Способ управления размером слитка при разливке металла в электромагнитный кристаллизатор

 

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗМЕРОМ СЛИТКА ПРИ РАЗЛИВКЕ МЕТАЛЛА В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий формирование слитка при воздействии стабилизированного по частоте электромагнитного поля, причем размеры слитка определяются через электрические параметры индуктора , напряжение которого регулируют при ПОМО1ЦИ системы с обратной связью, а ток индуктора корректируют в зависимости от величины отклонения уровня жидкого металла от заданного, отличающийся тем, что, с целью повышения точности получения заданных размеров слитка , дополнительно измеряют температуру обмотки индуктора и при понижении температуры увеличивают напряжение управляемого выпрямителя, а при повышении температуры это напря (Л жение снижают. 2. Способ по п. 1, отличаюс щийся тем, что напряжение управляемого выпрямителя корректируют в функции электрического параметра защитного экрана индуктора.

СО(03 СОВЕТСНИХ

Э Ю. Ю

РЕСПУЬЛИН ((9) ((() А (я)4 В 22 D 11 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ фД (() 7И Ц g

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBTOPCNONIV СВИДВТЕГЬЮ ВУ

:.":;М,) Г ° (частоте электромагнитного поля, причем размеры слитка определяются через электрические параметры индуктора, напряжение которого регулируют при помощи системы с обратной связью, а ток индуктора корректируют в зависимости от величины отклонения уровня жидкого металла от заданного, отличающийся тем, что, с целью повышения точности получения заданных размеров слитка, дополнительно измеряют темпера- туру обмотки индуктора и при понижении температуры увеличивают напряжение управляемого выпрямителя, а при повышении температуры это напряжение сникают.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что напряжение уп» равляемого выпрямителя корректируют в функции электрического параметра защитного экрана индуктора. (21) 3701961/22-02 (22) 16.02.84 (46) 23.08.85. Бюл. Ф 3 1 (72) Г.Ф.Белоусов, Г.Н.Коуров, В.Г.Казанцев и В.Б.Ганеев (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.746.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 537750, кл. В 22 1) 11/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 616051 кл. В 22 D 11/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 338036, кл . В 22 1) 11/00, 1977. (54)(57) 1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗМЕР0М СЛИТКА ПРИ РАЗЛИВКЕ МЕТАЛЛА В

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий формирование слитка при воздействии стабилизированного по

1 1174

Изобретение относится к мета-.лургии и может найти применение в источниках питания для электромагнитных кристаллизаторов.

Целью йзобретения является повышение точности получения заданных размеров слитка.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — схема 10 формирования слитка в электромагнитном кристаллизаторе.

Устройство содержит управляемый выпрямитель 1, тиристорный инвертор

2, трансформатор 3, компенсирующий конденсатор 4, индуктор 5, защитный экран 6, формируемый слиток 7, дат. чики 8 и 9 тока, датчик 10 температуры, сумматор 11, делитель 12 аналоговых сигналов, датчик 13 тока, делитель 14, сумматоры 15-17, генераторы 18 и 19, интегратор 20.

Выход управляемого выпрямителя

1 подключен к тиристорному инвертору 2, который через первый датчик 8 тока подключен к первичной обмотке трансформатора 3, где выходные обмотки подключены к компенсирующему конденсатору 4 и через второй цатчик

9 тока — к индуктору 5, выход перво- З0 го датчика 8 тока и датчика 10 температуры, который контактирует с индуктором 5, через сумматор 11 подключен к входам делителей 12 и 14 аналоговых сигналов, выход второго 35 датчика 9 тока подключен к второму входу первого делителя 12 аналоговых сигналов, где выход делителя 12 подключен к сумматору 15, выход треть- его датчика 13 тока, который вклю- 40 чен в цепь защитного экрана 6, подключен к второму входу делителя 14, где выход делителя 14 подключен к . сумматору 16, напряжение задания подключено к вторым входам сумматоров 45

15 и 16, выходы сумматоров 15 и 16 подключены к входам сумматора 17, вы" ход сумматора 17 — к входам широтноимпульсных генераторов 18 и 19, выходы которых подключены к входу 50 интегратора 20, выход интегратора

20 — к управляющему входу выпрямителя 1.

