Способ автоматического регулирования температурного режима получения отливок постоянных магнитов в установке направленной кристаллизации

2 О 40 ровки Ь. Перемещение печи вверх относительно неподвижных форм осуществляется посредством исполнительного механизма 7, связанного с печью через ходовой винт 8 и управляемого регулирующим устройством 9, Установка содержит датчик 12 температуры Аутеровки, подключенный к блоку 15 ,управления генератором 16 своим перг вым выходом,а вторым выходом - к первому входу блока 17 сравнения, второй вход которого соединен с выходом коммутатора 18 сигналов, поступающих к нему от датчика 13 температуры холодильника 2 и датчика 14 температуры формы 1 на первый и второй информационные входы, а первый информационный выход блока 17 сравнения соединен с входом регулирующего устройства 9. Коммутатор 19 управляющего сигнала своим первым входом подключен к второму выходу блока 17 сравнения и информационному входу регулирующего устройства 10, первый выход которого соединен с исполнительным механизмом 20 регулирующего вентиля, второй выход соединен с третьим входом коммутатора 18, а третий выход - с вторым входом коммутатора 19, выход которого соединен соответственно с входом регулирующего устройства 11, сигнал с выхода последнего управляет исполнительным механизмом 21 вентиля, регулирующего расход охладителя через боковой холодильник 22,Установка работает следующим образом.В процессе заливки расплава в предварительно прогретые Формы 1, установленные на холодильник 2, ведется непрерывное измерение с помощью датчиков 12 и 13 градиента температур Сд . В связи с наличием большого градиента температур между расплавом и холодильником 2 металл начинает кристаллизоваться, образуя столбчатую структуру отливок. Градиент температур Г ц в процессе кристаллизации и снижения интенсивности теплового потока через холодильник за счет уменьшения теплопроводности затвердевшего металла уменьшается и достигает равенства опорному напряжению, выстанавливае,мому в блоке 17 сравнения и соответствующему оптимальному градиенту для данного типа сплава, При дальнейшем уменьшении градиента сигнал с первого выхода блока 17 сравнения подается в регулирующее устройство 10, свыхода которого управляющий сигналпоступает в исполнительный механизм21 регулирующего вентиля и производит увеличение расхода воды черезхолодильник 2. Таким образом, изменение расхода воды через холодильник 2производится пропорционально величине рассогласования преобразованныхв градиент Гсигналов, поступающих от датчиков 12 и 13температур, и опорного напряжения.Одновременно сигналом с блока 17сравнения происходит включение регулирующего устройства 9 и исполнительного механизма 7 перемещенияпечи-кристаллизатора 3. Перемещениепечи производится с постоянной скоростью, зависящее от типа сплава,заданной задатчиком регулирующегоустройства 9, и равной скоростикристаллизации данного сплава. Приэтом с помощью индуктора 4, генератора 16, нагревателя 5 и блока 15 управления стабилизируется температура футеровки и шахты печи. В процессе вытяжки отливок магнитов, когда эффектиновсть теплоотвода черезтвердую фазу и стенки формы посред-.ством холодильника 22 станет значительно меньше теплоотвода черезбоковые стенки формы в воздух, а регулирующий вентильисполнительного механизма 20 полностью открыт сигналом с первоговыхода регулирующего устройства 10,в коммутатор 19 подается сигнал наподключение первого выхода блока 17сравнения к входу регулирующегоустройства 11, а с второго выходарегулирующего устройства 10 подается сигнал к управляющему входу коммутатора 18, который переключает второй вход блока 17 сравнения сигналы с датчика 3 на датчик 14. Сэтого момента в регулирующем устройстве 11 вырабатывается сигнал, пропорциональнай градиенту Г , а изменение расхода охладителя черезхолодильник 22 производится через регулирующий вентиль исполнительногомеханизма 21 пропорционально величине рассогласования преобразованных в градиент Ссигналов, поступающих от датчиков 12 и 14, иопорного напряжения, соответствую-.щего оптимальному градиенту температур,П р и м е р. Для роста кристаллов с оптимальной постоянной ско 5 15762ростью 36 мм/мин необходимо поддерживать постоянный градиент температур в зоне кристаллизации, которыйдолжен быть равен 650 К/см, исходяиз соотношенияС/Ч : 11000,При использовании только торцового холодильники это не достижимо,Используя боковой воздушный холодильник с температурой воздуха 20 Сзадача успешно решается, Для проверки определяют температуру закристаллизовавшегося металла непосредственно за зоной кристаллизации, зная массу металла и массу керамическойформы. Воспользовавшись известной методикой расчета, получают температуру 20при работе бокового холодильникапримерно равной 540 К,Зная величину двухфазной зоны1,5 - 2 см, определяют градиенттемператур в зоне крис таллиз ации при 25температуре расплава 1833 К. Получают-646 К, что хорошо согласуется снеобходимым значением градиента дляподдержания оптимальной постояннойскорости роста кристаллов. 30Использование способа позволитза счет увеличения скорости образования направленной кристаллическойструктуры при вытяжке в 1,5 раза,повысить производительность установки относительно известной на 207 и 32повысить качество заготовок магнитов на 57 за счет улучшения теплового режима формирования кристаллов.Формула изобретенияСпособ автоматического регулирования температурного режима получения отливок постоянных магнитов в установке направленной кристаллизации преимущественно с печью-кристаллизатором, двумя холодильниками для охлаждения торцов и боковых сторон отливок, включающий перемещение печи-кристаллизатора,измерение градиента температур по высоте отливок, воздействие на высокочастотный генератор, питающий индуктор в соответствии с температурой его футеровки.о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности установки и улучшения качества постоянных магнитов, перемещение печикристаллизатора производят по заданной скорости, стабилизируют величину градиента температур путем изменения интенсивности теплоотвода холодильниками, причем изменение интенсивности теплоотвода осуществляют путем последовательного регулирования расхода охладителя вначале через донный,а затем и через боковой холодильники в зависимости от градиента температуры между твердой и жидкой фазами расплава.