RO110890B1 - Echipament pentru reglarea electrozilor, la cuptoarele electrice cu arc - Google Patents

Abstract

Invenția face parte din domeniul automatizărilor în metalurgie, rezolvând comanda cuptoarelor electrice cu arc, trifazate, cu acționarea electrohidraulică, în special, la topirea metalelor, la elaborarea oțelurilor sau în alte scopuri. Echipamentul cuprinde elemente pentru măsurarea tensiunii și curentului (T„ Rls 1; T2, R2, 2), prin fiecare electrod, un bloc de comparare, filtrare și amplificare (3), un amplificator neliniar (4), un bloc logic, combinațional (5), validat de un bloc de protecție (6), și supervizat de un operator uman, care comandă, prin intermediul unui servocontroler (8), unui distribuitor hidraulic proporțional (9) și a unui cilindru (10), port-electrodul cu electrod (11). Invenția asigură exploatarea rațională, a transformatorului de alimentare, permițând funcționarea lui, în vecinătatea limitelor de protecție reglate, necesită semnale de comandă de nivel scăzut, permite un reglaj comod de nul hidraulic, fără presiune de comandă, separată, asigură eliminarea abaterilor de viteză dependentă, în mod neliniar, de mărimea lor, reducând consumul specific de energie și de electrozi

Description

Invenția se referă la un echipament pentru reglarea electrozilor, la cuptoarele electrice cu arc, având instalație hidrulică de acționare în scopul reglării puterii arcului, în special pentru topirea metalelor.

Se cunosc diferite echipamente pentru reglarea electrozilor, la cuptoarele cu arc, având instalație hidraulică de acționare, care în vederea menținerii puterii arcului electric reglează poziția electrozilor, cu ajutorul unor distribuitoare electrohidraulice.

Dezavantajul acestor echipamente cunoscute constă în aceea că sunt lente, au constante de timp mari, datorită vitezei de răspuns relativ reduse, există relativ multe intervale de timp fără arc; amplificarea buclei de reglare nu se adaptează în funcție de semnalul de abatere, crescând astfel consumul specific de energie electrică și electrozi de grafit.

Se cunoaște și un echipament de automatizare cuptoare cu arc, care utilizează pentru reglarea poziției electrozilor un dispozitiv electromecanic de comparare și formare semnal de comandă, acest semnal de comandă acționând asupra unui distribuitor electrohidraulic care comandă cilindrul hidraulic de acționare electrod. Dezavantajul acestui tip de echipament cunoscut constă în aceea că are constante de timp relativ mari, echilibrarea mecano-hidraulică dificilă, datorită prezenței arcurilor de reglare, necesită o presiune de comandă separată, viteza maximă a electrozilor este relativ redusă, corelarea regimurilor automat/manual este dificilă, mărimile electrice de comandă au valori relativ ridicate, conducând la încălzirea inutilă a echipamentului, nefiind posibilă un reglaj fin de putere.

Se cunoaște și un echipament care, pentru reglarea electrozilor, utilizează un dispozitiv regulator electromecano-hidraulic care realizează compararea semnalelor de curent și de tensiune de arc și elaborează semnalul de comandă, acționând asupra unui distribuitor hidraulic care comandă cilindrul de acționare electrod. Dezavantajul acestui tip de echipament cunoscut constă în aceea că are constante de timp mari de reglare, punctul de funcționare se prescrie greoi, pe cale mecanică, și se poate deplasa datorită îmbătrânirii și uzurii elementelor mecanice și hidraulice. Echipamentul nu dispune de protecție rapidă la supracurent și de amplificare dependentă în mod neliniar de valoarea abaterii.

Se cunoaște și un echipament care, pentru reglarea poziției electrozilor, utilizează câte un cilindru hidraulic, comandat cu ajutorul unui distribuitor electrohidraulic al cărui semnal de comandă se formează într-un bloc electronic, având viteză de răspuns relativ ridicată. Dezavantajul acestui echipament constă în aceea că nu dispune de amplificare dependentă în mod neliniar de valoarea abaterii, uzura relativ rapidă a părților componente ale distribuitorului hidraulic, conducând la deplasarea punctului de funcționare prescris.

Problema pe care o rezolvă prezentul echipament este aceea de a asigura funcționarea cuptorului cu o putere maximă admisibilă fără pericolul deconectărilor frecvente.

