Способ управления процессом кристаллизации металла

Способ управления процессом кристаллизации металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик

Опублияовано 8,02. 82 ° Бюллетень Ple 8

Дата опубликования описания 28 .02.82 . (Sl)M. Кл.

Б 22 О i/OO

3Ъоудлротееиим6 комитет

ИСР по делом изобретении и отхрытий (53) УДК621,746, .27(088,8) (72) Авторы изобретения

A.Н=111ичков, С.Б,Сорокин, Н.И.Шестаков H r.n. (удряшов

Вологодский политехнический институт /

/

< (7т) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАБЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

КРИСТАЛЛИЗА1Л1И NETA31ilA

Изобретение относится к металлургии.

Известен спо"..îá управления тепловым режимом, заключающийся в регулировании подачи охладителя в зависимости от разности температур охладителя на входе и выходе из кристаллизатора, скорости вытягивания слитка и расхода охладителя 11, Однако в указанном способе скорость кристаллизации непосредственно не контролируется, а по измеряемым параметрам нельзя с достаточной достоверностью судить о глубине жидкой фазы.

Известен способ измерения глубины жидкой фазы слитка вьшиванием жидкого остатка, вводом сернистого железа, свинца или других инородных материалов, вводом радиоактивных изотопов 1 2), Недос f

Следствием указанных недостатков является невозможность промышленного применения способа для управления процессом кристаллизации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки кристаплизующего металла, включающий ввод тО одного электрода в жидкую фазу ме-. талла, установку другого электрода в твердой фазе слитка и пропускание электрического тока через фронт тБ кристаллизации. Б указанном изобретении используется эффект Пельтье для дополнительного отвода тепла иэ осевой зоны слитка 13).

Однако данный способ не позволяет контролировать скорость кристаллизации.

Цель изобретения — повышение ка- чества слитка путем обеспечения заданной скорости кристаллизации.

908489

I d. (. T„-1;2), Поставленная цель достигается тем, что в процессе, включающем ввод электродов в жидкую и твердую фазы, . измеряют температуру горячего и холодного слоя, определяют ток замкнутой цепи„ при увеличении тока увеличивают подачу охлаждающей жидкости, а при уменьшении — уменьшают.

С точки зрения кристаллических процессов на границе контакта рас- !О план - твердая фаза поддерживается постоянная температура, отличная от температуры контактов разнородных проводников в замкнутой электрической цепи. В связи с этим согласно 1s эффекту Зеебека на электродах возникает термоэлектродвижущая сила, величина которой определяется по формуле где  — термо ЭДС, В; с(. — коэффициент пропорциональности, В/град,4

Испытания способа производят следующим образом.

В предварительно нагретую изложницу 1 заливают расплавленный свинец. Для предупреждения затвердевания свинца сверху включают нагреватель 2. Медный электрод 3 погружают в расплав 4, а свинцовый электрод

5 контактирует с твердой фазой 6.

Холодный спай медного 7 и свинцового 8 проводов погружают в сосуд с тающим льдом. Таким образом, в замкнутой термоэлектрической цепи обеспечивается постоянная термо ЗДС за счет постоянной разности температур горячего (зона раздела фаз свинца) и холодного спаев. Величину тока в цепи измеряют гальванометром 10.

Изложницу охлаждают с помощью форсунок 11. Глубину жидкой фазы измеряют методом зондирования.

Из фиг. 3 и 4 следует вывод, что величина протекаемого тока однозначно определяется глубиной жидкой фазы (12 — глубина лунки, 13 — величина тока), где I — величина тока А;

1, — сопрс>тс..вле((((е внешней цел(1 Q:.(30 (" 3н»тра(и ее сопротиьление исто"E(Á(êé„. Ом е

В про((эссе кристаллиз а(!и((изме((яеTc1(со, ° т(- о"(с(в(с 1 (дко и и твердой фаз. 1loc(,-Q:(ьк у удел(,цое элек1р(1— ческое сапрат((влепие фаз разли-гн, то меняется полное сопротивление замкнутой цепи и в соответствии с 2 ) меняется величина протекаемого тока, Таким образом, по величине протекаемого тока судят а =îîòíîøåíèè (едкой и твердой фаз слитка.

На фиг ° показа(1 гра@1(к 1(зменения удельного электрического сопротивления свинца, на фиг. 2 — принц1ши" альная схема экспериментальной установки", на фиг, 3 -. результаты исследования при постоянной интенсивности охлаждения, на фиг. 4 — то же, при переменной интенсивности охлаждения, на фиг. 5 — схема. реализации способа в промышленных условиях.

Испытание предлагаемого способа проводят в лабораторных условиях при разливке свинцовых слитков. Из фиг. 1 следует, что удельное электри- 55 ческое сопротивление свинца при перехоце из жидкого состояния в твердое уменьшается в 1 94 раза.

При промышленной реализации предлагаемого способа на МНЛЗ электрод

14 погружают в расплав 15, электрод

16 вводят в контакт с твердой фазой

l7. Блок 18 измеряет величину протекаемого тока и формирует управляющий сигнал регулирующему органу

19, который изменяет интенсивность охлаждения слитка;

Пример. На промышленной МНЛЗ отливают слиток сечением 1200 200 мм.

На выходе из кристаллизатора необходимо поддерживать толщину твердой фазы 25 мм, что осуществляют предлагаемым способом. Графитовый электрод погружают в расплав в зоне мениска, а стальной электрод вводят в контакт с твердой фазой слитка на выходе из кристаллизатора. К графитовому электроду подключают медный провод, а к стальному — стальной. Спай медного и стального проводов термостатируют. Величину протекающего электрического тока измеряют. При уменьшении толщины твердой фазы слитка общее сопротивление термоэлектрической цепи увеличивается, а следовательно, величина протекающего тока уменьшается. Пропорционально величине уменьшения тока формируется сигнал на увеличение интенсивности охлаждения слитка.

Формула изобретения

Способ управления процессом кристаллизации металла, включающий ввод одного электрода в жидкую фазу металла, установку второго электрода в твердой фазе слитка, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества слитка путем обеспечения заданной скорости кристаллизации, измеряют температуру горячего и холодного сная, определяют ток замкнутой цепи, при увеличении тока увеличивают подачу охлажЯ ТО

Ом м

908489 6 дающей жидкости, а при уменьшении— уменьшают.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 197099, кл. В 22 D 11/00, 1967.

2. Сладкоштеев В.Т., Рутес В.С.

Особенности непрерывной разливки и затвердевания слитка на радиапьных

10 УНРС. "Непрерывная разливка стали", Сборник Ф 1. И., "МеталлурГия", 1973, с. 41-46.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 526443, кл. В 22 D 27)02, 1976.