Способ контроля процесса непрерывной разливки металла

)5 В 11/16 ОБР ПИСАНИЕ ЕНИ ЬСТ ОРСНОМУ СВИД ПРОЦЕССА И МЕТАЛЛАк непрерывь - контроль я этого при поз промежуточемый кристалеталлопровод,ОЛЯ ИВК ится Цел а,Дл нь и ажда ый м ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ,ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Липецкий политехнический институти Новолипецкий металлургический комбинат им. Ю. В. Андропова(56) Авторское свидетельство СССР884844, кл. В 22 0 11/16, 1981.Авторское свидетельство СССР1284654, кл. В 22 0 1/16, 1987.Заявка Японии60 в 441,кл. В 22 Р 11/16, 1985. (54) СПОСОБ КОНТР НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛ (57) Изобретение отно ной разливке металлов состояния металлопровод даче металла под урове ной емкости в водоохл лизатор через огнеупор Изобретение относится к металлургии, точнее к непрерывной разливке металлов и может быть использовано в АСУ ТП МНЛЗ.Целью изобретения является контроль состояния металлопровода.На фиг.представлена схема расположения датчиков температуры в кристаллизаторе; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1.Датчики 1 - 6 температуры установлены в стенках кристаллизатора.Установлено, что изменение плотности теплового потока в данной точке кристаллизатора вызывает изменение температуры стенки, причем на расстоянии, не превышающем 0,20 толщины стенки от поверхности,вытягивании слитка из кристаллизатора с переменной рабочей скоростью, измеряют температуру стенок кристаллизатора на глубине 0,100,20 толщины стенки от ее рабочей поверхности на расстояниях 0,10, 30, 0,450,55 и 0,800,90 длины кристаллизатора от его верха в вертикальных сечениях, одно из которых расположено на расстоянии 0,140,30 ширины слитка от центра широкой грани, а другое посередине узкой грани, ближайшей к первому сечению, сравнивают показания датчиков температуры с заданными номинальными значениями и в случае уменьшения их более чем на 5100 заданных номинальных значений для датчиков, расположенных на расстоянии 0,10 О,ЗО и 0,450,55 длины кристаллизатора от его верха, и уменьшения или с увеличения их для датчиков, расположенных на расстоянии 0,800,90 длины кристаллизатора от его верха, не более чем на 5. 1000 заданных номинальных значений сигнализируют необходимость замены огнеупорного металлопровода для подачи металла в кристаллизатор. 2 ил. обращенной к вытягиваемому слитку, это изменение носит линейный характер, поэтому расположение датчиков температуры стенки на расстоянии, превышающем 0,20 ее толщины от рабочей поверхности, нецелесообразно ввиду нелинейной зависимости изменения тем.пературы от изменения плотности теплового потока на рабочей поверхности стенки кристаллизатора. Расположение датчиков температуры на расстоянии меньше 0,10 толщины стенки от рабочей поверхности нецелесообразно ввиду необходимости сверления каналов для термодатчиков вблизи рабочей поверхности стенок. Температура стенки кристаллизатора зави 15373635 10 15 20 25 30 40 35 45 50 сит от теплопроводностк материала стенки, Так, например, при одинаковой плотности теплового потока в данной точке температура более теплопроводной медной стенки из сплава М 1 Р ниже, чем температура менее теплопроводной бронзовой стенки из сплава МН 2, 5 КоКрХ. Для того, чтобы уровень сигнала термодатчика имел приблизительно одинаковую величину, целесообразно для более теплопроводных материалов, например для сплава М 1 Р, располагать датчик ближе к рабочей говерхности, т. е. на расстоянии О, 0 толщины стенки, а для менее теплопроводных материалов, например для сплава МН 2, 5 КоКрХ, располагать датчик дальше от рабочей поверхности, т. е. на расстоянии 0,20 толщины стенки. Для материалов с промежуточными значениями коэффициента теплопроводности целесообразно располагать датчик температуры стенки на расстоянии О,00,20 ее толшины от рабочей поверхности, причем менее теплопроводным материалам соответствует большее значение относительного расстояния из указанного интервалы. Установлено, что наибольшее изменение тепловых потоков к температур в стенках кркстыллизатора при изменении гидро- динамики жидкой фазы происходит в вертикальных сечениях (фиг. 1), одно из которых расположено на расстоянии 0,140,30 ширины слитка от центра широкой грани, а другое посередине узкой грани, ближайшей к первому сечению, причем для слитков шириной 1,1 м первое вертикальное сечение располагается на рысстоя ик 0,30 ширины слитка от центра широксй грани, а для слитков шириной 1,85 м - на расстоянии 0,14 ширины с, ткы от центра ш 4 рокой Гоани. Для слитков ,.