Echipamentul pentru reglarea electrozilor la cuptoarele electrice cu arc, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate mai sus prin aceea că pentru discriminarea între scurtcircuite de arc și puneri la pământ accidentale al electrozilor prin urmărirea scăderii tensiunii arcului sub o valoare mică, prestabilită, simultan cu urmărirea curentului de arc; reducerea duratelor fără arc prin menținerea în poziție a electrodului la coborâre când tensiunea de arc scade sub o valoare mică prestabilită, asigurarea protecției la supracurent cu efect proporțional cu coeficientul de multiplicare față de curentul nominal; asigurarea înbunătățirii dinamicii reglării la abateri mari prin amplificare dependentă în mod neliniar de valoarea abaterii, utilizează pentru fiecare electrod în parte câte un bloc de reglare cu o construcție modulară, care prin intermediul unor transformatoare preia semnalele de tensiune și de curent de arc, care sunt prelucrate și adaptate în două blocuri de redresare, după care sunt aplicate unui bloc de comparare, filtrare și amplificare, semnalul de abatere se aplică unui amplificator de amplificare variabilă în mod neliniar în funcție de valoarea semnalului, ieșirea lui este conectată la un bloc logic de comandă, care primește semnal de intrare și de la un bloc de protecție comandat de valoarea curentului și tensiunii de arc redresată și transmite aceste semnale, supervizate de către un operator, spre un servocontroler care comandă un distribuitor hidraulic, proporțional, care acționează un cilindru de lucru pentru deplasarea portelectrodului cu electrod în sus sau în jos, reglând astfel paramentrii arcului la valorile prescrise.

Echipamentul conform invenției, asigură un reglaj de putere la cuptorul cu arc, cu o precizie ridicată și în condițiile unui regim dinamic adaptat permanent la condițiile procesului, un punct de funcționare stabil, evitarea deconectărilor datorate supraîncărcării transformatorului de alimentare; asigură, de asemenea, creșterea randamentului global al cuptoarelor și creșterea eficienței elaborării oțelului.

Echipamentul pentru reglarea electrozilor cuptoarelor electronice cu arc, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- asigură eliminarea abaterilor cu viteză dependentă. în mod neliniar, de mărimea lor;

- permite încărcarea maximă a transformatorului, fără deconectări cauzate de domeniul de încărcare în vecinătatea limitelor de protecție, reglate;

- asigură o viteză maximă de lucru a electrozilor relativ ridicată;

- necesită semnale de comandă de nivel scăzut și asigură o liniaritate bună;

- nu necesită presiune de comandă separată și permite un reglaj comod, de nul hidrulic;

- minimizează șocurile din rețeaua de alimentare;

- crește randamentul global al cuptorului, se reduce consumul specific de energie electrică;

- scade timpul de topire;

- asigură un arc stabil și neîntrerupt;

- zgomotul este relativ redus și uniform;

- scade consumul specific de electrozi de grafit;

- intervențiile operatorului sunt minime;

- permite interconectarea cu echipament de calcul;

-întreținere ușoară.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției în legătură cu figura, care reprezintă o schemă de principiu monofazată a echipamentului.

Echipamentul pentru reglarea electrozilor la cuptoarele electrice cu arc, conform invenției, este constituit din mai multe blocuri funcționale de construcție modulară, care culeg tensiunea de arc prin intermediul unui transformator de adaptare Ti, și a unui potențiometru Ri, de prescriere a puterii, și curentul de arc, prin intermediul unui transformator de curent Ta. Semnalul de curent este transformat în semnal de tensiune pe o rezistență R2 Cele două semnale de tensiune și curent sunt redresate prin intermediul unor blocuri de redresare 1 și 2, ieșirea cărora este conectată la un bloc de comparare, filtrare și amplificare 3, de tip impedanță constată, în sine cunoscut, ieșirea căruia se aplică unui amplificator 4 cu amplificare dependentă de valoarea abaterii. Această funcție este realizată de un amplificator operațional. Ui, în conexiunea inversoare, valoarea amplificării fiind determinată de raportul rezistențelor: R1/R2, pentru abateri mici; Ri/(R₂. R3). respectiv Ri/(R2» R4j pentru abateri, negative respectiv pozitive, situate în intervalul de tensiune determinat de diodele stabilizatoare Vi și V2. respectiv V3 și Ve.înseriate cu diodele Vs și V6 , respectiv \h și Vs; și de raportul Ri/(R₂„ R3u R5) respectiv Ri/(R_2ll R4„ Rs) pentru abateri, negative respectiv pozi110890 tive, care depășesc în valori absolute tensiunile determinate prin înserierea diodelor V2, Ve, respectiv \/a, Ve. Abaterea astfel amplificată, se aplică unui bloc logic combinațional 5 care primește semnal de intrare și de la un bloc de protecție 6.