Устройство работает следующим образом. 55

Напряжение управляемого выпрямителя 1, которое регулируется и стабилизируется в функции замеряемого

155 2 параметра, ..одается на тиристорный инвертор 2, где преобразуется в напряжение повышенной частоты и через понижающий трансформатор 3 подается на индуктор 5, который скомпенсирован конденсатором 4. В результате наведенного электромагнитного поля индуктором 2 1 (фиг. 2) гидростатическое давление жидкого металла в слитке 22 уравновеыивается электромагнитным давлением (защитный экран 23 выполнен в виде замкнутого кольца из немагнитного материала, толщина которого постепенно увеличивается кверху). Защитный экран обеспечивает требуемый закон ослабления электромагнитного давле1 ния по высоте, соответствующий закону ослабления гидростатического давления, а также уменьшает пульсацию и циркуля-, цию жидкого металла, оказывающие вредное Ю влияние на формообразование и структуру металла. При увеличении сечения слитка или высоты жидкой фазы слитка происходит понижение индуктивного сопротивления индуктора и повышение активного сопротивления или понижение добротности колебательного контура, образованного конденсатором

4 и индуктором 5. В данном случае

I добротность является замеряемым параметром, который пропорционален действительному сечению слитка и высоте жидкой фазы металла слитка. Замер добротности осуществляется следующим образом." сигнал датчика 9 тока в делителе 12 делится на скорректированный сигнал первого датчика 8 тока, коррекция сигнала осуществляется в сумматоре 11 в зависимости от сигнала датчика 10 температуры.

Сигнал с блока 12 деления, пропор циональный сечению и высоте жидкой фазы слитка, сравнивается с напря1 жением 0з,д в сумматоре 15, и сигнал рассогласования подается на сумматор 17. Максимальное сечение жидкой фазы металла слитка находится на уровне входа защитного экрана (сечение а-а, фиг. 2) и, следовательно, на добротность защитного экрана Ь в основном влияет высота жидкой фазы слитка. Замер добротности защитного экрана осуществляется делением сигнала датчика 13 тока на скорректированный сигнал датчика 8 тока в блоке 14 деления. Сигнал блока 14 деления сравнивается в сумматоре 16 с напряжением Пззц, сигнал з 11 74 рассогласования с сумматора 16, про- порциональный изменению уровня жидкой фазы слитка, корректирует сигнал рассогласования с сумматора 15 в сумматоре 17, в результате чего повышается крутизна регулировочной характеристики замеряемого параметра и точность получения заданного размера слитка. Результирующий сигнал рассогласования с сумматора 17 в 1п зависимости от полярности сигнана включает генератор 18 или генератор

19. Величина выходного сигнала генераторов 18 и 19, зависимая от скважности, которая задается величиной входного сигнала, определяет приращение выходного сигнала интегратора

20, который определяет величину напряжения управляемого выпрямителя 1.

Следовательно, в случае изменений сечения слитка или высоты жидкой фазы металла в слитке произойдет изме4 ь нение тока в индукторе 5, которое скомпенсирует возникшее возмущение в системе генератор — электромагнит- д ный кристаллизатор.

Рассмотрим влияние изменения температуры обмотки индуктора на величину его добротности. Известно, что

Q 4. Q ХЬ«н+ XLCA

К Ruu + Ксп где Q — добротность индуктора, Ом, Х вЂ” индуктивное сопротивление и« индуктора, Ом;

Х „ — индуктивное сопротивление З5 слитка, Ом

R — активное сопротивление индуктор а, Ом;

R „ — активное сопротивление слитка, Ом.

Определим приращение добротности индуктора иэ изменения температуры обмотки

155 4

XL н + XLcl

Ч .

1 и«а

R«u + +Rcll

Q>.

«и + Ксл

К««+ Rcl+ Ru« g gt

Кин сй

- добротность при начальной температуре, - добротность при конечной температуре, - сопротивление обмотки индуктора при конечной температуре, - температурный Воэффяциент удельного сопротивления металла, - разница меЖду начальной и конечной температурой обмотки индуктора.

Q, rye Q

Кин

Ь гЯд 042 RC + Rca+ 042Ксп. ® Ь to

Q<, 2 Rcll + Rc«

+ А 4

2 (3);

Максимальная разница температур дс не превышает 60 С. — -Т= ™

Qo 349 10 "60

Следовательно, изменение добротности вследствие изменения температуры обмотки на 60 С равно 3,9Х.

При размере слитка, равном 1270х300, отклонение от размера не должно превьппать +1,5 мм, что соответствует изменению добротности на +4,5Х, т. е. искажение полезного сигйала достигает 427.

Известно, что К,„ 0,2К „(2), следовательно, формула (1) примет вид

1174I55

Составитель Г.Демин

Редактор Н,Пушненкова Техред А.Бабинец

Корректор Л.Бескид

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5103/11 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитата СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5