Спосіб автоматичного контролю температури поверхні зливка при безперевному розливі сталі

Способ автоматического контроля температуры поверхности слитка при непрерывной разливке стали, включающий измерение температуры поверхности слитка пирометром, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что разбивают площадь визирования пирометра на слиток на конечное множество элементарных участков, выделяют участок с максимальным значением излучательной способности, определяют суммарную излучательную способность всех участков при условии, что излучательная способность каждого участка равна максимальному значению, определяют коэффициент коррекции, как частное от деления суммы излучательной способности участков с максимальной излучательной способностью на суммарную излучательную способность всех участков, на который умножают показания пирометра. С > ел Изобретение относится к черной металлургии, а именно, к непрерывной разливке стали. В известном способе [1] для коррекции температуры слитка применяют дополнительный пирометр, установленный на каретке машины газовой резки и свизированный на поверхность слитка, зачищаемую от окалины с помощью механического скребка, который перемещается кареткой поперек слитка. Недостатком этого способа является большая погрешность измерения температуры из-за сложности удаления окалины с помощью механического скребка, а также сложности системы подвода воды и воздуха для охлаждения пирометра и обдува его оп тики, т.к. пирометр установлен на подвижных элементах машины газовой резки. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ автоматического контроля температуры поверхности слитка по его излучательной способности с помощью пирометра [2]. Недостатком способа является то, что пирометр осуществляет измерение температуры по среднему значению излучательной способности поверхности слитка, а т.к. окалина искажает излучательную способность тела слитка, то значение измеренной температуры будет иметь погрешность. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ автоматиче О о о 5400 с к о ю контроля температуры поверхности слигка при непрерывной разливке стали путем уменьшения погрешности измерения температуры слитка, что позволит более качественно регулировать тепловой режим охлэждения слитка, что улучшит качество разливаемого металла и увеличит выход годного. Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем измерение температуры поверхности слитка пирометром, согласно изобретению, разбивают площадь визирования пирометра на слиток на конечное множество элементарных участков, выделяют участок с максимальным значением излучательной способности, определяют суммарную излучательную способность всех участков при условии, что излучательная способность каждого участка равна максимальному значению, определяют коэффициент коррекции, как частное от деления суммы излучательной способности участков с максимальной излучательной способностью на суммарную излучательную способность всех участков, на который умножают показания пирометра. В общем случае окалина влияет на излучательную способность слитка и на измеряемое пирометром значение температуры поверхности слитка следующим образом. Когда окалина отслоилась, но находится на п о в е р х н о с т и с л и т к а , она темнеет, причем, чем окалина толще, тем она темнее. Если окалина отслоилась и не удержалась на слитке, то в месте ее отслоения металл сразу дает свечение, соответствующее истинному значению температуры. В случае неотслоившейся окалины ее излучательная способность равна или близка к излучательной способности собственно металла. С учетом этого при измерении температуры поверхности слитка пирометром пятно п о з а д и вызирования на слиток разбивается на конечное множество равных между собой по площади элементарных участков. Из этого множества выделяют участок с максимальным значением излучательной способности. В идеальном случае, когда отсутствует окалина, все участки будут иметь максимальную изучательную способность и сумма излучательных способностей всех элементарных участков определяется по формуле: 5 Емакс ~ максимальная излучательная способность элементарного участка; Ей - сумма излучательных способностей всех элементарных участков для идеального слитка (без окалины). Для реального слитка пятно визирования пирометра даст излучательную способность, определяемую по формуле: 10 Ер = 2 і = 1 Е,. (2) где Еі - излучательная способность і-того элементарного участка; 15 Е р - сумма излучательных способностей всех элементарных участков для реального слитка (с окалиной). При измерении температуры поверхности слитка пирометром ее значение пропор20- ционально интегральному значению излучательной способности площади визирования пирометра на слиток. Измеренная в реальных условиях температура псверхности слитка будет отличаться от действительной в 25 пропорции, равной отношению: N • Е макс і 30 (3) Это отношение является коэффициентом коррекции, на который необходимо умножить измеренное пирометром значение температуры поверхности слитка. Таким образом, уточненное значение 35 температуры будет: т . _ N ' Емакс т N ' ' ' (4) 2 Е. 40 і = 1 где Т - значение температуры поверхности слитка измеренное пирометром; "Г - уточненное значение температуры 45 поверхности слитка. Это выражение описывает предложенные способ контроля температуры поверхности слитка. Реализация способа, например, может 50 быть осуществлена при измерении температуры слитка блюмовой машины непрерывного литья заготовок с сечением слитка 300 х 400 мм. Пирометр типа Спектропир-11 для измерения температуры устанавливается после зо55 ны вторичного охлаждения на расстоянии 3 Е и - N • Емакс, (1) м от слитка. При показателе визирования равном где N - количество элементарных участков, 1/50. диаметр пятна визирования будет: на которое разбито пятно визирования пи300 х 1/50 = 6 см. рометра; 5400 С помощью оптической системы, аналогичной имеющейся у пирометра, пятно визир о в а н и я ф о к у с и р у е т на д в у х м е р н у ю светочувствительную матрицу размером 2000x2000 светочувствительных элементов (расстояние между элементами равно 10 мк). Таким образом, световое пятно пирометра разбивают с помощью визированной на него светочувствительной матрицы на 4 х 106 элементарных участков. Определяют самый яркий элементарный участок, значение его излучательной способности в соответствии с формулой (1) умножают на 4 х 10 . Далее определяют излучательную способность всех 4 х 106 элементарных участков в соответствии с формулой (2). По формуле (3) определяют корректирующий коэффициент. С помощью пирометра определяют значение температуры и, умножив корректирующий коэффициент на измеренную температуру, получают уточненное ее значение. Предлагаемый способ уменьшает погрешность измерения температуры поверхности слитка, что важно во всех случаях, когда температура включена в любой контур регулирования, в том числе при управлеь ~'И тепловым режимом слитка. Для оценки эффективности предложенного способа контроля температуры поверхности слитка предлагается подсчитать величину компенсируемой погрешности из Упорядник Замовлення 606 мерения при следующих исходных данных: показание прибора при измерении температуры слитка равно 1000°С: излучательная способность поверхности слитка, на кото5 рую свизирован пирометр, разбивается на 5 интервалов. Соотношение излучательных способностей следующее: 1,1; 1,2; 1,3; 1.4; 1,5. Принимается, что количество элементарных участков, соответствующее каждому 10 интервалу, составляет 20% от общего количества элементарных участков. Тогда формула (4) будет следующая: 1 X 1,5 1 т= юоо 0,2(1,1 + 1 , 2 + 1 , 3 + 1,4 + 1 , 5 ) 15 = 1153° Абсолютная погрешность будет: 1153°-1000° = 1 5 3 ° Относительная погрешность равна: 20 1000° Как видно из приведенного примера, предложенный способ позволяет значительно увеличить точность измерения температуры поверхности слитка, что дает возможность более качественно регулировать, тепловой режим охлаждения слитка, 30 повышая качество разливаемого металла и увеличивая выход годного. 25 Техред М.Моргентал Коректор А.Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53. Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101