RU2033706C1

RU2033706C1 - Device for control of processing of phosphorous oven

Info

Publication number: RU2033706C1
Application number: SU915012508A
Authority: RU
Inventors: Г.М. Жилов; Э.И. Кункс; Ю.Ф. Симонов; М.И. Лифсон; А.В. Владыкин; Н.О. Уалиев; Ю.В. Краев; Т.Р. Караходжаев; В.В. Мартынов; К.А. Амиров
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: automation. SUBSTANCE: device has detectors and setters of electric parameters of oven operation, which are connected to inputs of regulator of electric mode. Its outputs are connected to unit for movement of electrode and switch of voltage level. In addition device has unit for detection of resistance of each electrode, unit for comparison of current and pre-given value, units for testing slip of burden and break of electrode, AND gates and prohibition units. EFFECT: increased functional capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротермии, в частности к системам управления процессом получения фосфора в электропечах. The invention relates to electrothermics, in particular to systems for controlling the process of producing phosphorus in electric furnaces.

Известно устройство управления фосфорной электропечью. A device for controlling a phosphoric electric furnace is known.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство управления фосфорной электропечью, содержащее для каждой фазы датчики тока и напряжения фаз и задатчики этих параметров, соединенные с соответствующими входами регулятора электрического режима, первый выход которого соединен с переключателем ступеней напряжения соответствующего печного трансформатора, блок перемещения электрода, выход которого соединен с приводом электрода, блок контроля содержания Р₂О₅ в шлаке, выход которого соединен с первым входом блока корректировки шихты, второй вход указанного блока соединен с выходом блока контроля активного сопротивления ванны печи, входы которого соединены с датчиками тока каждой фазы, и блок конечных выключателей крайних положений электрода, первый и второй выходы которого соединены со входом регулятора.Closest to the invention in technical essence is a phosphor furnace control device, comprising for each phase current and voltage sensors of phase and sensors of these parameters connected to the corresponding inputs of the electric mode controller, the first output of which is connected to the voltage stage switch of the corresponding furnace transformer, an electrode moving unit the output of which is connected to the electrode drive, a control unit for the content of P ₂ O ₅ in the slag, the output of which is connected to the first input of the block and charge adjustments, the second input of the indicated block is connected to the output of the resistance block of the furnace bath, the inputs of which are connected to current sensors of each phase, and the limit switch block of the extreme positions of the electrode, the first and second outputs of which are connected to the input of the controller.

Недостатком этого устройства является то, что при одинаковых ступенях напряжения по фазам печи и небольшом неравенстве токов в электродах имеет место резкая неравномерность фазного сопротивления подэлектродного пространства и фазных напряжений со стороны низкого напряжения, однако регулятор этого не чувствует, что сказывается на качестве регулирования. The disadvantage of this device is that at the same voltage levels across the phases of the furnace and a small inequality of currents in the electrodes, there is a sharp unevenness of the phase resistance of the sub-electrode space and phase voltages from the low voltage side, but the regulator does not feel this, which affects the quality of regulation.

Целью изобретения является повышение качества регулирования за счет снижения асимметрии фазных напряжений и определения причины аварийных ситуаций в процессе работы электропечи (обрушение шихты, облом или скол электрода). The aim of the invention is to improve the quality of regulation by reducing the asymmetry of phase voltages and determining the cause of emergency situations during operation of the electric furnace (collapse of the charge, breaking or chip of the electrode).

