Способ управления непрерывной разливки металла

(50 4 В 22 0 11 16 ЗЦ3 г))Ри ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИ ся к обласмагнитном овьппение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изоБРетений и ОткРытий К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРй 61605 1, кл. В 22 Р 11/ 16, 1973.Авторское свидетельство СССРВ 338036, кл, В 22 Р 11/00, 1967.Авторское свидетельство СССРУ 537750, кл, В 22 Р 1/14) 1972.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОРАЗЛИВКОЙ МЕТАЛЛА(57) Изобретение относитлитья металлов в электрополе, Цель изобретения - п точности заданных размеров слитка.Сущность изобретения заключается втом, что во время разливки датчиком5 измеряют ток индуктора 2, определяют в измерителе 6 фазу сдвига междутоком и напряжением индуктора, В преобразователе 7 определяют тангенсугла сдвига между током и напряжениеминдуктора, сигнал с которого поступает на первый вход элемента 8 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный отношению текущего значения частоты тока кзаданному, умноженному на заданныйтангенс угла сдвига Фазы между токоми напряжением индуктора. Сигнал с выхода элемента 8 сравнения через преобразователь 9 изменяет частоту токаиндуктора частотно-регулируемым преобразователем 4. 2 ил., 1 табл.1 1 ЗИзобретение относится к металлургии и может быть использовано при литье металлов в электромагнитномполе.Целью изобретения является повыше ние точности заданных размеров слитка.На фиг.1 приведена блок-схема системы управления процессом непрерывнойразливки металла, реализующая способ;на фиг,2 - резонансные кривые колебатепьного контура электромагнитногокристаллизатора (ЭМК), поясняющиеспособ,Отливаемый слиток 1 находится вэлектромагнитном поле индуктора 2,параллельно которого подключен конденсатор 3, образуя колебательныйконтур, к которому подключен частотно-регулируемый преобразователь 4,Датчик 5 тока индуктора подключен кпервому входу измерителя 6 фазы, навторой вход которого подано напряжение индуктора 2, Выход измерителя 5фазы соединен с входом функционального преобразователя 7, выход которогоподан на первый вход элемента 8 сравнения а выход последнего соединенс входом блока 9 управления преобразователем, выход которого подан напреобразователь 4 и усилитель 10, выходнрй сигнал которого подан на второй вход элемента 8 сравненияСпособ основан на косвенном измерении отклонения поперечного размера слитка от заданного в зоне кристаллизации. Если размер й слитка 1 (фиг,1) равен заданному д , то индуктивность индуктора 2 с металлом равна а активное сопротивление системы индуктор - металл равно гРазмер слитка определяется равновесием гидростатического давления жидкого металла и электромагнитного давления поля индуктора ЭМК,Р = Рэ,Величина электромагнитного давления определяется током индуктора, который в свою очередь зависит от напряжения, прикладываемого к последнему. Поскольку частотная характеристика (фиг.2, кривая 11) параллельного колебательиого контура ЭМК носит ярко выраженный резонансный характер, то, задавая частоту тока Иподводи- мого к контуру, задаем и величину напряжения на индукторе, и,в конечном итоге, размер слитка Й. Если при работе преобразователя 4 на заданной частоте размер слитка й соответству 06636 2ет заданному до, то индуктивность индуктора 2 с данным количеством металла равна Ы, активное сопротивление индуктор - металл равно г . Сдвиг фазы ц между напряжением и током индуктора, измеряемый измерителем 6, в этом случае следующий:0 О о Я,= агс 18 ---о 10Сигнал на выходе функциональногопреобразователя 7, реализующего функ"цию тангенса от входного сигнала Ч,будет15оо- 1 д (агсй 8 -- -)ооЭтот сигнал подается на первый вход элемента 8 сравнения. Одновременно 20 сигнал, равный заданной частоте Ис выхода блока 9 управления преобра" зователем через усилитель 10 с коэффициентом усиления, равным отношению тангенса угла сдвига фаз при заданном 25 размере слитка С 8 у, к заданной частоте Я (выставляется перед началом литья), подается на второй вход элемента сравнения,о"8 Ч = гЧТаким образом сигналы, поступающиена входы элемента 8 сравнения, равнымежду собой (1:8 ц, = Тдр ), и сигнална его выходе отсутствует, блок управления преобразователем работаетна заданной частоте я , система