Способ управления разливкой металла в электромагнитном поле

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено для управления непрерывной и полунепрерывной разливкой металла преимущественно с формированием слитка электромагнитным полем индуктора. Цель изобретения - повышение точности размеров слитка. Существо изобретения заключается в том, что в процессе разливки измеряют ток индуктора 2 датчиком 6 и ток RL-цепочки датчиком 7, определяют разность фаз между указанными токами в измерителе 8 фазы. Напряжение индуктора 2 изменяпот при помощи блока 9 управления и преобразователя ТО в зависимости от значения сигнала на выходе измерителя ,8 фазы. 1 ил. $ d // X

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 В 22 D 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4082545/31-02 (22) 07.04.86 (46) 07.10.87. Бюл. № 37 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Н.П.Попов, А.А.Шуляк, Е.И.Снятков и Г.Е.Иванов (53) 621. 128. 66 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 616051, кл. В 22 D 11/16, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 537750, кл. В 22 D 11/14, 1976, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗЛИВКОЙ

МЕТАЛЛА В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ НОЛЕ (57) Изобретение относится к металлургии и предназначено для управле„„SU„„134258 А1 ния непрерывной и полунепрерывной разливкой металла преимущественно с формированием слитка электромагнитным полем индуктора. Цель изобретения — повышение точности размеров слитка. Существо изобретения заключается в том, что в процессе разливки измеряют ток индуктора 2 датчиком

6 и ток RL-цепочки датчиком 7, определяют разность фаз между указанными токами в измерителе 8 фазы. Напряжение индуктора 2 изменяют при помощи блока 9 управления и преобразователя 10 в зависимости от значения сигнала на выходе измерителя 8 фазы, 1 ил.

При предварительной настройке системы в индукторе 2 кристаллизатора 30 находится слиток с требуемым размером

При этом индуктивность индуктора с металлом 1.„о, а активное сопротивление RÄ При подаче на индуктор 2 напряжения U от источника 10 питания 35 по индуктору протекает ток I фаза которого определяется rio формуле « но

arctg но (1)

40 где Я, — угловая частота, Одновременно по вспомогательной

RL — цепочке также протекает ток. Индуктивность I, выбирается из соображений снижения потерь на порядок или несколько порядков больше индуктивности индуктора с металлом (например, L = n T,„ ), при этом переменное сопротивление R подбирается таким, чтобы добротность вспомогательной цепи равнялось добротности цепи индукторя, т.е. R = п R„, В этом случае фаза тока вспомогательной цепи

55 о но

arctg — —< но (2) Этот момент при настройке определяется по сов адению фаз сигналов, l 134258

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при,литье металлов в электромагнитном кристаллизаторе (ЭМК) .

Цель изобретения — повышение точности размеров слитка.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего способ, Слиток 1 металла находится в индукторе 2 ЭМК, параллельно которому подсоединены компенсирующий конденсатор 3 и вспомогательная RI. — öåïî÷- 15 ка, состоящая из дросселя 4 и переменного резистора 5, II ветви. индуктора и вспомогательной RI, — öåïî÷êè включены датчики б и 7 тока, сигналы с которых поступают на измеритель 8 фазы, связанный с блоком 9 управления преобразователя 10, подключенного параллельно конденсатору 3, Система управления процессом литья слитков металла в ЭМК со стаби- 25 лизацией заданного размера слитка и работает следующим образом, ян< = -сгg с н о L H< н< но а фаза тока вспомогательной цепи практически не меняется С

С измерителя 8 фазы в этом случае поступает сигнал С,„ — Ч н, ) 0 на блок 9 управления преобразователя

10, приводящий к увеличению выходной мощности преобразователя l0 повышению напряжения на индукторе 2 и, как следствие, к увеличению обжимающего усилия поля ЭМК.

Диаметр слитка уменьшается до величины с1, Ни при каком другом диаметре слитка фазы ц< „ и с „ не равны друг другу, так как при изменении диаметра слитка индуктивность инцуктора с металлом 1.„ растет или уменьшается, а активное сопротивление R наоборот, уменьшается или растет соответственно. Следователь1 н но, их соотношение " не может н пов ториться. Каждому диаме тру слитка соответствует своя добротность цепи

1 н1 L„ индукторя ", При d = d, Ru< Кн

L — и Чн = Ч<ьсп но

<<о

= (1<, так как

uL«о

Ч = arctg = arctg но

03L HO — arctg

< но а?,„ — — arctg н

При этом фазы тока индуктора и вспомогательной цепи выравниваются и сигнал ня выходе измерителя 8 фазы вновь отсутствует.

Если диаметр слитка стал меньше

d, индуктивность индуктора 2 увеличивается, а активное сопротивление уменьшается, фязя тока инпуктора с увеличивается и сигнал с выходя из— мерителя фяз

4со Я н

9 2 поступающих с датчиков б, 7 тока на вход измерителя 8 фазы, и отсутствию сигнала на его выходе.

При литье, если происходит отклонение диаметра слитка d от заданного

d,, например диаметр увеличивается (d > с1о), то индуктивность индуктора 2 с металлом 1 уменьшается, а активное сопротивление увеличивается, Фаза тока индуктора в этом случае

В качестве источника питания применен частотно регулируемый преобразователь ППЧ-20-2,4, датчиков 6 и

7 — трансформаторы тока ТИЧЛ2 и из— меритель разности фаз Ф2-13. !

Отклонение диаметров отлитых слит— ков составляет менее О, 2 мм.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ управления разливкой ме— талла в электромагнитном поле преи-. мущественно с цепью сопротивлениеиндуктивность, подсоединенной парал— лельно индуктбру, включающий измерение тока индуктора, определение раз— ности фаз и регулирование напряжения индуктора в функции измеряемого размера слитка, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности размеров слитка, дополнительно измеряют ток в цепи сопротивление — индуктивность, определяют разность фаз между током индуктора и током в цепи сопротивление — индуктивность,. а напряжение индуктора из меняют по разности фаз между током индуктора и током в цепи сопротивление — индуктивность, иЕ„

Р,= a-.g

Н всп н и при равенстве отношений — =— всп фазы токов вспомогательной цепи и индуктора равны на любой частоте.

Действительно

30

+ 1 всп н

arctg = arctg

R scn н откуда н

Вн

35 не зависит от частоты, Составитель A.Àáðîñèìîâ

Техред И.Попович Корректор A.Òÿñêî

Редактор П. Гереши

Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, _#_-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4549/8

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 134258 поступая на выход блока 9 управления преобразователя 10, приводит к уменьшению выходной мощности преобразователя уменьшению напряжения на инУ

5 дукторе и снижению обжимающего усилия поля 3МК.

Диаметр слитка увеличивается до.

d IIPH этом . scn — су„ = О. Достоинством способа является инвариантность к приЧине, вызвавшей изменение диаметра слитка (перелив металла или колебания сетевого напряжения).

В отличие от известного способа (в предлагаемом способе изменение частоты напряжения на индукторе не изменяет сигнал управления с, — ц„

S а следовательно, не вносит погрешность в регулируемый диаметр слитка, так как частота входит в оба

20 сигнала с" всп атp t g 6с всп

Способ управления непрерывной и полунепрерывной разливкой металлов опробован в индукционно-тиристорном литейном комплексе при литье круглых слитков малого диаметра.