Это достигается тем, что в устройство управления работой фосфорной печи, содержащее регулятор электрического режима, входы которого соединены с датчиками и задатчиками тока и напряжения каждой фазы, а выходы с блоком перемещения электрода и переключателем ступеней напряжения печного трансформатора своей фазы, блоки контроля крайних (верхнего и нижнего) положений электрода, выходы которых соединены с соответствующими входами регулятора, блок контроля содержания Р₂О₅ в шлаке, выход которого соединен с первым входом блока корректировки шихты, второй вход указанного блока соединен с выходом блока определения активного сопротивления ванны, причем входы блока определения сопротивления ванны соединены с датчиками тока каждой фазы, и блок конечных выключателей крайних положений электрода, дополнительно введены блоки определения активного сопротивления каждой фазы, блок сравнения и задатчик этого параметра, два блока усилителей, по два логических элемента И в каждой фазе, блоки запрета, блоки фиксации обрушения шихты и облома электродов для каждой фазы, причем входы блока измерения активного сопротивления фазы соединены соответственно с датчиком тока и напряжения данной фазы, а выход с входом блока сравнения, выходы которого соответственно соединены с входом первого и второго блоков усилителей, причем первые выходы указанных усилителей соединены с первыми входами логических элементов И и запрещающими входами блоков запрета соседних фаз, каждый из которых включен между вторым выходом регулятора и входом блока перемещения электрода, а вторые входы логических элементов И соединены с соответствующими выходами блока конечных выключателей крайних положений электрода, вторые выходы блоков усилителей соответственно соединены с входом блока обрушения шихты и входом блока облома электрода.This is achieved by the fact that in the control device for the operation of the phosphorus furnace, containing an electric mode controller, the inputs of which are connected to the sensors and adjusters of the current and voltage of each phase, and the outputs with the electrode moving unit and the voltage stage selector of the furnace transformer of its phase, control units of the extreme (upper and lower) electrode positions, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the regulator, a control unit for the content of P ₂ O ₅ in the slag, the output of which is connected to the first input of the correction unit charge, the second input of the indicated unit is connected to the output of the unit for determining the active resistance of the bath, and the inputs of the unit for determining the resistance of the bath are connected to the current sensors of each phase, and the block of limit switches of the extreme positions of the electrode, additionally introduced blocks for determining the active resistance of each phase, a comparison unit and a regulator of this parameter, two amplifier blocks, two logical elements AND in each phase, prohibition blocks, blocks for fixing the collapse of the charge and broken electrodes for each phase, and the inputs of the block active phase resistance measurements are connected respectively to a current and voltage sensor of a given phase, and an output with an input of a comparison unit, the outputs of which are respectively connected to the input of the first and second amplifier blocks, the first outputs of these amplifiers being connected to the first inputs of logic elements AND and inhibit inputs of prohibition blocks neighboring phases, each of which is connected between the second output of the regulator and the input of the electrode moving block, and the second inputs of the logical elements AND are connected to the corresponding outputs the odes of the limit switch block of the extreme positions of the electrode, the second outputs of the amplifier blocks are respectively connected to the input of the charge collapse block and the input of the electrode breakdown block.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства управления для одной фазы фосфорной электропечи; на фиг. 2 раскрыта структурная схема выполнения блоков обрушения шихты и облома электродов. In FIG. 1 is a structural diagram of a control device for one phase of a phosphoric electric furnace; in FIG. 2 is a structural diagram of the execution of the blocks of the collapse of the charge and breakage of the electrodes.

Устройство содержит ванну 1 фосфорной печи с электродом 2 (количество электродов, находящихся в ванне печи, соответствует количеству фаз), печной трансформатор 3 с переключателем 4 ступеней напряжения, который является датчиком напряжения, токовый трансформатор 5, являющийся датчиком тока. Задатчики указанных параметров расположены в регуляторе 6 электрического режима, который может быть выполнен общим на все фазы электропечи, т.е. по канальному принципу или же на каждую фазу свой регулятор отдельно. The device comprises a phosphor furnace bath 1 with an electrode 2 (the number of electrodes in the furnace bath corresponds to the number of phases), a furnace transformer 3 with a voltage step switch 4, which is a voltage sensor, a current transformer 5, which is a current sensor. The settings of these parameters are located in the controller 6 of the electric mode, which can be performed common to all phases of the electric furnace, i.e. according to the channel principle or for each phase its own regulator separately.

Первый выход регулятора соединен через блок запрета 7 с блоком 8 перемещения электрода, второй выход регулятора соединен с блоком 4 переключения ступеней напряжения печного трансформатора 3. The first output of the regulator is connected through the block prohibition 7 to the block 8 of the movement of the electrode, the second output of the regulator is connected to the block 4 switching voltage levels of the furnace transformer 3.

