SU307845A1 - Способ автоматического управления процессом непрерывной разливки металла - Google Patents

Description

Известен способ автоматического управлени  процессом непрерывной разливки металла , при котором регулируют скорость выт гивани  слитка по сигналам о величине напр жени  раст жени  в оболочке слитка, вызванного сцеплением оболочки со стенками кристаллизатора. Однако измер емое напр жение раст жени  в оболочке слитка, завис щее от усили  сцеплени  поверхности слитка со стенками кристаллизатора, не в полной мере характеризует суммарное раст гивающее напр жение, действующее в оболочке слитка на выходе его из кристаллизатора, так, как помимо раст гивающих усилий от трени  между оболочкой слитка и стенками кристаллизатора в оболочке возникают довольно значительные раст гивающие термические напр жени  Стерм, которые определ ютс  следующей зависимостью:

Отерм Ci-a-f-Ar,(1)

где С - коэффициент пропорциональности, а - коэффициент линейной усадки, Е - модуль упругости, АГ - перепад температур плавлени  и поверхности слитка.

вием ферростатического давлени  на узкие грани слитка афер. Эти напр жени  пропорциональны рассто нию от мениска расплавленного металла и обратно пропорциональны толщине оболочки слитка.

Напр жени  от ферростатического давлени  могут быть учтены согласно следующей зависимости:

Ло

- Са

(2)

фер

где С2 - коэффициент пропорциональности, учитывающий конструкцию и размеры кристаллизатора,

hu - рассто ние от мениска до рассматриваемой точки поверхности слитка, б - толщина оболочки слитка.

Термическое напр жение и напр жени  от

ферростатического давлени  в несколько раз

превышают напр жени , возникающие от

сцеплени  поверхности слитка со стенками

кристаллизатора.

Цель изобретени  - повышение надежности работы установок с одновременным увеличением выхода годного металла.

Это достигаетс  тем, что дополнительно измер ют величины термических и ферростатических напр жений, действующи.х в оболочке слитка при выходе его из кристаллизатора, и вычисл ют по ходу разливки предельно допустимое раст гивающее напр жение в оболочке отливаемого слитка дл  данной марки стали и его температуры. На основании полученной информации подсчитывают запас прочности материала оболочки слитка и путем воздействи  на скорость его выт гивани  этот запас прочности поддерживают на заданном предельном дл  данной марки стали уровне. 1ДОП + терм + фер где К. - запас прочности дл  материала оболочки слитка, Мдоп - предельно допустимые раст гивающие напр жени  в оболочке слитка, (), где В - коэффициент, учитывающий марку разливаемой стали, Тк - температура кристаллизации, Гц - температура поверхности слитка. На чертеже изображена структурна  схема системы управлени , реализующа  предлагаемый способ управлени . Жидкий металл / из промежуточной емкости 2 поступает в кристаллизатор 3, откуда затвердевающий слиток 4 выт гиваетс  системой т нущих клетей 5. Величина усили  сцеплени  F оболочки слитка со стенками кристаллизатора определ етс  с помощью датчиков 6 (например, тензометрических , встроенных в механизм качани  кристаллизатора), а толщина оболочки слитка б на выходе из кристаллизатора - с помощью вычислительного устройства 7 по информации от датчика 8 температуры Гвх охлаждающей воды на входе кристаллизатора, датчика 9 температуры Гцых охлаждающей воды на выходе из кристаллизатора, датчика 10 расхода Q воды на охлаждение кристаллизатора , датчика // температуры Гм жидкого металла / в промежуточной емкости 2, сравнивающего устройства 12, определ ющего температуру перегрева Гпер разливаемого металла над температурой кристаллизации Гк, датчика 13 скорости выт гивани  (например, тахогенератора ) и датчика 14 температуры поверхности слитка Гц на выходе из кристаллизатора . Вычислительное устройство 7 осуществл ет следующую операцию: S; 1 вых вх) ql-pV где р - периметр слитка, V - скорость, 7 - плотность металла, (7 -скрыта  теплота затвердевани  с учетом физической теплоты затвердевани  оболочки. 5........ Сигнал с вычислительного устройства 7 и от датчика 6 поступает на вход устройства 15, осуществл ющего операцию делени  . ,(5) где I - периметр слитка также вводитс  на вход устройства 15. На выходе устройства 15 получаем искомое значение , Of-раст гивающее напр жение в оболочке слитка от сил сцеплени  оболочки слитка 4 с поверхностью кристаллизатора 3. От датчика 14 температуры поверхности слитка под кристаллизатором сигнал поступает на устройство 16, определ ющее величину термических напр жений 0терм действующих в оболочке слитка 4. Величина термических напр жений может быть определена, например , по формуле атерм-Л(Г„-Гп),(6) где Л - коэффициент, учитывающий марку разливаемой стали. Устройство 17 определ ет величину напр жени  от ферростатического давлени  по информации о толщине оболочки слитка и рассто нию от мениска расплавленного металла до точки измерени  напр жени , которое может быть введено в устройство 17 посто нно либо от датчика уровн  (на чертеже не показан ). С выхода устройств 15, 16, 17 сигналы поступают на входы устройства 18, определ ющего полное значение раст гивающих усилий, действующих в оболочке слитка СТсум Cfjj + + СГфер(7) С выхода датчика 14 сигнал поступает на вход устройства 19, определ ющего величину предельно допустимых раст гивающих, согласно формуле (3). Предмет изобретени  Способ автоматического управлени  процессом непрерывной разливки металла путем регулировани  скорости выт гивани  слитка по сигналу о величине напр жени  раст жени  в оболочке слитка, вызванного сцеплением оболочки со стенками кристаллизатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы установки и увеличени  выхода годного металла, дополнительно измер ют величины термических и ферростатических напр жений в оболочке слитка и определ ют величину запаса прочности дл  материала оболочки слитка, на основании которого производ т регулирование скорости выт гивани 

аче