CS219909B2 - System for regulation of the shift of the flashing electrodes in the electro-slag remelting device - Google Patents

Description

Vynález se týká soustavy pro regulaci posuvu odtavných. elektrod v elektrostruskovém ^pře^tavovacím zařízení. ^Vyn^ález ře^ší zejména ^probtém regutáce hloub^ky ^nofem odtavných elektrod do strusky. Regulační soustava je zvláště vhodná pro stejnosměrně nebo stndav^ě na^pájen^á eleJkfrosfruskOvá přetavovací zařízení se dvěma přívody, kde je elektrický obvod uzavřen mezi dvěma elektrodami. nebo soustavami elektrod, které jsou připojeny k opačným svorkám napájecího zdroje.

Z řady různých známých příčin se obvykle stává, že odtavné elektrody se nespotřebovávají stejnou rychlostí, což má za následek různé potíže a může dokonce vést k přerušení elektrostruskového přetavování.

Pro řízení rychlosti spouštění odtavných elektrod a přizpůsobení této rychlosti jejich spotřebovávání bylo navrženo a postaveno· mnoho zařízení. Všechna tato zařízení však pracují s napětími srovnatelnými s provozním napětím elektrostruskového přetavovacího zařízení a vyžaduje se od nich, aby měřila změny napětí o několik řádů menší. Běžně se vyžaduje měření změn na^pětí o velikosti někohka ^desíte^k mihvoltů na napětích několika desítek voltů. Je zřejmé, že t*akov^é měfern, ^kterým se maj^í spolehlivě a o^pakovateln^ě zjistit změny men^ší než ^0,5 ^pracovn^ího na^tg vyža^duje velmⁱ n^ákla^cn^é a slo^-té m^m zanzern.

Uvedená nevýhoda vyniká zvláště při použití měřicího zařízení v ocelárnách, kde je velmi nepříznivé prostředí a podmínky, a kde se musí počítat s různými rušivými vlivy. ' ^{V b}rits^kém ^patentov^ém spisu č. 1 ⁴¹6 ²51 je například pops^ána soustava, ve ^kter^é je použit voltmetr,, měřicí napěťový rozdíl mezi jednotlivými odtavnými elektrodami a vo^dičem^, který je v etakttickém st^yku se struskovou lázní. Vodičem je obvykle dno ^kokily. ^Za toeálmch olsolností je napěťový rozdíl mezi elektrodou a dnem kokily roven polovině napěťového rozdílu na elektrodách. ^Tento ^přípa^d je však v ^praxⁱ vzácný a m^ěření se v každém případě provádějí na napětích několika desítek voltů. Odtavné elektrod^y jsou ve strusce ^pono^řen^y jen n^ěkoh^k centimetrů, takže je zřejmé, že se výrazně projevují i milimetrové změny ponoření těchto odtavných .elektrod.

V regulační soustavě podle tohoto patent, spisu se při rychlejším opotřebovávání jedné odtavné elektrody využívá zvětšování tloušťky vrstvy strusky mezi dnem kokily a hrotem této odtavné elektrody, což má za následek změnu elektrického odporu .obvodu složeného z odtavn^é strusky, kovu a voltmetru, a tím i změnu napětí měřeného voltmetrem. Na základě této změny se ^{- p}a^k v^ydávaj^{í přík}az^{y k}e zvýšern rychlosti spouštění odtavné -elektrody, aby se ^dos^áhlo výc^hoz^ího· stavu.

Jak však již bylo· uvedeno, rozdíly ponoření odtavných elektrod, které se mají zjisΠζ ^dosahují nejvýše někohka miUmetrů, takže měřitelné změny napětí jsou řádu desítek milivoltů. V prostředí ocelárny je proto třeba instalovat měřidla schopná přesně a opakovatelně měřit změny napětí o velikosti ^řádově 0^,l %, což je -prinejmenšrn velmi obtížné a nákladné řešení.

Jiná automatická regulační soustava je popsána v britském patentovém spisu č. 1 168 900. Podle tohoto spisu jsou odtavné elektrody samostatně připojeny ke svo-rkám sekundárního vinutí transformátoru, přičemž střed' tohoto sekundárního vinutí nebo střed impedance připojené paralelně k sekundárnímu vinutí je spojen se ' dnem kokily. Jessiiže při takovémto zapojení dojde· k rozdílnému opotřebovávání odtavných elektrod, pak mezi hrotem pomaleji -se odtavující odtavné -elektrody a roztaveným kovem ^bude ten^čí vrstva strusk^ ne^ž u ^druh^é odtavné elektrody. Protože tato tencí vrstva strus^ky má men^ší o^dpo^ ^poteče -poslušnou odtavnou elektrodou větší proud a zvětší se množství uvolňované energie a tu^díž i r^yc^hlos^t odtavov^ání odtavné ele^ktrody. Výhoda této- regulační . soustavy spočívá v její jednoduchosti a také v tom, že soustava se v určitých mezích automatice ky reguluje.