Датчики тока и напряжения (I_эи U_п) соединены с входами R-метра (блока определения активного сопротивления фазы), который содержит преобразователь 9, счетное устройство 10.The current and voltage sensors (I _e U _p ) are connected to the inputs of the R-meter (block determining the active resistance of the phase), which contains the Converter 9, the counting device 10.

Выход блока 9 соединен с вычислительным устройством 11, а выходы блоков 10 и 11 являются входами делителя 12, выход которого является выходом R-метра и соединен с входом блока сравнения 13 фактического и заданного значений активного сопротивления, второй вход блока сравнения 13 соединен с задатчиком 14, а выходы блока 13 соединены с блоком усилителей. The output of block 9 is connected to the computing device 11, and the outputs of blocks 10 and 11 are the inputs of the divider 12, the output of which is the output of the R-meter and connected to the input of the comparison unit 13 of the actual and given values of the active resistance, the second input of the comparison block 13 is connected to the master 14 , and the outputs of block 13 are connected to the amplifier block.

Выход блока усилителей 15а соединен с входом блока 16 обрушения шихты, а выход блока усилителей 15б с входом блока 19 облома электродов. The output of the amplifier block 15a is connected to the input of the charge collapse block 16, and the output of the amplifier block 15b is connected to the input of the electrode breakdown block 19.

Усилители 15а и 15б содержат несколько усилителей, отличающихся порогом срабатывания, и количество их зависит от выбранного шага квантования сигнала рассогласования, поэтому число выходов этих блоков соответствует количеству усилителей в каждом блоке, но независимо от их числа, по крайней мере один из выходов указанных блоков соединен с первым входом блоков совпадения (логический элемент И) 18, 17 соответственно. Amplifiers 15a and 15b contain several amplifiers that differ in the response threshold, and their number depends on the selected step of quantization of the error signal, so the number of outputs of these blocks corresponds to the number of amplifiers in each block, but regardless of their number, at least one of the outputs of these blocks is connected with the first input of coincidence blocks (logical element And) 18, 17, respectively.

Вторые входы элементов И 17, 18 соединены с выходами блока 20 крайних конечных выключателей, причем блок 17 с нижними, а блок 18 с верхними конечными выключателями. The second inputs of the elements And 17, 18 are connected to the outputs of the block 20 of the extreme limit switches, and the block 17 with the lower, and the block 18 with the upper limit switches.

Выходы логических элементов 17, 18 выдают соответствующие команды на пульт управления печью и в систему перепуска электродов. The outputs of the logic elements 17, 18 give the appropriate commands to the control panel of the furnace and to the bypass system of the electrodes.

Кроме того, сигнал, поступающий на первые входы блоков 17, 18, размножается и поступает на запрещающий вход блоков 7 запрета соседних фаз. In addition, the signal supplied to the first inputs of blocks 17, 18 is multiplied and fed to the inhibitory input of blocks 7 prohibiting neighboring phases.

Блок 23 контроля содержания Р₂О₅ в шлаке соединен с первым входом блока контроля 21, второй вход которого соединен с выходом блока 22 контроля сопротивления ванны печи 22.Block 23 monitoring the content of P ₂ About ₅ in the slag is connected to the first input of the control unit 21, the second input of which is connected to the output of the resistance control unit 22 of the bath furnace 22.

Входы указанного блока 22 соединены с датчиками тока каждой фазы. Выход блока 21 соединен с весовыми дозаторами. The inputs of the indicated block 22 are connected to the current sensors of each phase. The output of block 21 is connected to weighing batchers.

Кроме того, сигнал о содержании Р₂О₅ в шлаке поступает также на пульт управления печью.In addition, the signal about the content of P ₂ About ₅ in the slag is also fed to the control panel of the furnace.

Блок 16 (см. фиг. 2) обрушения шихты состоит из логического элемента ИЛИ 24, выход которого соединен с блоком сравнения 25, второй вход которого соединен с элементом ЗАДЕРЖКА 26, а выход с элементом НЕ 27 и усилителем 28. Block 16 (see Fig. 2) of the collapse of the charge consists of a logical element OR 24, the output of which is connected to the comparison unit 25, the second input of which is connected to the element DELAY 26, and the output to the element 27 and amplifier 28.

