Способ управления размером слитка при разливке металла в электромагнитный кристаллизатор Советский патент 1985 года по МПК B22D11/16 

к

4i

U1 СП

11174

Изобретение относится к тета/шургии и может найти применение в источниках питания для электромагнитных кристаллизаторов.

Целью изобретения является повы- 5 шение 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 |5 конденсатор 4, индуктор 5, защитный экран 6, формируемый слиток 7, датчики 8 и 9 тока, датчик 10 температуры, сумматор 11, делитель 12 аналоговых сигналов, датчик 13 тока, 20 делитель 14, сумматоры 15-17, генераторы 18 и 19, интегратор 20.

Выход управляемого выпрямителя 1 подключен к тиристорному инвертору 2, который через первьм датчик 8 тока подключен к первичной обмотке трансформатора 3, где выходные обмотки подключены к компенсирующему конденсатору 4 и через второй датчик 9 тока - к индуктору 5, выход перво- 30 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 суммат ору 15, выход третьего датчика 13 тока, которьй 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, выход сумматора 17 - к входам широтноимпульсных генераторо-в 18 и 19, выходы которых подключены к входу 50 интегратора 20, выход интегратора 20 - к управляющему входу выпрямителя 1.

Устройство работает следукщим образом.55

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

552

параметра, глодается на тирисгорный инвертор 2, где преобразуется в напряжение повьпиенной частоты и через понижающий трансформатор 3 подается на индуктор 5, который скомпенсирован конденсатором 4. В результате наведенного электромагнитного поля нндуктором 21 (фиг. 2) гидростатическое давление жидкого металла в слитке 22 уравновешивается электромагнитным давлением (заищтныйэкран 23 выполнен в виде замкнутого кольца из немагнитного материала, толщина которого постепенно увеличивается кверху). Защитный экран обеспечивает требуемый закон ослабления электромагнитного давления по высоте, соответствующий закону ослабления гидростатического давления, а также уменьшает пульсацию и циpкyлЯJ;;, циюжидкого металла,оказывающие вредное влияние на формообразование и структу ру металла. При увеличении сечения слитка или высоты жидкой фазы слитка

происходит понижение индуктивного сопротивления индуктора и повьшение активного сопротивления или понижение добротности колебательного контура, образованного конденсатором 4 и индуктором 5. В данном случае 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, пропорциональный сечению и высоте жидкой фазы слитка, сравнивается с напряжением и зад 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 6 в основном влияет высота жидкой фазы слитка. Замер добротности защитного экрана осуществляется делением сигнала датчика 13 тока на скорректированньй сигнал датчика 8 тока в блоке 14 деления. Сигнал блока 14 деления сравнивается в сумматоре 16 с наиряжением , сигнал 3 рассогласования с сумматЙра 16, про порциональный изменению уровня жидк фазы слитка, корректирует сигнал рассогласования с сумматора 15 в сумматоре 17, в результате чего пов шается крутизна регулировочной характеристики замеряемого параметра и точность получения заданного размера слитка. Результируннций сигнал рассогласования с сумматора 17 в зависимости от полярности сигнана включает генератор 18 или генерато 19.Величина выходного сигнала гене раторов 18 и 19, зависимая от скваж ности, которая задается величиной входного сигнала, определяет приращение выходного сигнала интегратора 20,который определяет величину нап ряжения управляемого выпрямителя 1. Следовательно, в случае изменений сечения слитка или высоты жидкой фа зы металла в слитке, произойдет изм нение тока в индукторе 5, которое скомпенсирует возникшее возмущение в системе генератор - электромагнит ный кристаллизатор. Рассмотрим влияние изменения тем пературы обмотки индуктора на велич ну его добротности. Известно, что Хцсд RUU R I ин - добротность индуктора. Ом L „ - индуктивное сопротивление индуктора. Ом; индуктивное сопротивление слитка, Ом I активное сопротивление индуктора. Ом, активное сопротивление слитка. Ом. Определим приращение добротности индуктора из изменения температуры обмотки XL.H + Xu QSZ - RHH + RCH , - RHH RC RUH еЛ Q, XUHH Xuc ИЧ Q , нй 04 сл Q, QP - добротность при начальной теьтературе; р4 - добротность при конечной температуре; R - сопротивление обмотки индуктора при конечной температуре i . . ot - температурный Коэффициент удельного сопротивления металла; разница нетЛяу начальной и конечной температурой аОмотки индуктора. Известно, что R,, ft 0,2Rj(2), слеательно, формула (1) примет вид Si 0.2-Rc,+ RC, 0.2Rcn-tt- bt° 0,2 Rpn + Q, Максимальная разница температур не превьшает 60°С, Qo 1 . 3,9.10-.60 . Q, 5 Следовательно, изменение добротти вследствие изменения темпераы обмотки на равно 3,9%. размере слитка, равном 1270x300, лонение от размера не должно преать +1,5 мм, что соответствует изению добротности на +4,5%, т, е, ажение полезного сигнала достига42%.

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.