ОмежуточноЙ иирины первое вертикальное сечение располагается на расстоянии 0,140,30 ширины слитка от центра широкой грачи, причем более широким слиткам соответствуют меньшие зна ченкя относительных расстояний кз указанного интервала, поэтому целесообразно располагать датчики температуры именно в этих вертикальных сечениях, так как расположение датчиков на расстоянии менее О, 4 ширины слитка илк более 0,30 ширины слитка от центра широкой гранк, а также не в центре узкой грани цэиводкт к уменьшению чувствительности датчиков ца изменение гидродинамикк жидкой фазы, т. е. на изменение условий истечения металла из огнеупорного металло провсда.Установлено, что при кзмененки гкдродинамических особенностей жидкой фазы слитка вследствие изменения условий истечения металла кз огнеупорного металлопровода, накболыпке измецецкя тепловых потоков и температур в вертикальных сечениях стенок кристаллизатора наблюдаются ны расстояниях 0,100,30; 0,450,ЬЬ к 0,80 0,90 длины кристаллизатора от его верха, Для укороченных кристаллизаторов длиной 0,7 м точки наибольшего изменения температур в вертикальном сечении стенки находятся на расстояниях 0,30; 0,55 и 0,90 длины кристаллизатора от его верха, а для кристаллизатооов длиной 1,2 м эти точки находятся на расстояниях 0,10; 0,45 и 0,80 длины кристаллизатора от его верха. Для кристаллизаторов промежуточной длины положения этих точек соответствуют промежуточным значениям интервалов 0,100,30; 0,450,55 и 0,800,90 длины кристаллизатора от его в рха, причем более длинным кристаллизаторам соответствуют меньшие значения относительных расстояний из указанных интервалов, поэтому целесообразно располагать датчики температуры именно в этих точках вертикальных сеченич, так как расположение датчиков в любых других точках вертикальных сечений приводит к уменьшению их чувствительности на изменение гидродинамики жидкой фазы, т. е. на изменение условий истечения металла кз огнеупорного металлопровода. Установлено, что прк ухудшении режима истечения жидкого металла кз огнеупорного металлопровода вследствие затягивания его выходных отверстий тепловые потоки и температура в стенках кристаллизатора ца расстоянии 0,100,30 к 0,450,55 длины кркстыллизатора от его верха уменьшаются более чем на 510%,а на расстоянии 0,800,90 длины крксталлкзатора от его верха либо уменьшаются, либо увеличиваются не более чем ца 510% значений, соответствующих нормальным условиям разливки при стабильных значениях проходных сечений отверстий металлопровода. Для скорости вытягивания 0,4 м/мкнказанные изменения тепловых потокоь составляют 5% значений, соответствующих нормальным условиям разливки, а для скорости 1,2 м/мкн изменения составляют 10% значений, соот. ветствующих нормальным условиям разливки. Для промежуточных значений скоростей вытягивания изменения составляют 510% значений, соответствующих нормальным условиямразливки, причем большему значенкк скорости вытягкванкя соответствует большее значение изменения тепловых потоков или температуры в стенках кркстал. лизатора кз указанного интервала. Заданные номинальные значения показаний датчиков- 6 температуры в стенках кристаллизатора определяют экспериментально при номинальных значениях остальных параметров разливки; скорости вытягивания, уровня металла в крксталлкза торе, частоты его возвратно поступательного движения и так далее, а также прк гарантированном заданном проходном сечении металлопровода (новый металлопровод).1537363 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При изменении технологических условий разливки наблюдаются отклонения показаний датчиков температуры от заданных номинальных. Например, при повышении скорости вытягивания знацения регистрируемых температур увеличатся для всех датчиков: чем больше скорость, тем больше увеличение. При повышении частоты возвратно-поступательного движения увеличатся знацения температур, регистрируемых частью датчиков и т. д. Описанные изменения тепловых потоков и температуры стенок в шести точках двух вертикальных сечений позволяют надежно утверждать, что они вызваны изменением гидродинамики жидкой фазы слитка вследствие изменения условий истечения металла из огнеупорного металлопровода.