Соответственно, блок 19 облома электрода состоит из элемента ПАМЯТЬ 29, выход которого соединен с блоком сравнения 30, второй вход которого соединен с дополнительным выходом регулятора 6, а выходы с входами усилителей 31 и 32. Accordingly, the electrode breaking block 19 consists of the MEMORY element 29, the output of which is connected to the comparison unit 30, the second input of which is connected to the additional output of the controller 6, and the outputs with the inputs of the amplifiers 31 and 32.

Выполнение устройства не должно вызывать трудностей при реализации, так как включает элементы электроавтоматики и электроники, выпускаемые отечественной промышленностью в виде отдельных элементов или комплектно, например регулятор электрического режима, преобразователи и т.д. The implementation of the device should not cause difficulties in the implementation, as it includes elements of electroautomatics and electronics produced by the domestic industry as separate elements or in a complete set, for example, an electric mode controller, converters, etc.

Выполнение блоков 16 и 19 на логических элементах необходимо для того, чтобы установить основную причину отклонения фазного сопротивления. The implementation of blocks 16 and 19 on the logic elements is necessary in order to establish the main reason for the deviation of the phase resistance.

Дополнительный блок запрета необходим для того, чтобы при отработке сигнала рассогласования при отклонении фазного сопротивления на одной фазе не было влияния соседних фаз. An additional prohibition block is necessary so that when working out the mismatch signal when the phase resistance deviates in one phase, there is no influence of neighboring phases.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере управления процессом получения фосфора в руднотермической печи РКЗ-80Ф, максимальная рабочая мощность ее 65 МВт. Consider the operation of the proposed device on the example of controlling the process of producing phosphorus in an ore-thermal furnace RKZ-80F, its maximum working power is 65 MW.

Эта печь имеет три самоспекающихся электрода 2 диаметром Д_э 1700 мм, расположенных по треугольнику с диаметром распада Д_р 4800 мм в ванне 1, имеющей круглую форму с внутренним диаметром Д_в 10200 мм и высоту Н_в 5650 мм.This furnace has three self-sintering electrodes 2 with a diameter of D _e 1700 mm, arranged in a triangle with a decay diameter of D _p 4800 mm in a bath 1 having a circular shape with an inner diameter D _of 10200 mm and a height H _of 5650 mm.

Шихта, состоящая из агломерата, кварцита и кокса, приготовленная в соответствующих соотношениях в дозаторном отделении, по конвейеру поступает в печные бункера и загружается через течки в ванну 1 фосфорной печи. The mixture, consisting of agglomerate, quartzite and coke, prepared in the appropriate proportions in the metering unit, is conveyed through the conveyor to the furnace bunkers and loaded through estrus into the bath 1 of the phosphor furnace.

Пусть выбраны следующие параметры процесса возгонки желтого фосфора. Let the following parameters of the yellow phosphorus sublimation process be selected.

Рабочая мощность печи Р 50 МВт, ток электродов I_э 70 кА, напряжение печного трансформатора U 449 В, что соответствует 17 ступени, cos φ 0,906.The working power of the furnace is P 50 MW, the current of the electrodes is I _e 70 kA, the voltage of the furnace transformer is U 449 V, which corresponds to 17 stages, cos φ 0.906.

Температура под крышкой печи 300-500^оС, а отношение высоты подэлектродного пространства (h_эп) к диаметру электрода должно поддерживаться в пределах 0,70-0,95, что для данной печи обеспечит погружение конца электрода в углеродистую (рабочую) зону. Под действием тепла, возникающего в результате протекания тока по электродам, происходит расплавление шихты и возгонка фосфора.The temperature of the lid of the furnace of 300-500 ^{° C,} and the ratio of the height of the space subelectrode (h _ep) to electrode diameter should be maintained within 0,70-0,95 that for a given furnace end electrode ensure immersion in carbon (working) zone. Under the action of heat arising as a result of current flowing through the electrodes, the mixture is melted and phosphorus is sublimated.

