Устройство контроля отставания корочки отливки в кристаллизаторе

Устройство контроля отставания корочки отливки в кристаллизаторе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ОТСТАВАНИЯ КОРОЧКИ ОТЛИВКИ В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ, например, машины непрерывного литья заготовок горизонтального типа с блоком управления приводом вытягива ния слитка и кристаллизатором с огнеупорным стаканчиком, содержащее оптически прозрачный огнеупорный термостойкий стержень, установленный одним торцом в контакт с контролируемым объектом, и преобразователь излучения , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно дополнительно содержит ключевую схему, блоки задержки и блок индикации, причем выход преобразователя излучения соединен с блоком индикации через ключевую схему, отпирающий и запирающий входы которой соединены с блоком управления электроприводом , причем запирающий вход соединен с указанным блоком через .блок задержки, а стержень установлен в кристаллизаторе таким образом, что (Л его оптическая ось перпендикулярна к стенке кристаллизаторе, а его образующая расположена в одной плоскости с торцом огнеупорного стаканчика .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) В 22 D 11 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557941/22-02 (22) 21. 02. 83 (46) 30.03.84. Бюл. Ф 12 (72) Л.Ф.Жуков, Е.И.Марукович, В.С.Шумихин, M.Â.Æåëüíèñ, С.В.Стрельцов и M.Á.Çàêóòà (71) Институт проблем литья АН УССР и Мо)илевское отделение физико-технического института AH БССР (53) 669,18.046(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 689509, кл. С 21 С 5/56, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2395526/18-02, кл. С 01 К 7/04, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ОТСТАВАНИЯ КОРОЧКИ ОТЛИВКИ В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ, например, машины непрерывного литья заготовок горизонтального типа с блоком управления приводом вытягива ния слитка и кристаллизатором с огнеупорным стаканчиком, содержащее оптически прозрачный огнеупорный термостойкий стержень, установленный одним торцом в контакт с контролируемым объектом, и преобразователь излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно дополнительно содержит ключевую схему, блоки задержки и блок индикации, причем выход преобразова-. теля излучения соединен с блоком индикации через ключевую схему, отпирающий и запирающий входы которой соединены с блоком управления электроприводом, причем запирающий вход соединен с указанным блоком через блок задержки, а стержень установлен в кристаллизаторе таким образом, что его оптическая ось перпендикулярна к стенке кристаллизаторе, а его образующая расположена в одной плоскости с торцом огнеупорного стаканчика.

1082553

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для контроля момента отставания корочки отливки в крис таллизаторах с огнеупорными стаканчиками при непрерывной разливке металлов и сплавов.

Известно устройство для контроля уровня расплава в кристаллизаторах, содержащее медный корпус и преобразо" 10 ватели теплового потока (1j .

Однако это устройство имеет значительную инерционность и большие размеры, требует индивидуального ох- лаждения и поэтому не может обеспе- 15 чить надежный контроль отставания

I корочки отливки в кристаллизаторах.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения температуры расплава, содержащее пирометр и световодный блок, стационарно установленный в футеровке металлургического агрегата, одним торцом в контакт с термометрируемой средой заподлицо с внутренней поверхнос- >> тью тигля. Световод блока выполнен из двух. стержней, короткого, равного по длине толщине спекшейся зоны футеровки с учетом ее износа за кампанию, и длинного, причем короткий стержень армирован огнеупором с температурой спекания, равной температуре спекания футеровки, а длинный с более высокой температурой спекания (2j .

Известное устройство не может обеспечить надежный контроль отставания корочки отливки в кристаллизаторах. Иммерсионная часть световодного блока, установленного в кристаллизаторе, будет разрушаться в процессе

40 вытяжки отливки, что приведет к снижению надежности контроля. Образовавшееся углубление эпизодически заполняется расплавом, который кристаллизуется и образует на отливке прилив, повьппающий уровень брака. При последующем вытягивании отливки указанным приливом разрушается кристаллизатор.

Следует также отметить, что извест1 ное устройство является сложным для требуемого контроля.

Цель изобретения — повышение надежности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля отстава-55 ния корочки отливки в кристаллиэаторе, например, машины непрерывного литья заготовок горизонтального типа с блоком управления приводом вытягивания слитка и кристаллизатором с огнеупорным стаканчиком, содержащее оптически прозрачный огнеупорный термостойкий стержень, установленный одним торцом в контакт с контролируемым объектом, и преобразователь излучения, дополнительно содержит ключевую схему, блоки задержки и блок индикации, причем выход преобразователя излучения соединен с блоком индикации через ключевую схему, отпирающий и запирающий входы которой соединены с блоком управления электроприводом, причем запирающий вход соединен с указанным блоком через блок задержки, а стержень установлен в ( кристаллизаторе таким образом, что его оптическая ось перпендикулярна стенке кристаллизатора, а его образующая расположена в одной плоскости с торцом огнеупорного стаканчика.

На фиг.1 приведена схема устройства, на фиг.2 — эпюры амплитуды выходного сигнала.

