Устройство управления процессом электрошлакового кокильного литья

Устройство управления процессом электрошлакового кокильного литья.
Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано для электрошлакового кокильного литья.
Известно «Устройство регулирования скорости нлавления расходуемого электрода при элекгрошлаковом переплаве, содержащее программный задатчик, систему усиления, механизм вертикального перемещения электрода, при этом оно снабжено реостатом, тахогенератором, тиристорным преобразователем, механизмом вращения электрода, причём тахогенератор установлен на механизме вертикального перемещения электрода и соединён с подвижным контактом реостата и первым входом программного задатчика, реостат соединён своими неподвижными контактами с полюсами источника напряжения, один из полюсов источника напряжения соединён с вторым входом программного задатчика, выход которого через систему усиления соединён с управляющим входом тиристорного преобразователя, выходы которого соединены с механизмом вращения электрода. Патент РФ № 2090636, МПК; С 22 В 9/18; публ. 20.09.97 г. бюл. № 26
Известен «Способ и устройство для магнитно-регулируемого электрошлакового переплава титана или сплава титана, в котором на гидродинамическую структуру слитка по всей его длине воздействуют  радиальным магнитным полем, при этом создаётся межслойное и
г 003123932
МПК: с 22В 9/18,
С 21С 5/52
меридиальное тороидальное вращение расплава и улучшается рафинирование металла и его однородность.
Патент США № 6113666А, МПК: С 22В 9/18, публ. ИСМ № 9 - 2001 г. вып. 48 Наиболее близким к заявляемому техническому решению яв.ляется «Устройство управления процессом электрошлакового переплава, содержащее блок управления, первый выход которого соединён с последовательно соединёнными регулятором тока и двигателем электрода, третий выход соединён с последовательно соединёнными переключателем ступеней напряжения и силовым трансформатором, датчик активной мощности, первый вход которого подсоединён к измерительному трансформатору, второй вход соединён с обмоткой силового трансформатора, соединённой с электродом и кристаллизатором, а выход соединён с четвёртым входом блока управления, датчик тока, вход которого соединён с измерительным трансформатором тока, первый выход соединён с регулятором тока, а второй выход - с пятым входом блока управления, узел контроля вращения двигателя электрода, вход которого соединён с датчиком перемещения электрода, а первый и второй выходы соединены со счётчиками импульсов прямого и обратного хода электрода, причём оно дополнительно содержит анализатор положения электрода, пороговый переключатель тока, датчик напряжения, при этом входы анализатора положения электрода соединены со счётчиками иьшульсов прямого и обратного хода, а первый и второй выходы соединены с первым и вторым входами блока управления, вход порогового переключателя соединён с вторым выходом блока управления, а выход - с третьим входом регулятора тока, вход датчика напряжения соединён с обмоткой силового трансформатора.
5; -2соединённой с электродом и кристаллизатором, а выход - с третьим входом блока управления.
Патент РФ № 2052509, МПК: 6 С 22 В 9/18; С 21С 5/52 публ. 20.01.96г. бюл. № 2
К техническому результату относится повышение качества получаемого слитка, а именно его рафинирования и однородности за счёт усовершенствования схемы управления электродом, а также повышение уровня безопасности за счёт введения в устройство управления аппаратуры тревожной сигнализации, а также введение в схему сравнения защитных узлов и микросхем стабилизаторов напряжения.
Достижение указанного результата обеспечивается за счёт того, что устройство управления процессом элекгрошлакового кокильного литья содержит электродвигатель перемещения электрода, датчик тока, силовой и измерительный трансформаторы и блок управления элементами устройства. Блок управления элементами устройства включает схему сравнения и преобразования уровней напряжения и схему управления электродвигателем. Кроме того, устройство управления процессом электрошлакового кокильного литья снабжено аппаратурой включения и аварийной сигнализации. Схема управления электродвигателем снабжена тиристорным преобразователем и фильтром, а схема сравнения - узлом снятия сигнала регу.лятора тока при обрыве дуги, узлом ограничения максимального уровня сигнала на спуск электрода, узлом ограничения спуска-подъёма электрода, а также микросхемами стабилизаторов напряжения. Блок управления подключён прямой и обратной связью к регулятору тока и контроллеру зоны нечувствительности электрода.
Устройство управления процессом электрошлакового кокильного литья поясняется чертежом фиг.1 и содержит тигель 1, электрод 2, электродвигатель перемещения электрода 3, датчик тока 4, силовой трансформатор 5, измерительный трансформатор 6, регулятор тока 7, контроллер зоны неч)гвствительности электрода 8, блок з равления элементами устройства управления процессом электрошлакового кокильного литья, содержащий схетиу сравнения и преобразования уровня напряжения I с узлом снятия сигнала тока при обрыве дуги 9, узлом ограничения максимального уровня сигнала на спуск электрода 10, узлом ограничения спуска - подъёма электрода 11 и микросхемы стабилизаторов напряжения 12, и схему управления электродвигателем П, содержащую тиристорный преобразователь 13 и фильтр 14, а также устройство управления снабжено аппаратурой включения 15 и аварийной сигнализации 16.
Устройство управления процессом элекгрошлакового кокильного литья работает следующим образом: с пульта управления аппаратуры включения 15 поступает сигнал на электродвигатель перемещения электрода 3, одновременно проходит сигнал на датчик тока 4 и силовой 5 и измерительный 6 трансформаторы. На вход блока управления 15 поступает обратный сигнал, пропорциональный току дуги и напряжению на электроде 3, описываемый следующим уравнением:
аид - b ()д + 1зад)  AUгде
а, b - коэффициенты пропорциональности
ид - напряжение на электроде 1д - ток дуги 1зад - заданный ток дуги ( устанавливается регулятором тока)
Для обеспечения автоматического зажигания дуги при Тд  5% J д ном1зад  О
зи - если сигнал рассогласования больше заданного контроллером чувствительности 8 сигнала USH, то на выходе блока управления появляется сигнал управления
иу  ди-изн
который поступает в схему управления электродвигателем 3 на вход тиристорного преобразователя 13 и фильтр 14 в качестве сигнала заданной частоты вращения двигателя перемещения электрода 3, Тиристорный преобразователь снабжён отрицательной обратной связью по напряжению с якорем электродвигателя 3, При этом с контроллера зоны нечувствительное/га электрода 8 сигнал поступает также в схему сравнения и преобразования уровня напряжения I блока управления, а именно в узел 9 снятия сигнала тока при обрыве дуги, в узел 10 ограничения максимального уровня сигнала на спуск электрода, в узел 11 ограничения спуска - подъёма электрода и в микросхемы стабиилзаторов напряжения 12, сигналы анализируются и формируются соответствующие команды.