В процессе плавки осуществляются управление и контроль за параметрами электровозгонки (активной и реактивной энергией, мощностью отдельных фаз, токами электродов, положением электрододержателя, контроль температуры отходящих газов и давления под крышкой печи, содержания Р₂О₅ в шлаке и модуля кислотности его и т.д.).During the smelting process, control and monitoring of electric sublimation parameters (active and reactive energy, power of individual phases, electrode currents, position of the electrode holder, control of the temperature of the exhaust gases and pressure under the furnace cover, the content of P ₂ O ₅ in the slag and its acidity module, etc., are carried out). d.).

Выпуск шлака из ванны печи осуществляется периодически или непрерывно в зависимости от рабочей мощности печи, а выпуск феррофосфора после потребления печью 1100-1200 мВт^.ч электроэнергии.The release of slag from the furnace bath is carried out periodically or continuously depending on the operating capacity of the furnace, and the release of ferrophosphorus after consumption by the furnace 1100-1200 mW ^. h of electricity.

Регулирование электрического режима осуществляется в основном за счет перемещения электродов, а в случае их нахождения в крайних положениях путем переключения ступеней напряжения. Regulation of the electrical regime is carried out mainly due to the movement of the electrodes, and in the case of their being in extreme positions by switching voltage levels.

В качестве датчика тока электрода используются токовые трансформаторы 5, сигналы, пропорциональные току электрода, поступают на вход регулятора 6 электрического режима, где сравниваются с заданным значением тока (I_эзад. 70 кА). В случае отклонения в ту или другую сторону срабатывают соответствующие усилители и выдают сигнал (F₁) на перемещение электрода вверх (вниз), если ток больше заданного (если ток меньше заданного).Current transformers 5 are used as the electrode current sensor, signals proportional to the electrode current are fed to the input of the electric mode controller 6, where they are compared with the set current value (I _ez. 70 kA). In the event of a deviation in one direction or another, the corresponding amplifiers are triggered and a signal (F ₁ ) is issued to move the electrode up (down) if the current is greater than the set value (if the current is less than the set value).

Эта команда поступает в блок 8 перемещения электрода, через блок запрета 7, если сигналы f₂ и f₃ отсутствуют, если же какой-либо из электродов соседней фазы находится в крайнем верхнем или нижнем положении, то сигнал об этом от блока 20 крайних конечных выключателей соответствующей фазы поступает в регулятор 6, который выдаст команду (F₂) на переключатель ступеней напряжения 4 и произойдет переключение ступени печного трансформатора 3, увеличение (уменьшение) напряжения.This command is received in block 8 for moving the electrode, through block 7, if signals f ₂ and f _{3 are} absent, if any of the electrodes of the neighboring phase is in the highest or lower position, then a signal about this from block 20 of the extreme limit switches the corresponding phase enters the regulator 6, which will issue a command (F ₂ ) to the voltage stage switch 4 and the stage of the furnace transformer 3 will be switched over, voltage will increase (decrease).

В качестве регулятора электрического режима на фосфорных печах применяется регулятор "Фоскар". The regulator "Foscar" is used as a regulator of the electric mode on phosphor furnaces.

Одновременно с другого трансформатора тока 5 сигналы, пропорциональные току электрода, поступают на вход R-метра, т.е. на блоки 9 и 10. На второй вход блока 10 поступает сигнал от датчика напряжения 4. Таким образом, в блоке 10 формируется сигнал, пропорциональный фазной мощности, т.е. At the same time, from another current transformer 5, signals proportional to the electrode current are fed to the input of the R meter, i.e. blocks 9 and 10. The second input of block 10 receives a signal from the voltage sensor 4. Thus, in block 10 a signal is generated proportional to the phase power, i.e.

P_ф= U_фiI_эicosφ U_Ai/

I_эicosφ, где U_фi фазное напряжение, В;
U_лi линейное напряжение, В;
I_эi ток электрода i-й фазы, кА;
cos φ коэффициент мощности.P _f = U _phi I _ei cosφ U _Ai /

I _ei cosφ, where U _phi phase voltage, V;
U _li line voltage, V;
I _ei current of the electrode of the i-th phase, kA;
cos φ power factor.