Описанные изменения тепловых потоков и температуры стенок в любых пяти и менее точках из указанных шести точек двух вертикальных сечений могут быть вызваны не только вследствие изменения условий истечения металла из металлопровода, но и другими причинами: изменением скорости вытягивания слитка, цастоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора, уровня металла в нем и другими. Увеличение числа точек для контроля их теплового состояния свыше шести нецелесообразно, так как это не имеет дополнительного положительного эффекта, но усложняет систему контроля теплового состояния кристаллизатора. Пример 1. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор длиной 1,2 м с рабочими стенками из сплава М 1 Р толщиной 80 мм подают сталь и вытягивают слиток с поперечным сечением 1,85 Х 025 м- с рабочей скоростью 1,2 м/мин. Датчики температуры рабочих стенок располагаются при этом на глубине 0,10 толщины стенки от ее рабочей поверхности или 8 мм на расстояниях 0,10; 0.45 и 0,80 длины кристаллизатора от его верха или О,2; 0,54 и 0,96 м соответственно в двух вертикальных сечениях, одно из которых расположено на расстоянии 0,14 ширины слитка от центра широкой грани, что составляет 0,259 м, а другое посередине узкой грани, ближайшеи к первому сечению. Г 1 оказания датчиков сравнивают с заданными номинальными значениями, которые, при скорости вытягивания 1,2 м/мин составляют 300,60 и 130 С для датчиков, расположенных соответственно на расстояниях 0,12; 0,54 и 0,96 м от верха кристаллизатора в вертикальном сечении на широкой грани и 190, 30 и 100 С для соответствующих датчиков в вертикальном сечении посередине узкой грани. Показания датчиков, расположенных на расстояниях 0,12 и 0,54 м от верха кристаллизатора, уменьшились более чем на 10 Я 6заданных номинальных значений, т. е. соответственно более чем на 30 и 16 С для датциков широкой грани и более чем на 19 и 13 С для датчиков узкой грани. В это же время показания датчиков, расположенных на расстоянии 0,96 м от верха кристаллизатора, уменьшились или увеличились не более чем на 1 ОЯ заданных номинальных значений, т. е, не более чем на 13 и 10 С для широкой и узкой граней соответственно. Это произошло в результате изменения гидродинамики жидкой фазы вследствие изменения условий истечения расплава из огнеупорного металло- провода. Следовательно, произвели замену металлопровода для подачи металла в кристаллизатор. В результате повысилась стабильность процесса литья, снизилась вероятность возникновения прорывов жидкого металла под кристаллизатором и увеличился выход годного.Пример 2. В процессе непрерывной разливки в укороченный кристаллизатор длиной 0,7 м с рабочими стенками из сплава МН 2, 5 КоКрХ, толщиной 80 мм подают сталь и вытягивают слиток с поперечным сечением ,1 ОХ 0,25 м" с рабоцей скоростью 0,4 м/мин. Датчики температуры рабочих стенок располагаются при этом на глубине 0,20 толщины стенки от ее рабочей поверхности или 16 мм на расстояниях 0,30;0,55 и 0,90 длины кристаллизатора от его верха или 0,21; 0,385 и 0,63 м соответственно в двух вертикальных сечениях, одно из которых расположено на расстоянии 0,30 ширины слитка от центра широкой грани, что составляет 0,33 м, а другое посередине узкой грани, ближайшей к первому сечению. Показания датциков сравнивают с заданными номинальными значениями, которые при скорости вытягивания 0,4 м/мин составляют 260, 220 и 200 С для датциков. расположенных соответственно на расстояниях 0,21; 0,385 и 0,63 м от верха кристаллизатора в вертикальном сечении на широкой грани, и 200, 80 и 160 С для соответствующих датчиков в вертикальном сечении посередине узкой грани. Показания датчиков, расположенных на расстоянии 0,21 и 0,385 м от верха кристаллизатора, уменьпшлись более чем на 5 Я заданных номинальных значений, т. е. соответственно более цем на 13 и 11 С для датчиков широкой грани и более чем на 10 и 9( для датчиков узкой грани. В то жвремя показания