Способ управления тепловым режимом кристаллизатора

Номер патента: 884845

Авторы: Петров, Чуманов, Шестаков, Шичков

ZIP архив

Текст

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскннСоциалнстическнаРеспублик и 884845(5). л. В 22 3) 11/16 3 Ьнударстаанаый камнтвт СССР пе делам нзоаретеннХ н аткрытнХ(72) Авторъ 1 изобретения А.Н. Шичков, Н.И. Шестаков, Ю,М. Чуманов и С.Б. Петров Вологодский политехнический институт(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМКРИСТАЛЛИЗАТОРА Изобретение относится к непрерывному литью металлов.Известен способ управления тепловым режимом, заключающийся в регули- ровании подачи охладителя в зависимости от разности температур охладителя на входе и выходе из кристаллизатора, скорости вытягивания слитка и расхода охладителя 11 .Однако регулированием расхода охладителя в кристаллизаторе нельзя существенно повлиять на процесс теплообмена, поскольку термическое сопротивление теплоотдаче от стенки канала к охлаждающей воде, как правило, не превышает 27. суммарного тер 15 мического сопротивления тепловому по-. току от слитка к охлаждающей воде.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ управ 20 ления тепловым режимом кристаллизатора, заключающийся в определении оптимальной толщины корочки слитка на выходе иэ кристаллизатора и в сравнении ее с измеренной. По результатам сравнения дают команду на изменение скорости вытягивания слитка. Допустимую толщину корочки слитка определяют по величине напряжений, действующих в ней. В качестве источника напряжений рассмотрены три фактора: гид" ростатическое давление расплава, зависящее. от уровня расплава в кристаллиэаторе; растягивающие напряжения, определяемые усилием вытягивания слитка; термические напряжения, возникающие за счет температурных градиентов в корочке слитка 2.Однако все перечисленные факторы не только при определенных условиях требуют увеличения толщины корочки слитка, но и сами прямым или косвенНым образом способствуют ее увеличению. Учитывая то, что влияние указанных факторов на допустимую толщину корочки слитка незначительно, можно заранее установить (на основе,опыта разливки или из теоретическихрасчетов) оптимальную толщину корочки слитка на выходе из кристаллизатора и поддерживать ее в течение данного процесса постоянной. Кроме того,действительная толщина корочки слитка рассчитывается по формуле, в которую входят величины, не поддающиесяизмерению или расчету в процессе разливки, например тепловой поток отрасплава, а факторы, сильно влияющиена толщину корочки (например температура .поверхности слитка), учитываютсялишь задаваемыми заранее коэффициентами. На чертеже приведена система автоматического регулирования.Тепловой поток в Кристаллизаторе расчитывается по формуле где Ткр -температура кристаллизации разливаемого металла, С; средняя температура охлаждающей воды в кристаллизаторе, С.;Оплощадь рабочей поверхности кристаллизатора, м;среднее термическое сопротивление, мК/Вт.стороны тепловой поток опреинтенсивностью кристаллиэаС другой деляется цииО ГДе Гэгов= Яе /с(2) эффективная теплота кристаллизации (с учетом влияния перегрева расплава и переохлаждения твердой фазы), Дж/кг;плотность твердого металла, кг/м;площадь твердой фазы в поперечном сечении на выходе из кристаллизатора, м; скорость вытягивания слитка, и/с. Цель изобретения - повышение производительности стабилизации работы.Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют величину пропускаемого тока через зону контакта слитка с кристаллизатором, а скорость вытягивания слитка регулируют пропорционально отклонению от заданного эталонного значения отношения величины скорости вытягивания слитка к величине пропускаемого тока.(5)Лабораторные исследования позволяют установить, что 80-903 электричес 20 кого сопротивления сосредоточено взоне контакта слитка с кристаллизатором, т.е.