Этот сигнал с выхода блока 10 поступает в блок деления 12, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 11, в котором формируется сигнал, пропорциональный I_э ², т.е. на выходе блока 12 формируется сигнал, пропорциональный R_ф

, который сравнивается в блоке сравнения 13 с заданным значением R_Фзад., поступающим с блока задания 14.This signal from the output of block 10 enters the division unit 12, to the second input of which a signal is output from the output of block 11, in which a signal is generated proportional to I _e ² , i.e. at the output of block 12, a signal is generated proportional to R _f

, which is compared in the block comparison 13 with a given value of R _Fzad. coming from task block 14.

Заданное значение сопротивления фазы зависит от заданного электрического режима и в зависимости от условий поддержания необходимого уровня потребления реактивной мощности и энергии в часы больших и малых нагрузок энергосистемы. The set value of the phase resistance depends on the set electric mode and depending on the conditions for maintaining the required level of reactive power and energy consumption during hours of large and small loads of the power system.

В таблице приведены некоторые рекомендуемые режимы работы фосфорной печи РКЗ-80Ф. The table below shows some recommended operating modes of the RKZ-80F phosphor furnace.

В рассматриваемом случае заданное значение сопротивления фазы находится в пределах 3,04-3,31 мОм. In this case, the set value of the phase resistance is in the range of 3.04-3.31 mOhm.

Пусть в нашем примере в момент контроля I_э 72 кА, U_л 455 В, в блоке 10 получен сигнал, пропорциональный фазной мощности, т.е. реализуется уравнение
R_ф= I_э

cosφ 72 ·10³

· 0,906 17,14 мВт.Suppose that in our example at the time of monitoring I _e 72 kA, U _l 455 V, in block 10 a signal is received proportional to the phase power, i.e. the equation is realized
R _f = I _e

cosφ 7210 ³

· 0.906 17.14 mW.

Сигнал, пропорциональный этому значению, поступает на вход блока деления 12 и на выходе получаем сигнал, пропорциональный следующему значению:
R_ф=

=

3,297 мОм, который является выходным сигналом R-метра.A signal proportional to this value is fed to the input of the division unit 12 and at the output we obtain a signal proportional to the following value:
R _f =

=

3.297 mOhm, which is the output of the R meter.

Этот сигнал сравнивается (блок 13) с заданным (блок 14), в рассматриваемом случае заданное значение определяем как середину допускаемого диапазона, так как R_фзад. 3,20 мОм и на выходе блока сравнения 13 появится сигнал, пропорциональный сигналу рассогласования Δ 0,097 мОм, однако ни один из усилителей блока 15а не сработает, так как 0,097 < 0,48.This signal is compared (block 13) with the set (block 14), in the case under consideration, the set value is defined as the middle of the allowable range, since R _fzad. 3.20 mOhm and a signal proportional to the mismatch signal Δ 0.097 mOhm will appear at the output of the comparison unit 13, however, none of the amplifiers of block 15a will work, as 0.097 <0.48.

В блоке 15а (аналогично и в блоке 15б) может быть два или больше усилителей с различной чувствительностью на срабатывание, например три, причем чувствительность их соответственно равна ± 15% R

, ±25% R_фзади ± 50% R_фзад, т. е. при срабатывании третьего усилителя в блоке 15 необходимо установить причину резкого изменения фазного сопротивления.In block 15a (similarly in block 15b) there can be two or more amplifiers with different response sensitivity, for example, three, and their sensitivity, respectively, is ± 15% R

, ± 25% R _fzad and ± 50% R _fzad , i.e., when the third amplifier is tripped in block 15, it is necessary to establish the reason for the sharp change in phase resistance.

Такой выбор чувствительности усилителей обосновывается тем, что на основании исследований установлено, что в зависимости от мощности печи и регламентных значений технологических параметров активное сопротивление фазы не должно выходить за пределы 1,8 < R_ф < 5,0 мОм, так как R_ф > 5,0 мОм означает потерю фазы, а R_ф < 1,8 мОм может означать неправильную посадку электродов в ванне печи или облом электрода.This choice of sensitivity of the amplifiers is justified by the fact that based on studies it was found that, depending on the furnace power and the regulated values of the process parameters, the phase active resistance should not go beyond 1.8 <R _f <5.0 mOhm, since R _f > 5 , 0 mOhm means phase loss, and R _f <1.8 mOhm may indicate improper electrode seating in the furnace bath or breakage of the electrode.