стабилизации размера слитка находится всостоянии покоя. При возмущении, 40 обусловленном отклонении поперечногоразмера слитка Й от заданного Йнапример, при его увеличении Й, Йувеличивается количество в индукторе2, индуктивность его уменьшается Ы,а активное сопротивление системыиндуктор - металл возрастает, г,г оф(Поэтому каждому конкретному размеруслитка соответствует одно определенное отношение в -), Это вызывает смещение резонанса в контуре в областьболее высоких частот (кривая 12,фиг,2) и снижение напряжения на индукторе 2 (точка а кривая 12, фиг,2)до 0 Угол сдвига фаз между Напряже-,ннем и током индуктора уменьшается,Яо фЬСлитокВ известному предлагаемому 2,0 1,0 2,0 2,5 1,0 2,2 1,0 2,0 1,2 2,0 1,0 2,0 2,5 1,0 10 2,2 1,0 3 13066 и, соответственно, уменьшается сигнал с выхода функционального преобразователя 7: В , с 8(р,.На выходе элемента 8 сравнения появляется сигнал рассогласования: УоЬ ц- ЕВЧ, - Е 8 УО. Если рабочая точка преобразователя 4 на резонансной кривой (фиг.2) выб" 1 Осй рана на индуктивной ветви ( -0)дц ) например точка а кривой 11 (определяется заданной частотой У, то сигнал отклонения Ь увеличивает частоту импульсов управления и, следовательно, частоту выходного тока преобразователя., Если рабочая точка находится на емкостной ветви резонансной криацвой ( сО), например, точка о ) то сигнал уменьшает частоту тока.Предположим, что. рабочая точка (точка а ) кривая 11, фиг,2) выбрана на индуктивной ветви резонансной кри вой, Сигнал Ь увеличивает частоту импульсов управления преобразователем: Я ц и, соответственно, увеличивается частота выходного тока преобразователя 4. Напряжение на контуре увеличи вается (точка Ъ фиг.2), увеличивается ток в индукторе 2, возрастает обжимающее усилие поля, диаметр слитка уменьшается до первоначального Й так как только в этом случае сигнал рассогласования элемента 8 сравнения будет равен О. Действительно, на новой частоте ц сигнал с усилителя 10 равен Я и ьо Ор ю о 40щ., р)4 о го го а сигнал с функционального преобразоИ с 6 двателя 7 равен сГ ч) =- ГЧ 0гьо 45 00М) фог, г . г, гНезависимо от значения частоты я (естественно, что я ф 0), эта разность5 а равна 0 при - = - т,е. й = йг г0Таким образом, система поддерживает размер слитка, равный заданному Й , независимо от причины его измене 55 ния, будь то колебания уровня металла или падение напряжения в сети.Величину .требуемого размера слитка д 0 задают, выставляя перед началом 36 4литья рабочую частоту И преобразователя 4, определяя тем самым уровеньнапряжения на индукторе 2, а, следовательно, его ток и обжимающее усилиеполя. Значение заданного угла сдвигафаз ц определяют по слитку заданного размера.В системе регулирования процессомлитья в ЭИК) реализующей способ, используют ЭМК для слитка430 мм,преобразователь ППЧ-2,4 с блокомуправления и фазочувствительным мостом. Отлито 10 слитков. Результатысведены в таблицу,Отклонение диаметра слитка от заданного значения по способу Таким образом, применение способа стабилизации заданного размера слитка повышает точность в 2-2,5 раза, что при длине слитка 3 м дает экономию металла в количестве 100-120 кг на каждом слитке и снижает брак слитков по отклонению размеров сверх допустимых,3Все это обуславливает значительный технико-экономический эффект. Формула изобретения Способ управления непрерывной разливкой металла, включающий воздей-. ствие на металл электромагнитным по36 оставитель А,Аб ехред М. Ходанич в ректор Е Рошк Редактор Э,Слиг аз 14 ираж 741 Подписное Государственного комитета СССР делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раущская наб., ВНИИ п 1130ул. Проектная, 4 редприятие., г.у 5 13066 лем индуктора колебательного контура электромагнитного кристаллизатора, определение угла сдвига фаз между током и напряжением индуктора, б т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности заданных размеров слитка, дополнительно измеряют частоту (д тока индуктора, определяют тангенс угла сдвига фаз Сру между током водственно-полиграфическ и напряжением инпуктора, определяють 3величинуд Ю - Гц, где Ы, иЧ, -осоответственно заданные значения частоты тока индуктора и угла сдвига фаз между током и напряжением индуктора, в зависимости от величины и знака которой изменяют частоту тока, подводимого к контуру.