КЗ-Как ъ (6)25 гд КЭ = 0,8-0,9Кроме того, при разливке слитковна различных технологических режимахработы на экспериментальной МНЛ установлено, что электрическое сопротивЗО ление эоны контакта слитка с кристаллиэатором с достаточной для целей регулирования точностью можно считатьпропорциональным термическому сопротивлению этой зоны, т,е.35(8)г 9 уЯр Ъ ЧКзВ правой части (8) переменной величиной является лишь площадь твердойфазы слитка на выходе из кристаллизатора Рр, Как ранее указывалось,в течение всего процесса разливки этувеличину необходимо поддерживать назаранее заданном постоянном уровне.Из (8) следует, что для этого необходимо сохранить постоянным соотноше 5 п ние, стоящее в левой части, т,е. нужно стремиться к тому, чтобы- = А,чс(9)где А - заранее заданная постоянная55 величина, рассчитываемая поформуле 40 А Из (1) и (2) получим формулу для расчета скорости вытягивания слитка(3)гзфРт "гг5 Как показывают исследования, основная часть В (70-80 Ц сосредоточенатв зоне контакта слитка с кристаллизатором, т,е.(4) 1 О где К 1 0,7-0,8,Если между слитком и рабочей стенкой кристаллизатора создать стабилизированную разность электрических потенциалов У , то возникает электрический ток884845 Формула изобретения Заказ 10377/13 ирак 87 одпис Прое а:где ГД - оптимальная для данногопроцесса разливки площадь твердой фазы на выходе из кристаллизатора, мПри отклонении указанного соотношения от величинй А следует .пропорционально данному отклонению формировать сигнал на регулирование скорости вытягивания слитка.Внедрение предлагаемого техничес 1 ф кого решения в промышленных условиях предполагает использование сравнительно простой системы автоматического регулирования, в которой электрод 1 подключен к рабочей стенке кристаллизатора 2, электрод 3 контактирует с рабочей поверхностью слитка 4. Разность потенциалов на электродах создается источником 5 стабилизированной ЗДС.Слиток вытягивается валками 6, враща-, фф ющимися от электродвигателя 7. Величина тока в цепи измеряется датчиком 8, скорость вытягивания слитка - датчиком 9. От датчиков 8 и 9 сигналы поступают в блок 10 деления, где вычисляется их отношение. В блок 11 сравнения сигналы поступают от задатчика 12 отношения и от блока 1 О. Здесь производится сравнение полученных сигналов, Пропорциональный полученному отклоне- . нию сигнал поступает на регулятор 13 скорости вытягивания слитка. Затем лиал ППП "Патент", г. Ужго через усилитель 14 сигнал поступаетна исполнительный механизм 5. Способ управления тепловым режимом кристаллизатора машины непрерыв, - ного литья, включающий измерение скорости вытягивания слитка, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности стабилизации работы, дополнительно измеряют величину пропускаемого тока через зону контакта слитка с кристаллизато-. ром, а скорость вытягивания слитка регулируют пропорционально отклонению от заданного эталонного значения отношения величины скорости вытягивания слитка к величине пропускаемого тока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 197099, кл. В 22 З 11/80, 1976,2. Жуковский С.И., Сорокин Л.И.О влиянии технологических параметровразливки на допустимую толщину корочки слитка в кристаллизаторе. Сб. "Автоматизация сталеплавильного проиэводства". М., 1975, Ф 6, с.157-168.

Смотреть

Заявка

2894323, 14.03.1980

ВОЛОГОДСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ШИЧКОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ, ШЕСТАКОВ НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ, ЧУМАНОВ ЮЛИАН МИХАЙЛОВИЧ, ПЕТРОВ СЕРГЕЙ БОРИСОВИЧ

МПК / Метки

МПК: B22D 11/16

Метки: кристаллизатора, режимом, тепловым

Опубликовано: 30.11.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-884845-sposob-upravleniya-teplovym-rezhimom-kristallizatora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ управления тепловым режимом кристаллизатора</a>

Похожие патенты