности температур в 20°С.

В какой-то момент времени, вследствие размыва выпускного отверстия, например, направленного на первую узкую стенку, в местах установки термопар на этой стенке значения, температур установились 150 и 140°С и появилась разность температур в 10°С. Сигнал, пропорциональный разности температур в 10°С, с выхода алгебраического сумматора 3 прошел на вход алгебраического сумматора 4 и далее через усилитель 5 на привод 6 исполнительного механизма, начинающего поворачивать стакан 7 в направлении уменьшения этой разности. Поворот стакана привел к возникновению разности в показаниях термопар, установленных на второй узкой стенке, что привело к появлению сигнала на выходе алгебраического сумматора 2. Поворот осуществляется до тех пор, пока на обоих стенках не установится равная минимальная разность показаний термопар. Как только в процессе регулирования значения разностей температур превысили 20°С, на выходе алгебраических сумматоров 8 и 9 появился сигнал рассогласования, который через схему блока 11 логического сложения, поступил на вход блока 12 оповещения. Блок оповещения выдал световой или звуковой сигнал на замену стакана. После замены стакана управление процессом разливки осуществляется указанным способом. В процессе разливки сигнал, пропорциональный скорости разливки в 1 м/мин, с выхода датчика 13 скорости постоянно поступает на вход функционального преобразователя 14, реализующего функцию 7=70—60V (°С), т. е. для скорости 1 м/мин на выходе преобразователя 14 вырабатывается сигнал, пропорциональный температуре в 130°С. Этот сигнал поступает на первые входы алгебраических сумматоров 15—18, на вторые входы которых поступают сигналы, пропорциональные текущей температуре от датчиков 1, которые показывают в данный момент 140 и 135°С на каждой узкой стенке. Сигналы рассогласования, пропорциональные разностям (130— 140°С) и (130—135°С) поступают на вход блока 19 логического умножения, при этом сигнал на его выходе отсутствует, так как все четыре входных сигнала отрицательны. Разность температур в углах 140—135°С составляет 5°С, поэтому сигнал на выходе алгебраических сумматоров 8 и 9 также отсутствует и блок 12 оповещения не сигнализирует о замене стакана. Сумма температур в углах на каждой стенке составляет 275°С (140°-Н 35°), поэтому отсутствует сигнал рассогласования на выходе алгебраического сумматора 22 и перемеще7

1486266

8

ние стакана 7 параллельно стенкам кристаллизатора также не производится.

Вследствие воздействия потоков стали произошло разрушение дна стакана. В этом случае значения температур в замеряемых 5 точках резко понизились и стали равны 120, 123, 128 и 125°С. На выходе алгебраических сумматоров 15—18 значения сигналов, пропорциональных разностям (130— 120), (130—123), (130—128) (130—125)°С ₁₀ стали положительными по знаку, следовательно, на выходе блока 19 логического умножения появился сигнал, поступивший на вход блока оповещения. Блок оповещения выдал световой или звуковой сигнал на замену стакана. После установки нового ста- 15 кана по центру поперечного сечения кристаллизатора управление процессом разливки осуществляется указанным способом. Текущие значения температуры в углах каждой узкой стенки при скорости разливки 1 м/мин составляют 145 и 140°С. Сигналы, пропорциональные этим значениям, постоянно поступают на входы алгебраических сумматоров 2, 3, 15—18, 20 и 21. Так как разность температур (145—140)°С одинаковая на обеих стенках, то дальнейший поворот 25 стакана не производится. Значение разности на 5°С меньше максимально допустимой, поэтому сигнал о замене стакана на блоке оповещения отсутствует. Поскольку текущие значения температуры больше вырабатываемых преобразователем 14, то на блоке 12 оповещения отсутствует и сигнал о разрушении донной части. Сумма температур на каждой узкой стенке составляет (145 + 140) °С, поэтому сигнал рассогласования на выходе алгебраического сумматора 22 отсутствует и перемещение стакана 7 не производится. 35

В какой-то момент времени, вследствие большого размыва выпускного отверстия, например, со стороны первой узкой стенки, или некоторого смещения промежуточного ковша в сторону этой стенки, температура до в местах установки термопар в обоих углах этой стенки поднялась до 150° и 145°С соответственно. Сумма температур на первой узкой стенке составила 295°С, а на второй — 285°С. Так как разность температур на каждой стенке не изменилась и составляет 5°С, 45 то поворот стакана не производится. На выходе алгебраического сумматора 22 появился сигнал рассогласования, пропорциональный разности в 10°С между суммами 295 и 285°С от алгебраических сумматоров 20 и 21. Этот сигнал с выхода алге- $0 браического сумматора 22 прошел через усилитель 23 на привод 24 исполнительного механизма, который произвел перемещение

стакана параллельно широким стенкам кристаллизатора в сторону второй узкой стенки до достижения суммами температур на каждой стенке разных значений.

Техническое преимущество предлагаемого технического решения перед известными заключается в возможности стабилизации условий формирования оболочки слитка путем контроля разности между суммой температур рабочей поверхности первой узкой стенки в местах, прилегающих к углам слитка на уровне падения струи из боковых выпускных отверстий стакана, и суммой температур рабочей поверхности второй узкой стенки в тех же местах и на том же уровне и перемещения стакана в направлении уменьшения указанной разности.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ управления процессом непрерывной разливки металлов по авт. св. № 1353568, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годного и производительности разливки, дополнительно определяют разность между суммой температур рабочей поверхности первой узкой стенки в местах, прилегающих к углам слитка на уровне падения струи из боковых выпускных отверстий стакана, и суммой температур рабочей поверхности второй узкой стенки в тех же местах и на том же уровне и по величине этой разности перемещают стакан параллельно широким стенкам кристаллизатора в направлении уменьшения указанной разности температур.
2. 2. Устройство для управления процессом непрерывной разливки металлов по авт. св. № 1353568, отличающееся тем, что, с целью увеличения выхода годного и производительности разливки, оно дополнительно содержит десятый, одиннадцатый и двенадцатый алгебраические сумматоры, второй усилитель и привод исполнительного механизма перемещения стакана параллельно широким стенкам кристаллизатора, причем входы десятого алгебраического сумматора соединены с выходами датчиков температуры первой узкой стенки кристаллизатора, входы одиннадцатого алгебраического сумматора соединены с выходами датчиков температуры второй узкой стенки кристаллизатора, а выходы десятого и одиннадцатого алгебраических сумматоров соединены с входами двенадцатого алгебраического сумматора, выход которого соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с приводом исполнительного механизма перемещения стакана параллельно широким стенкам кристаллизатора.