有色金属连续铸造对金属液的流量稳定性有较高的要求，针对小截面杆坯连续铸造提出了熔炉倾倒角速度恒流量浇注的技术方案，建立了恒流量铸造的数学模型。据此设计了相应的PLC控制程序，提高了有色金属连续铸造小截面杆坯截面高度尺寸的一致性，简化了设备的结构。

角速度控制浇注机结构

倾转式浇注机的结构设计较为成熟，根据新工艺对浇注机的要，利用SolidWorks软件设计了倾转角速度控制定量连续浇注机。结合国内其他倾转式浇注机的优点，根据小截面恒流量要求，对液压缸和炉体转轴位置、控制系统进行改良，将液压缸活塞杆与炉体的铰接支点设在炉体中心位置，减小了转动时的力；将倾转的转轴支点尽量靠近浇口位置，减少出料熔体落点的位置变化；缩减浇口宽度至18mm，以适应小截面杆坯浇注，同时在浇口末端上方增加盖板，减少了由于浇口变窄带来的熔渣的流入，使炉体在转动时更容易控制，稳定熔体的流动性。

角速度控制倾转式浇注机恒流量控制原理

倾转式浇注恒流量控制原理，是通过控制熔炉的倾转的角度θ和角速度ω，维持流出熔炉的熔体流量q基本恒定，及获取炉内余留质量m，此原理基于全自动控制的前提条件和理论基础，需建立系统输入和输出之间的关系。

角速度控制恒流量浇注控制条件分析

根据金凯的研究，当倾转式浇注机炉体内熔体体积发生变化时，如果浇注以一定角速度进行浇注，则流出炉体的流量q为变量，无法达到恒流量的要求，如果要保持流出炉体的流量恒定，则浇注机的角速度需不断调整。为了提供控制系统的设置参数，对θ和ω与q、m之间的关系进行推导整理，以达到流出炉体的流量保持恒定。设h为炉体内衬高度，r为炉体内衬半径，ρ为金属液密度。由于金属液面与炉顶出水口之间有一段距离D，因而当炉体倾转角度在0～θ₁时没有熔体流出；倾转角度在θ₁～θ₂时为第2阶段；倾转角在θ₂～π/2时为第3阶段。根据炉体尺寸很容易求出：θ₁=arctan（D/r）；θ₂=arctan（h/2r）。这3个阶段炉内剩余金属熔体的质量及流速。

实际浇注时，由于金属熔体的成分差异和浇注过程中温度不断下降，熔体的粘度存在差异，从而对熔体的实际流速和浇注速度产生一定的影响；另一方面，由于炉体尺寸制造精度的关系，也会使得金属熔体实际浇注。速度相对于理论值发生一定的偏离。因此需要对理论模型进行修正，而且不同浇注阶段的修正系数应可调节。