Popsaná soustava však má také řadu nedostatků, zejména: Je použitelná pouze pro zařízení pracující s napájením střídavým proudem. Vyžaduje přídavný elektrický obvod dimenzovaný na silné proudy.

Eliminuje největší přednost přetavovacích zařízení -s dvouvodičovým přívodem proudu, která spočívá v -tom, že roztaveným kovem neprochází proud. Průchod -elektrického proudu taveninou v popsané soustavě vytváří magnetické pole, které v roztaveném kovu vyvolává -silné konvekční proudění, které zanáší částice strusky dolů na hranici tuhnoucího kovu, kde jsou některé z nich zachyceny a vytvářejí vměstky, které jsou zásadně nežádoucí při tak nákladném ^procesu jako je ele^ktrostrus^kov^{é př}etavování, jehož účelem je dosažení maximální jakosti výrobků.

Uvedené nedostat^ky odstraňuje soustava pro regulaci posuu odtavných elektrod v elektrostruskovém přetavovacím zařízení, ^kter^é sestává z proudov^ého zdroje pnpojen^ého ^ke dvěma v sérn zapojeným odtavným ele^ktro^dám^, přičemž ^prou^dový oíkruh je uzavřen přes konec odtavné elektrody ponořený do struskové lázně, struskovou lázeň a ^přetavený ^kov v ^ko^kile a ^ka^ždá odtavná elektroda je opatřena samostatným s^pou^štěcím ^ústroj^ím ^po^dle v^ynálezu, je^hož podstata s^po^čív^á v ^^{, ž}e ^k prou^dovému zdroji je paralelně s odtavnými elektrodami zapojena v sérii kombinace tří odporů, z nichž prostředí odpor je proměnný a je přes voltmetr, který je propojen se spouštěcími ústrojími odtavných elektrod, propojen s vodivým- dnem kokily.

Nový a vyšší účinek -soustavy pro regulaci posuvu podle vynálezu spočívá v tom, že soustava m^ůže pracovat se stOdavým i stejnosměrným napájemm, může být snadno připojena k jakémukoliv elektrostruskovému - přetavovacímu zařízení s dvouvodičovým ^přívodem ^prou^du je je^dno^duc^há a velmi levná, spolehlivá a schopná měřit několikamilimetrové rozdíly ponoření -odtavných elektrod.

Soustava pro regulaci posuvu odtavných elektrod v elektrostruskovém - přetavovacím zařízení podle vynálezu je vhodná v případech, kdy jsou k napájecímu zdroji připojeny dvě odtavné - elektrody zapojené z hledisto ^pr^ůchodu ^prou^du smove a ^kdy tyto odtavné elektrody mají samostatná spouštěcí ústrojí.

Soustava pro regulaci posuvu podle vynálezu -je dále . vysvětlena na příkladu provedení pomocí připojeného výkresu, který schematicky zn^ázor^ňuje elektros^truskov^é přetavovací zařízení s připojenou soustavou pro regulaci posuvu odtavných ' -elektrod.

Dvouvo^dičov^é elektrostrutové ^pretavovací zařízení sestává ze stacionární nebo pohyblivé kokily 1 s vodivým dnem 2. Ve -struskové lázni 6 - uvnitř kokily 1 jsou částečně ^ponořen^y dvě o^dtavn^é elektrody 4, 5 připojené k výstupním svorkám 7, 8 proudového zdroje 3. K výstupním svorkám 8, 7 jsou dále vedeními 9^{, 10} pripojeny s^ériov^ě zapojené -odpory 11, 12, 13, z nichž prostřední odpor 12 je proměnný.

K běžci 14 prostředního odporu 12 -a k vodivému dnu 2 kokily 1 je připojen voltmetr 19, který je -tak prostřednictvím -tu^hěho^- a -p^řetavené^ho ^kovu ¹⁵ propojen ta^ké se ^-strus^kovou lázrn ⁶, ve kter^é jsou zalkreslen^y dva odpor^{y 16, 17,} tvoř^en^é vrstvou strusky nacházející se mezi -odtavnými elektrodam^l 4 ⁵ a ^přetaveným kovem ¹⁵.

