Title

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DO NÍVEL DO MOLDE PARA UM SISTEMA PILOTO DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO

DEVELOPMENT OF A MOULD LEVEL CONTROL SYSTEM FOR A CONTINUOUS CASTING PHYSICAL MODEL

Authorship

Braga, Carmela Maria Polito; Barral, Carlos Eduardo; Jota, Fábio Gonçalves; Silva, Leonardo Antônio da; Rezende, Thiago Oliveira; Tavares, Roberto Parreiras

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Barral, Carlos Eduardo

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Silva, Leonardo Antônio da

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Rezende, Thiago Oliveira

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Tavares, Roberto Parreiras

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DOI

10.5151/2594-5335-0036

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Abstract

Modelos físicos têm sido utilizados para validar modelos matemáticos e otimizar sistemas industriais. No caso do lingotamento contínuo, o uso de modelos físicos permite levantar curvas DTR, analisar o efeito de modificadores de fluxo sobre o desempenho de distribuidores, assim como estudar a transição entre diferentes tipos de aços. Neste caso, torna-se essencial realizar experimentos operando simultaneamente os modelos do distribuidor e do molde. Para tal, é necessário o controle de vazões e níveis de fluido nesses dois reatores. Neste trabalho, o controle digital do nível do molde a partir da válvula gaveta localizada na saída do distribuidor foi desenvolvido com o objetivo de tornar o comportamento do sistema piloto de lingotamento contínuo o mais próximo possível do de um sistema real e de se implementar um controle automático essencial para a integração completa do sistema (panela, distribuidor e molde). A válvula gaveta usada no controle apresenta particularidades como histerese acentuada e tempo morto elevado, transformando-na em um complicado e interessante problema de controle. O controle implementado é do tipo em cascata com dois controladores projetados a partir do método da síntese direta: o interno para a malha de vazão e o externo para a malha de nível.

Physical models are an important tool used to validate the predictions of mathematical models and also to optimise industrial systems. In continuous casting systems, physical models are used to analyse the effects of flow modifiers on the flow behaviour in tundishes. The transition of steel grades can also be studied using physical models. In this case, it is essential to simultaneously operate the tundish and the mould. To accomplish that it is necessary to control flow rates and fluid levels in these two vessels. In the present work, a digital control system for the liquid level in the mould was developed with the purpose of operating the physical models in conditions as close as possible to the actual system. This control system is also essential for the complete integration of the system (ladle, tundish and mould). The gate valve used in the control has two important particularities, accentuated histeresis and high time constant. These characteristics make its control more complicated and interesting. The strategy for controlling the mould level involves a cascade control with two controllers designed by the direct synthesis method: the slave (inner) controller for the flow loop and the master (outer) for the level loop.

Keywords

Lingotamento contínuo, Molde, controle de nível.

Continuous casting, Mould, level control.