SU1447553A1 - Способ управлени непрерывной разливкой металла - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной и цветной металлургии и может быть использовано при литье металлов в электромагнитном поле. Целью изобретени   вл етс  повышение точности поддержани  заданного размера слитка . Поставленна  цель достигаетс  тем,что в способе управлени  непре- рьшной разливкой металла в электромагнитном поле, включающем воздействие электромагнитного пол  высокой и низкой частоты, которое создают расстройкой и последук цей подстройкой в резо4 нанс колебательного контура электромагнитного кристаллизатора путем изменени  частоты электрических колебаний напр жени , питающего электромагнитный кристаллизатор, врем  расстройки контура измен ют пропорционально отклонению резонансной частоты от заданного значени , определ ющего размер слитка. 3 ил. а iS W

Description

4 4 -J

сл ел

00

Изобретение относитс  к черной и цветной металлургии и может быть использовано при литье металлов в электромагнитном поле.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема системы управлени  процессом лить , реализующей способ; на фиг. 2 - частотные характеристики колебательного контура электромагнит- ного кристаллизатора (ЭМК) дл  заданного (крива  А) и увеличенного (крива  Б) слитка; на фиг. 3 - энергетические характеристики колебательного контура ЭМК при изменении размера слитка и управлении им по способу.

Способ основан на следующем.

Размер слитка определ етс  услови ми равновеси  гидростатического давлени  столба жидкого металла и электродинамического давлени  электромагнитного пол  на этом столбе. При изменении величины подачи жидкого металла в кристаллизатор мен етс  гидростатич;еское давление столба и поперечный разрез отливаемого слитка Изменение поперечного размера жидкого металла, наход щегос  в индукторе ЭМК, приводит к изменению его индуктивности и изменению частотных свойств, в частности резонансной частоты колебательного контура ЭЖ (фиг. 2, крива  Б), т.е. уход резонансной частоты от заданной может служить мерилом изменени  размеров слитка. Электродинамическое давление уравновешиван цее гидростатическое, зависит от мощности подаваемой в колебательный контур ЭМК, котора  в свою очередь, зависит от частоты тока , подводимого к контуру (фиг.2). Поэтому на резонансной частоте в контуре выдел етс  максимальна  мощность , а на любой другой частоте меньша . Средн   мощность, подаваема  в контур за врем  подстройки в резонанс и последующей расстройки определ етс  длительностью этих фаз периода (фиг.3).

«рР t -4- Р . f rtieix -pej miM проест pe рчсст

где максимальна  мощность в

колебательном контуре ЭМК; Р.. - минимальна  мощность в

колебательном контуре ЭМК;

0

5

0

0

5

0

5

t - врем  подачи максимальной

мощности; -pqcer длительность расстройки.

Таким образом, измен   длительность расстройки, или скважность подачи максимальной мощности в колебательный контур электромагнитного кристаллизатора, можно измен ть среднюю мощность , а следовательно , размер слитка. Врем  Т tpei + t. tpaccr зависит от инерционности жидкого металла и должно быть значительно меньше посто нной времени слитка, измер емой в секундах, чтобы размер слитка значительно не изменилс  за врем  t или t«ace-r

Отливаемый слиток 1 находитс  в электромагнитном поле индуктора 2, который через понижающий трансформатор 3 подключен параллельно компенсирующему конденсатору 4, образу  нагрузочный колебательный контур, к которому подключен частотно-регулируемый преобразователь 5 частоты. В емкостную и индуктивную ветви параллельного колебательного контура включены трансформаторы 6 и 7 тока, соединенные через пиковые детекторы 8 и 9 с входом усилител  10, выход которого св зан с входом интегратора 11 и выходом ключа 12, вход которого соединен с выходом генератора 13 с управл емой скважностью импульсов и входом ключа 14. Вькод интегратора 11 подан на резистор 15 делител  напр жени  (резисторы 15 и 16), параллельно которому подключен ключ 14, и на вход усилител  17 разности, выход которого соединен с входом генератора 13, а второй вывод резистора 15 соединен с резистором 16 и преобразователем 18 напр жение-частота. Выход преобразовател  18 подан на управл ющий вход преобразовател  5 .частоты. Опорное напр жение Ug, определ ющее заданный размер слитка, подано на один из входов усилител  17 разности.