Blocul de protecție 6 culege tensiunea de arc, adaptată și redresată prin intermediul transformatorului Ti și redresorului 1. și o compară cu o tensiune de referință ui cu ajutorul unui comparator U2 ieșirea căruia se aplică unei porți logice îh de tip SAU-NU, la intrarea căruia se aplică și un semnal de la un comparator U4 care compară valoarea unei tensiuni proporționale cu valoarea curentului de arc cu ό tensiune de referință 112 Valoarea tensiuni proporționale cu valoarea curentului de arc se compară, de asemenea, cu o tensiune de referință U3. cu ajutorul unui comparator Us Depășirea referinței 113 are ca efect încărcarea condesatorului Ci, prin intermediul a două rezistențe R10 și R11 și a unei diode Vg_;în cazul depășirii și a altei tensiuni de referință U4. sesizată de un alt comparator Ue, se accelerează încărcarea condesatorului prin alte două rezistențe R12 și R13 și o altă diodă V10, iar în cazul depășirii și a ultimei tensiuni de referință u-s, sesizată de un comparator U7, condensatorul Ci se încarcă practic instantaneu prin intermediul unor rezistențe R14 și R15 și a unei diode V11. Descărcarea condensatorului are loc practic instantaneu, prin intermediul unei diode V12 și a unei rezistențe Rie, în cazul scăderii semnalului de ieșire a blocului 2 sub valoarea tensiunii de referință u-s

Creșterea tensiunii pe condensatorul Ci peste valoarea unei tensiuni de referință ue este sesizată cu ajutorul unui comparator Ue. ieșirea căruia se aplică împreună cu ieșirea porții unei porți logice U9 tip SAU, ieșirea căruia se aplică blocului logic combinațional 5, supervizat de un operator uman 7. Ieșirea blocului logic se aplică unui servocontroler 8, în sine cunoscut, care comandă un distribuitor hidraulic proporțional 9 care acționează un cilindru de lucru 10 pentru deplasarea unui port6 electrod cu electrod 11, în sus sau în jos, reglând astfel parametrii arcului electric la valorile prescrise.

Revendicare

Claims (1)

1. Echipament pentru reglarea electrozilor, la cuptoarele electrice cu arc electric, cuprinzând pentru fiecare electrod un bloc electronic de comandă, un distribuitor hidraulic și un cilindru, caracterizat prin aceea că, pentru creșterea randamentului global, adaptarea permanentă a regimului dinamic la condițiile reale de proces, asigurarea un punct de funcționare stabil și evitarea deconectărilor datorate supraîncărcării transformatorului de alimentare. în vederea reducerii consumului specific de energie și de electrozi, este alcătuit, pentru fiecare electrod în parte, din câte un bloc de reglare cu construcție modulară care prin intermediul unor transformatoare (Ti și T2] preia semnalele de tensiune și de curent de arc care sunt prelucrate șî daptate în două blocuri de redresare (1 și 2), după care sunt aplicate unui bloc de comparare, filtrare, amplificare (3) ieșirea căruia se aplică unui amplificator de amplificare variabilă în mod neliniar (4).. în funcție de valoarea semnalului aplicat, ieșirea lui este conectată la un bloc logic combinațional (5) care primește semnal de intrare și de la un bloc de protecție (6), alcătuit din niște comparatoare (U2, U4+Ua) și niște porți logice (U3 și Ue], care urmăresc, scăderea tensiunii de arc sub o valoare prestabilită (ui), simultan cu creșterea curentului de arc, convertit în tensiune, peste o valoare prestabilită (U2j, sau depășirea persistentă peste anumite intervale de timp impuse cu circuite R C, de către curent a unor valori de referință (U3.U4ȘÎ uși. și transmite aceste semnale, supervizate de un operator uman (7), spre un servocontroler (8) care comandă un distribuitor hidraulic proporțional (9) care acționează un cilindru de lucru (10) pentru deplasarea portelectrodului cu electrod (11) în sus sau în jos, reglând astfel parametrii arcului la valorile prescrise.

   Președintele comisiei de examinare: ing. Erhan Valeriu