Периодически, но не реже одного двух раз в смену определяют содержание Р₂О₅ в шлаке (блок 23).Periodically, but at least one two times per shift, the content of P ₂ O ₅ in the slag is determined (block 23).

Независимо от выбранного способа определения на выходе блока 23 формируется сигнал, пропорциональный фактическому Р₂О₅ в шлаке, которое равно 1,3% (С_к1,3%). Этот сигнал сравнивается с заданным значением, которое определяется из зависимости
С_к кР_а ^п 0,3˙ 50^0,39 0,7% где К и п эмпирические коэффициенты, зависящие от типоразмера печи, так для печи РКЗ-48 ФМ2 К 0,07, п 0,69, а для печей РКЗ-72Ф и РКЗ-80Ф К 0,3, п 0,39 соответственно;
Р_а средняя рабочая мощность печи за смену, мВт.Regardless of the selected determination method, a signal is generated at the output of block 23, which is proportional to the actual P ₂ O ₅ in the slag, which is 1.3% (C _to 1.3%). This signal is compared with the set value, which is determined from the dependence
С _к кР _а ^п 0.3˙ 50 ^0.39 0.7% where К and п are empirical coefficients depending on the size of the furnace, so for the RKZ-48 FM2 furnace K 0.07, п 0.69, and for RKZ furnaces -72F and RKZ-80F K 0.3, p 0.39, respectively;
P _{a the} average operating power of the furnace per shift, mW.

На выходе блока 23 сигнал рассогласования С_к 0,6% который поступает на вход блока 21 корректировки шихты.At the output of block 23, the error signal C of _the 0.6% which is input to the charge adjusting unit 21.

На второй вход блока 21 поступает сигнал от определения усредненного сопротивления ванны печи, который формируется в блоке 22. Пусть R_ф 2,5 мОм.The second input of block 21 receives a signal from the determination of the average resistance of the furnace bath, which is formed in block 22. Let R _f 2.5 mOhm.

Этот сигнал сравнивается с заданным R_Фзад 3,2 мОм и на выходе сформируется сигнал Δ R_в 0,70 мОм, который поступает на вход блока 21 корректировки шихты. Если на втором входе блока корректировки шихты есть сигнал Р₃', то на выходе его появится сигнал F₃ на изменение состава шихты.This signal is compared with a predetermined R _{Fzad of} 3.2 mOhm and an output signal Δ R _of 0.70 mOhm is generated, which is fed to the input of the charge adjustment unit 21. If at the second input of the charge adjustment block there is a signal P ₃ ', then at its output a signal F ₃ will appear to change the composition of the charge.

На практике корректировка состава шихты осуществляется не чаще одного раза в сутки, а значения С_к и R_ф усредняются за период между двумя корректировками.In practice, the adjustment of the composition of the charge is carried out no more than once a day, and the values of C _to and R _f are averaged over the period between two adjustments.

В рассматриваемом примере устройства определения сопротивления фаз II и III аналогичны, поэтому приводим только полученные результаты R_ф 3,3 мОм, R_ф 3,15 мОм. Соответственно фазные мощности составили 17,2 и 17,0 мВт. Из этого примера можно сделать вывод, что электрический режим работы печи оптимален и асимметрии по фазам нет.In this example, the device for determining the resistance of phases II and III are similar, therefore, we present only the results obtained R _f 3.3 mOhm, R _f 3.15 mOhm. Accordingly, the phase power was 17.2 and 17.0 mW. From this example, we can conclude that the electric mode of operation of the furnace is optimal and there is no phase asymmetry.

Некоторое отклонение общего сопротивления ванны от расчетного объясняется отклонением содержания Р₂О₅ в шлаке от оптимального значения.Some deviation of the total resistance of the bath from the calculated is due to the deviation of the content of P ₂ About ₅ in the slag from the optimal value.