При номинальном ре/тиме работы, если размер слитка d равен заданному

б

частота преобразовател  5 равна

резонансной частоте f параллельного контура и токи индуктивной и емкостной ветвей равны. Напр жени , снимаемые с пиковых детекторов 8 и 9, также равны. Напр жение на выходе усилител  10 равно нулю, а выходное на314

пр жение интегратора 11 равно по мо дулю напр жению уставки, поэтому на выходе усилител  17 разности напр жение отсутствует и скважность импульсов генератора 13 равна двум, т.е. ключ 12 отключает выход усилител  10 на полпериода Т генератора 13, а ключ 14 на полпериода отключает резистор 15, преобразователь 18 напр жение-частота полпериода рабо

Средн   за период мощность увеличиваетс , увеличива  обжимающее усилие пол , и диаметр слитка возвращаетс  к исходному do, так как только при этом сигнал с интегратора 11 равен напр жению уставки У и на выходе усилител  17 сигнал отсутствует , т.е. система приходит в исходное состо ние.

Величину требуемого размера слит

тает на резонансной частоте f, а полпериода - на пониженной f,,. Следовательно , средн   мощность, вьщел е- ма  в контуре, равна Pf.fo опре- is дел ет заданный размер слитка d (фиг. 2, крива  А, фиг,, 3). .

При возмущении, обусловленном отклонением размера слитка 1, например.

ка d задают напр жением уставки U усилител  17 перед началом разливки металла.

В системе управлени  непрерывной разливкой металла в качестве преоб разовател  5 используетс  полупроводниковый преобразователь частоты серии ППЧ-120-2,4, В качестве злепри его увеличении (d, d)в резуль- 20 ментов схемы регулировани  приме

тате перелива металла в кристаллизаторе , увеличиваетс  количество жидкого металла в индукторе, что ведет к уменьшению его индуктивности и увеличению частоты резонанса нагрузочного колебательного контура. В зтом случае ввд частотной характеристики резонансного контура электромагнитного кристаллизатора соответствует кривой Б, котора  смещена относительно кривой А по частоте на величину f (фиг. 2). . , Ток в индуктивной ветви превышает ток емкостной колебательного контура. Напр жение, снимаемое с детектора 9, превьшает напр жение детектора 8. Разность этих напр жений , усиленна  усилителем 10, поступает на интегратор 11, напр жение на выходе которого увеличиваетс  увеличиваетс  частота преобразовател  18 и соответственно преобразовател  5, подстраива сь в резонанс.Так как напр жение на интеграторе 11 повышаетс  и превышает U, на выходе усилител  17 по вл етс  напр жение, пропорцио- нальное разности , которое мен ет скважность импульсов генератора 13, соответственно,мен етс  врем  включени  ключей 12 и 14, увеличиваетс  врем  работы преобразовател  5 на резонансной частоте и уменьшаетс  врем  работы на пониженной частоте.

ка d задают напр жением уставки U усилител  17 перед началом разливки металла.

В системе управлени  непрерывной разливкой металла в качестве преобразовател  5 используетс  полупроводниковый преобразователь частоты серии ППЧ-120-2,4, В качестве злементов схемы регулировани  приме5

0

5

5

н ютс  серийно вьтускаемые микросхемы и приборы. Усилитель 10, интегратор 11 и усилитель 17 вьтолнены на базе микросхемы К140УД6, преобразователь 18 - на микросхеме К110 Вт1, генератор 13 - КР1006ВИ1, ключи 12 и 14 - на основе полевых транзисторов КПЗЮА (В).

Claims (1)

1. Способ управлени  непрерывной разливкой металла, опробованный на макете индуктивно-тиристорного комплекса лить  металлов в электромагнитный кристаллизатор, характеризуетс  повышенной на 5-7% точностью поддержани  заданных размеров слитка по сравнению с прототипом. Формула изобретени 

   Способ управлени  непрерьшной разливкой металла, включающий опре0 деление резонансной частоты нагрузочного контура и воздействие электромагнитных колебаний на нагрузочный контур путем изменени  их частоты, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности поддержани  заданного размера слитка, измен ют среднюю мощность, снимаемзгю с нагрузочного контура, пропорционально отклонению резонансной частоты на0 РУЗочного контура от заданной изменением соотношени  времени работы контура в резонансе и вне его.

   ff fzfff on Фие. 2

   /

   (

   /