Способ регулирования температурного поля на поверхности слитков в электроннолучевых плавильных печах

Способ регулирования температурного поля на поверхности слитков в электроннолучевых плавильных печах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 560370

Союз Советских

Социапистичесних

Респубпин (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.05.75 (21) 2136628/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 13.07.77 (51) М. Кл. - Н 05В 7/16

Н 01J 37/30

Госур барственный комитет

Совета Министрсв СССР ао делам изееретений и вткрытий (53) УДК 621.365.691 2

: 537.533 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Суворов, Е. П. Чубаров, А. Г. Бутковский, Н. С. Берлин, А. В. Пискунов и В. С. Косминский

Государственный ордена Октябрьской Революции научноисследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности и Ордена Ленина институт проблем управления

АН СССР (71) Заявители (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ

НА ПОВЕРХНОСТИ СЛИТКОВ В ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫХ

ПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ

Изобретение относится к области электротермии и предназначено для регулирования процессов выплавки слитков с помощью электроннолучевых печей.

Известен способ регулирования температурных режимов слитков, выплавляемых в электроннолучевых плавильных печах путем стабилизации мощности электронного пучка (1). Этот способ недостаточно надежен и не обеспечивает заданного температурного поля на нагреваемой поверхности слитка в условиях случайных возмущающих воздействий.

Известен способ регулирования температурного поля на поверхности слитков в электроннолучевых плавильных печах, предусматривающий измерение температуры в центре нагреваемой поверхности слитка, сравнение измеренной температуры с поверхностной температурой и формирование по результатам сравнения сигнала управления на изменение радиуса траектории перемещения электронного пучка (2).

Этот способ не обеспечивает заданной точности достижения и поддержания требуемого температурного поля на нагреваемой поверхности слитка связи с тем, что он требует измерения температуры точно вдоль траектории движения электронного пучка и предусматривает регулирование лишь радиуса траектории пере аещения этого пучка.

С целью устранения указанного недостатка измеряют температуру в секторах, на кото5 рые условно делят нагреваемую поверхность слитка, сравнивают сигналы, соответствующие измеренным температурам в противолежащих секторах, и по полученным разностям смещают центр траектории перемещения

10 электронного пучка относительно центра нагреваемой поверхности слитка. Радиус же траектории перемещения электронного пучка изменяют в соответствии с сигналом управления, формируемым по отношению средней

15 по диаметру температуры слитка относительно температуры в центре нагреваемой поверхности слитка.

На фиг. 1 дан пример реализации способа с разделением поверхности нагрева на четы20 ре сектора; на фпг. 2 — характерные кривые распределения температуры по диаметру нагреваемой поверхности слитка, где А и А — противолежащие секторы поверхности расплава вдоль оси 1 ; Б и Б — противолежащие

25 секторы вдоль оси Х; 0 — центр нагреваемой поверхности слитка; СС вЂ” направление вдоль произвольного диаметра слитка; Т,(х), Т (х), Тз (х), Т4 (х) — измеренные распределения

560370 температуры вдоль диаметра CC ; T,,- (х)— заданное распределение температуры на поверхности расплава. Количество пар секторов разбиения обычно равно числу каналов управления, по которым корректируется траектория перемещения электронного пучка, например числу электромагнитных или электростатических отклоняющих систем.

Способ реализуется в данном примере следующим образом.

В результате проплавления первых порций металла в формирующейся части слитка устанавливается квацистационарный тепловой режим с распределением температуры а поверхности слитка, например, в виде кривой

TI (х). При этом информация о разности температур в секторах Б и Б на поверхности расплава (снимаемая, например, с помощью многосекционного пирометра) будет свидетельствовать о существовании искаженного поля, сдвинутого вправо по оси х. В соответствии с этой разностью температур (Тв— — TE (О) производится смещение влево центра круговой траектории перемещения электронного пучка относительно центра поверхности расплава дотех пор, пока разность (Тв— — Тв ) не станет равной, нулю, а распределение температуры не примет вида кривой

Т (х).

Аналогично центрируется температурное поле по оси У в соответствии с разностью температур в секторах А и А на поверхности расплава.

Однако если величина перегрева в центральной зоне поверхности расплава не соответствует оптимальным температурным режимам плавки Т„(х), то после центрирования температурного поля производится его выравнивание путем изменения радиуса R траектории перемещения электронного пучка.

Для этого сравнивается температура в центре поверхности расплава со средней температурой по диаметру С вЂ” С поверхности расплава. При разности температур To — Т„) О, что имеет место в примсре, радиус R траектории перемещения электронного пучка увеличивают до тех пор, пока эта разность не станет равной нулю, а температурное поле T>(õ) не совпадает с заданным. В случае, если распределение температуры соответствует кривой

Т4(х), т. е. To — Tcc(0 то радиус R уменьшается. Для выяснения величины и знака разности (To — Т„) производится сравнение температуры в центре расплава с температурой, средней по диаметру поверхности расплава.

Способ также применим для выплавки слитков некруглого ссчения.

Формула изобретения

Способ регулирования температурного поля на поверхности слитков в электроннолучевых плавильных печах, при котором измеряют температуру в центре нагреваемой поверхности слитка, сравнивают ее с поверхностной температурой и по результатам сравнения формируют сигнал управления на изменение радиуса траектории перемещения электронно25 го пучка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности достижения и поддержания заданного температурного поля слитка, измеряют температуру в секторах, на которые условно разделена нагреваемая по30 верхность слитка, сравнивают сигналы, соответствующие измеренным температурам в противолежащих секторах, и по полученным разностям изменяют величину смещения центра траектории перемещения электронного

35 пучка относительно центра нагреваемой поверхности слитка, а указанный сигнал управления формируют по средней по диаметру слитка температуре.

Источники информации, принятые во вни40 мание при экспертизе:

1. «Литейное производство», М., «Машиностроение», 1973, № 3.

2. Авт. св. № 323872, кл. Н 05В 7/16, 01.12.б9 (прототип), 560370 фиг./ — 1 фиг,2

Составитель Н. Батов

Текред О. Тюрина

Корректор Е. Хмелева

Редактор В. Левятов

Типография, пр Сапунова, 2

Заказ 1548/6 Изд. ¹ 523 Тираж 10!4 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, рК-35, Рамшская аб., д, 4/5