Jessiiže je elektrostruskové přetavovací zarizem na^pájeno stejnosměrným proudem, postačí na začátku přetavování mechanic^ky vyrovnat odtavn^é ele^ktrod^y 4 ⁵ a nastavit běžec 14 prostředního odporu 12 tak, a^by voltmetr ¹⁹ ind^ikova^l nutavý na^pěťový rozdíl mezi běžcem 14 a přetaveným kovem ¹⁵. Jesshže se po tomto nastavern ně^kter^á z odtavných -ele^ktro^{d 4}, ⁵ zaišne o^pot^ře^bovávat rychleji než zbývající, zvětší se -tloušťka vrstvy strusky pod ponořeným koncem této odtavné elektro^dy 4 ⁵ a ta^{díž i} ele^ktrický odpor této vrstvy strusky. Obvod je tím rozvázán a voltmetr 19 ukazuje nenulový napěťový rozdíl mezi běžcem 14 a ^přetaveným ^kovem ¹⁵.

Znaménko tohoto napěťového rozdílu indikuje, která z odtavných elektrod 4, 5 se spotřebovává rychleji a vydá se pokyn ke zvýšení rychlosti spouštění této odtavné elektrody 4, 5.

Tento pokyn může být vyslán dvoupolohovým regulátorem, ve kterém je nastaven maximálně přípustný rozdíl ponoru odtavných elektrod 4, 5. jestliže dojde к překročení přípustného rozdílu, vyšle regulátor signál ke změně rychlosti spouštění odtavné elektrody 4, 5. Spouštění odtavných elektrod 4, 5 však může být řízeno také spojitě pracujícím proporcionálně, integračně derívačním regulátorem, který rychlost spouštění odtavných elektrod 4, 5 řídí průběžně.

Jestliže se elektrostruskové přetavovací zařízení napájí střídavým proudem, musí se běžec 14 prostředního· odporu 12 po předchozím mechanickém vyrovnání odtavných elektrod 4, 5 nastavit nikoliv na nulový napěťový rozdíl, nýbrž tak, aby voltmetr 19 ukazoval například několik desítek milivoltů. Jestliže spotřebovávání odtavných elektrod 4, 5 je nerovnoměrné, bude se napěťový rozdíl měřený voltmetrem 19 zvětšovat nebo zmenšovat v závislosti na tom, která z odtavných elektrod 4, 5 se spotřebovává rychleji.

Příkazy к úpravě rychlosti spouštění odtavných elektrod 4, 5 mohou být i v tomto případě vysílány dvoupolohovým nebo spojitě pracujícím proporcionálně integrálně derívačním regulátorem.

Byla provedena měření na elektrostruskovém přetavcvacím zařízení, které bylo vybaveno dvěma so-uosými odtavnými elektrodami. Vnitřní plná odtavná elektroda měla průměr 80 mm, vnější odtavná elektroda měla průměr 160 mm a 10 mm silnou stěnu. Při těchto měřeních bylo zjištěno, že 1 mm rozdílu hloubky ponoření odtavných elektrod odpovídá přibližně 30 milivoltům napěťového rozdílu měřeného voltmetrem.

Je zřejmé, že uvedená citlivost velmi ddbře vyhovuje požadavkům regulace. Proud protékající přetaveným kovem 15 je v důsledku vysokého vnitřního odporu voltmetru 19 velmi malý.

Jakost oceli, získané v průběhu uvedených měření, byla vynikající a vyrobené ingoty byly zcela bez vměstků.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Soustava pro regulaci posuvu odtavných elektrod v elektrostruskovém přetavovacím zařízení, které sestává z proudového zdroje připojeného ke dvěma v sérii zapojeným odtavným elektrodám, přičemž proudový okruh je uzavřen přes konec odtavné elektrody ponořený do struskové lázně, struskovou lázeň a přetavený kov v kokile a každá odtavná elektroda je opatřena samostat ným spouštěcím ústrojím, vyznačující se tím, že к proudovému zdroji (3) je paralelně s odtavnými elektrodami [4, 5} 'zapojena v sérii kombinace tří odporů (11, 12, 13), z nichž prostřední odpor (12) je proměnný a je přes voltmetr (19), který je propojen se spouštěcími ústrojími odtavných elektrod (4, 5), propojen s vodivým dnem (2j kokily (1).