датчиков, расположен. ных на расстоянии О 63 м от верха кристаллизатора, уменьшились или увеличились не более чем на 5 Я заданных номинальных значений, т. е. не более чем на 1 О и 8 С для широкой и узкой граней соответственно. Это произошло в результате изменения гидродинамики жидкой фазы вследствие изменения условий истечения расплава из огнеупорного металло провода.1537363 Формула изобретения 15 7Следовательно, произвели замену металло- провода для подачи металла в кристаллизатор. В результате повысилась стабильность литья, снизилась вероятность возникновения прорывов жидкого металла под кристаллизатором и увеличился выход годного.Пример 3. В процессе непрерывной разливки в регулируемый кристаллизатор длиной 1,0 м с рабочими стенками широких граней из сплава МЗРЖ, а узких - из сплава МН 2, 5 КоКрХ толщиной 80 см подают сталь и вытягивают слиток с поперечным сечением 1,55 р,0,25 м с рабочей скоростью 0,8 м/мин. Датчики температуры рабочих стенок широких граней располагаются при этом на глубине 0,15 толгцины стенки от ее рабочей поверхности или 12 мм, а датчики температуры рабочих стенок узких граней - на глубине 0,20 толщины стенки от ее рабочей поверхности или 16 мм на расстояниях 0,18; 0,49 и 0,84 длины кристаллизатора от его верха или 0,18; 0,49 и 0,84 м соответственно в двух вертикальных сечениях, одно из которых расположено на расстоянии 0,204 ширины слитка от центра широкой грани, что составляет 0,316 м, и другое посередине узкой грани, ближайшей к первому сечению. Показания датчиков сравнивают с заданными номинальными значениями, которые при скорости вытягивания 0,8 м/мин составляют 280, 200 и 160 С для датчиков, расположенных соответственно на расстояниях 0,18; 0,49 и 0,84 м от верха кристаллизатора в вертикальном сечении на широкой грани, и 300, 240 и 200 С для соответствующих датчиков в вертикальном сечении посередине узкой грани. Показания датчиков, расположенных на расстоянии 0,18 и 0,49 м от верха кристаллизатора, уменьшились более чем на 5 О заданных номинальных значений, т. е. соответственно бо- лее чем на 21 и 15 С для датчиков широкой грани и более чем на 22,5 и 18 С для датчиков узкой грани. В то же время показания датчиков, расположенных на расстоянии 0,84 м от верха кристаллизатора,8уменьшились или увеличились не более чем на 7,5 Я заданных номинальных значений, т. е. не более чем на 12 и 15 С для широкой и узкой граней соответственно. Это произошло в результате изменения гидродинамики жидкой фазы вследствие изменения условий истечения расплава из огнеупорного металлопровода. Произвели замену металлопровода для подачи металла в кристаллизатор. В результате повысилась стабиль ность процесса литья, снизилась вероятность возникновения прорывов жидкого металла под кристаллизатором и увеличился выход годного. Способ контроля процесса непрерывнойразливки металла, включающий измерение температуры стенок кристаллизатора по вертикали, отличающийся тем, что, с целью 20 контроля состояния металлопровода, измерение температуры стенок кристаллизатора осуществляют на глубине 0,100,20 толщины стенки от ее рабочей поверхности на расстояниях 0,100,30, 0,45.0,55 и 0,800,90 длины кристаллизатора от его верха в вертикальных сечениях, одно из которых расположено на расстоянии 0,140,30 ширины слитка от центра широкой грани, а другое посередине узкой грани, ближайшей к первому сечению, сравнивают покаЗ 0 зания датчиков температуры с заданныминоминальными значениями и в случае уменьшения их более чем на 510 О заданных номинальных значений для датчиков температуры, расположенныхна расстоянии 0,10.0,30 и 0,450,55 длины кристаллизатора от его верха, и уменьшения или увеличения их для датчиков температуры, расположенных на расстоянии 0,800,90 длины кристаллизатора от его верха, не более чем на 510 Я заданных номинальных значений сигнализируют необходимость за мены огнеупорного металлопровода для подачи металла в кристаллизатор.1537363- Я 1 Ю ХПОЬОЖнцй 50 РчУКК Составитель А.Техред И. ВересТираж 624 ль Т ССС на, 101 Производ Редакто Заказ 1 НИИПИ сударственного комитета по изобрете113035, Москва, Ж - 35, Рауш твенно. издательский комбинат Пате АбросимовКорректор Н.Подписноениям и открытиям при Гская наб., д. 415т, г. Ужгород, ул. Гага