Устройство содержит оптически прозрачный стержень 1 (фиг.1), установленный заподлицо с внутренней поверхностью кристаллизатора 2 с огнеупорным стаканчиком 3, преобразователь

4 излучения с приемником 5 излучения, ключевую. схему 6, блоки 7 и 8 задержки и блок 9 индикации. Приемник 5 излучения преобразователя 4 соединен с блоком 9 индикации через ключевую схему 6, управляющий вход которой соединен с блоком 10 управления электроприводом. Блок 7 задержки включен между. блоком 10 и электроприводом 11.

Стержень 1 установлен в кристаллизаторе так, что образующая его рабочего торца касается плоскости торца огнеупорного стаканчика 3. Диаметр стержня 1 не превышает шага вытяжки отливки

На чертеже показан случай, когда d=aE, Работает устройство следующим образом.

Рассмотрим работу с момента конца паузы. Торец стержня перекрыт корочкой отливки, между последней и торцом образована воздушная прослойка, умень° шающая теплообмен. В этом случае температура торца, мощность теплового потока, выводимого стержнем, и выходной сигнал (фиг.2, точка с1) преобразователя будут минимальными.

После паузы начинается вытяжка отливки. В первом случае корочка про1082553

35 тягивается с отливкой и к рабочему торцу стержня поступает расплав,Теплоотдача резко увеличивается,так как торец оказывается в непосредственном контакте с расплавом. Это приводит к увеличению температуры рабочего торца, мощности потока излучения, передаваемого световодом, и выходного сигнала (фиг.2, точка С.) преобразователя. После окончания вытяжки об- 10 разовавшаяся корочка отслаивается от рабочего торца, что обусловливает уменьшение амплитуды выходного сигнала преобразователя в конце вытяжки (фиг.2, точка б). 15

Во втором случае корочка приваривается к стаканчику 3 и отрывается от отливки. При этом в начале вытяжки положительный перепад сигнала на выходе преобразователя отсутствует, 20 сигнал продолжает уменьшаться (на фиг.2, показано пунктиром). Таким образом, признаком нормальной работы

Ф кристаллизатора является наличие положительных импульсов сигнала на вы- 25 ходе преобразователя. Импульсы поступают на блок 9, который при их наличии выдает информацию о нормальном процессе вытяжки, а в случае отсутствия — об отрыве начальной корочки 30 от отливки.

Признаком нормальной работы является наличие положительных импульсов на выходе преобразователя в момент вытяжки.

Схема 6 пропускает сигнал только в определенное время, а положительные импульсы, появляющиеся на выходе преобразователя в другое время, не попа-40 дают на блок 9. Для надежного контроля отставания корочки необходимо анализировать весь импульс, а не его фронт, так как положительный перепад сигнала на выходе преобразователя также может быть ложным. Это обеспечивается с помощью блоков 7 и 8. Блок

10 открывает схему 6 в момент 0,.а вытяжка начинается через время 1 1 равное времени задержки блока 7. Схема 6 открывается в момент (фиг.2), так как открывающий сигнал блока 10 подается на открывающий вход без задержки.

Управляющий сигнал о прекращении вытяжки подается на электропривод !1 через блок 7, поэтому, чтобы пропустить на блок 9 спад импульса, схема

6 должна быть закрыта после отключения электропривода 11, т.е. в момент для чего закрывающий сигнал схемы

6 подается с блока 10 через блок 8. и л

При ь3 > с 1 на блок 9 с выхода преобразователя 4 в требуемые интервалы времени поступают положительные импульсы и блок 9 выдает информацию о нормальном ходе процессе вытяжки отливки. При отсутствии импульсов на входе блока 9 последний выдает информацию о нарушении процесса, т.е. о приваривании и отрыве корочки от отливки. При 2 =2 2 1 положительный импульс расположен симметрично относительно моментов 0 и Я, бл"" . oäàðÿ чему упрощается их анализ в блоке 9 индикации и повышается надежность .. контроля.

Для получения импульсов одинаковой амплитуды, обеспечивающей повышение надежности контроля, диаметр стержня не превышает шага вытяжки.

Для удобства монтажа и эксплуатации, а также минимального шага (3 мм) оптимальное значение диаметра составляет Змм. Если же d hl, то вследствие того, что торец будет перекрываться краем предыдущей корочки, изменяется амплитуда импульсов на выходе преобразователя и затрудняется обработка в блоке 9.

Учитывая, что минимальный шаг составляет 3 мм необходимо для получения более стабильной амплитуды им пульсов устанавливать стержень так, чтобы образующая его торца касалась плоскости торца стаканчика.

Предлагаемое устройство позволяет надежно контролировать процесс формирования начальной корки отливки при непрерывном литье. Это позволяет по-.. высить производительность процесса за: счет работы на максимальных скоростях вытяжки при высокой стабильности.

Ожидаемый экономический эффект составит более 40 тыс.руб. в год за счет исключения прорывов расплавов и, следовательно, повышения производительности линии на 157.

1082553

Составитель Ю.Рыбьев

Редактор Н.Руднева Техред А.Кикемезей Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1629/1.1 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4