Способ автоматического управления процессом непрерывной разливки металла

Способ автоматического управления процессом непрерывной разливки металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

° фВВ фсх вк;ерш теда%

yg «с?6 ч м неЮ

307845 ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия с«м.т ет 9

4ебм 94ФФЪИЙ .

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 04.V.1970 (№ 1437750/22-2) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 01.VII.1971. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания ЗОХ111.1971

МПК В 22d 11/14

Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Иииистров

СССР

УДК 621.746.27-555. .6-551.44 (088.8) Авторы изобретения

Б. И. Краснов, Г. А. Смирнов, М. М. Туркин, И. Д. Чиграй, А. Г. Зубарев, И. В. Франценюк, М. В. Долгов, Л. И. Тедер и С. В. Колпаков

Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии

Заявитель

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА о

Офир — i a в (2) 10

Известен способ автоматического управления процессом непрерывной разливки металла, при котором регулируют скорость вытягивания слитка по сигналам о величине напряжения растяжения в оболочке слитка, вызванного сцеплением оболочки со стенками кристаллизатора. Однако измеряемое напряжение растяжения в оболочке слитка, зависящее от усйлия сцепления поверхности слитка со стенками кристаллизатора, не в полной мере характеризует суммарное растягивающее напряжение, действующее в оболочке слитка на выходе его из кристаллизатора, так, как помимо растягивающих усилий от трения между оболочкой слитка и стенками кристаллизатора в оболочке возникают довольно значительные растягивающие термические напряжения oTeð которые определяются следующей зависимостью: отерм = С .а Е ЬТ, где С вЂ” коэффициент пропорциональности, а — коэффициент линейной усадки, Š— модуль упругости, ЬТ вЂ” перепад температур плавления и поверхности слитка.

Одновременно с термическими напряжениями в оболочке слитка действуют также растягивающие напряжения, вызванные действием ферростатического давления на узкие грани слитка аф,р. Эти напряжения пропорциональны расстоянию от мениска расплавленного металла и обратно пропорциональны толщине оболочки слитка.

Напряжения от ферростатического давления могут быть учтены согласно следующей зависимости: где C2 — коэффициент пропорциональности, учитывающий конструкцию и размеры кристаллизатора, 15 Йс — РасстоЯние от мениска до Рассматриваемой точки поверхности слитка, б — толщина оболочки слитка.

Термическое напряжение и напряжения от

20 ферростатического давления в несколько раз превышают напряжения, возникающие от сцепления поверхности слитка со стенками кристаллизатора.

Цель изобретения — повышение надежно2s сти работы установок с одновременным увеличением выхода годного металла.

Это достигается тем, что дополнительно измеряют величины термических и ферростатических напряжений, действующих в оболочке

З0 слитка при выходе его из кристаллизатора, и вычисляют по ходу разливки предельно допустимое растягивающее напряжение в оболочке отливаемого слитка для данной марки стали и его температуры. На основании полученной информации подсчитывают запас прочности материала оболочки слитка и путем воздействия на скорость его вытягивания этот запас прочности поддерживают на заданном предельном для данной марки стали уровне.

Ивов аР+ атерм + афер где К в запас прочности для материала оболочки слитка, (О) „— предельно допустимые растягивающие напряжения в оболочке слитка, () « — — Â(Tн — T„), где  — коэффициент, учитывающий марку разливаемой стали, Т„ — температура кристаллизации, T — температура поверхности слитка.

На чертеже изображена структурная схема системы управления, реализующая предлагаемый способ управления. жидкий металл 1 из промежуточной емкости 2 поступает в кристаллизатор 3, откуда затвердевающий слиток 4 вытягивается системой тянущих клетей 5.

Величина усилия сцепления F оболочки слитка со стенками кристаллизатора определяется с помощью датчиков б (например, тензометрических, встроенных в механизм качания кристаллизатора), а толщина оболочки слитка б на выходе из кристаллизатора — с помощью вычислительного устройства 7 по информации от датчика 8 температуры TÄr охлаждающей воды на входе кристаллизатора, датчика 9 температуры Т,„, охлаждающей воды на выходе из кристаллизатора, датчика

10 расхода Q воды на охлаждение кристаллизатора, датчика 11 температуры TM жидкого металла 1 в промежуточной емкости 2, сравнивающего устройства 12, определяющего температуру перегрева Т„р разливаемого металла над температурой кристаллизации Т„, датчика 18 скорости вытягивания (например, тахогенератора) и датчика 14 температуры поверхности слитка Т, на выходе из кристаллизатора.

Вычислительное устройство 7 осуществляет следующую операцию:

Q(Tebir вх) (4)

1 тьФ где р — периметр слитка, V — скорость, 7 — плотность металла, q > — скрытая теплота затвердевания с учетом физической теплоты затвердевания оболочки.

В результате получаем искомое значение толщины корочки на выходе из кристаллизатора.

307845

Сигнал с вычислительного устройства 7 и от датчика б поступает на вход устройства

15, осуществляющего операцию деления

ap-— (5)

6 1 где l — периметр слитка также вводится на вход устройства 15. На выходе устройства 15 получаем искомое значение, o — растягивающее напряжение в оболочке слитка от сил сцепления оболочки слитка 4 с поверхностью кристаллизатор а 8.

15

От датчика 14 температуры поверхности слитка под кристаллизатором сигнал поступает на устройство 1б, определяющее величиНУ ТЕРМИЧЕСКИХ НаПРЯжЕНИй Оуерм, ДЕЙСТВУЮ

20 щих в оболочке слитка 4. Величина термических напряжений может быть определена, например, по формуле

Отери =А (7 н Ta) > (6) 25 где А — коэффициент, учитывающий марку разливаемой стали.

Устройство 17 определяет величину напряжения от ферростатического давления по ин30 формации о толщине оболочки слитка и расстоянию от мениска расплавленного металла до точки измерения напряжения, которое может быть введено в устройство 17 постоянно либо от датчика уровня (на чертеже не пока35 зан) .

С выхода устройств 15, 15, 17 сигналы по. ступают на входы устройства 18, определяющего полное значение растягивающих усилий, 40 действующих в оболочке слитка

Ос ум = О + Отер:а + Офер (7)

С выхода датчика 14 сигнал поступает на вход устройства 19, определяющего величину

45 предельно допустимых растягивающих, согласно формуле (3) .

Предмет изобретения

Способ автоматического управления процессом непрерывной разливки металла путем регулирования скорости вытягивания слитка по сигналу о величине напряжения растяже55 ния в оболочке слитка, вызванного сцеплением оболочки со стенками кристаллизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы установки и увеличения выхода годного металла, дополнительно измеря60 ют величины термических и ферростатических напряжений в оболочке слитка и определяют величину запаса прочности для материала оболочки слитка, на основании которого производят регулирование скорости вытягивания

65 слитка.

307845

Составитель Т. Юрова

Техред Л. Я. Левина

Корректор Л. А. Царькова

Редактор Т. Фадеева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2245/8 Изд Хо 927 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4;5