Пусть через некоторое время на печи установились следующие параметры. Suppose that after some time the following parameters are established on the furnace.

Мощность печи Р 55 мВт, токи электродов соответственно левого, среднего и правого I_эi 77, 77, 63 кА, фазные сопротивления, измеренные R-метром, соответственно равны R_фi 4,0; 2,9; 4,5к мОм. Сопротивление ванны, измеренное блоком 22, R_ф 2,62 мОм. Заданные значения фазных сопротивлений и сопротивление ванны печи для указанной мощности (см. таблицу) соответственно равны Р_ф 3,25 мОм, R_ф3,4 мОм. Содержание Р₂О₅ в шлаке С_к0,85.The furnace power is R 55 mW, the electrode currents are respectively left, middle and right I _ei 77, 77, 63 kA, the phase resistances measured by the R-meter are respectively equal to R _fi 4.0; 2.9; 4.5k mOhm. The resistance of the bath, measured by block 22, R _f 2.62 mOhm. The set values of the phase resistances and the resistance of the furnace bath for the indicated power (see table) are respectively R _f 3.25 mOhm, R _f 3.4 mOhm. The content of P ₂ About ₅ in the slag C _to 0.85.

Таким образом, на выходе блока 26 контроля Р₂О₅ в шлаке сигнал рассогласования отсутствует несмотря на то, что на выходе блока сопротивления ванны имеется сигнал F₃, а электрический режим не является симметричным.Thus, there is no mismatch signal at the output of the P ₂ O ₅ control unit 26 in the slag despite the fact that there is a signal F ₃ at the output of the bath resistance unit, and the electric mode is not symmetrical.

Попробуем оценить степень асимметрии путем сравнения фактических сопротивлений каждой фазы с заданным значением. Let us try to evaluate the degree of asymmetry by comparing the actual resistances of each phase with a given value.

На выходе блоков 13 соответственно появятся следующие сигналы, мОм:
Δ₁ + 0,75; Δ₂ 0,35; Δ₃ + 1,25, т.е.At the output of blocks 13, the following signals will appear, mOhm:
Δ ₁ + 0.75; Δ ₂ 0.35; Δ ₃ + 1.25, i.e.

Δ₁ + 23 Δ₂ 10,7 Δ₃= + 38,5
Так как Δ₂ (-10,7) < (-15,0), то усилитель блока 15б не сработает, а усилитель 15а первой фазы и второй усилитель третьей фазы сработают, но так как сигнал рассогласования наибольший на третьей фазе, то обработка начнется с нее, а на блоках запрета 7 первой и второй фаз будут сигналы запрета, запрещающие перемещение электродов этих фаз.Δ ₁ + 23 Δ ₂ 10.7 Δ ₃ = + 38.5
Since Δ ₂ (-10.7) <(-15.0), the amplifier of block 15b will not work, and the amplifier 15a of the first phase and the second amplifier of the third phase will work, but since the mismatch signal is the largest in the third phase, processing will begin from it, and on the prohibition blocks 7 of the first and second phases there will be prohibition signals prohibiting the movement of the electrodes of these phases.

При отработке сигнала рассогласования могут возникнуть следующие ситуации:
а) сигнал отработан и электрод не сел на наконечник (блок 20). В этом случае сопротивления соседних фаз соответственно стали равны: R_ф1 3,4 мОм, R_ф2 3,5 мОм, R_ф3= 3,5 мОм, т.е. асимметрия ликвидирована. Причина высокая посадка электрода этой фазы;
б) при отработке сигнала рассогласования электрод "сел" на нижний наконечник (блок 19), причем сигнал рассогласования превышает Δ + 25 При этом произойдет переключение ступеней напряжения и мощность печи уменьшится. В этом случае сигнал μ₄ (от узла крайних нижних конечных выключателей) поступает на второй вход дополнительного логического элемента И 17, на выходе которого формируется команда в систему перепуска электрода.When working out the error signal, the following situations may arise:
a) the signal is worked out and the electrode does not sit on the tip (block 20). In this case, the resistances of the neighboring phases respectively became equal: R _f1 3.4 mOhm, R _f2 3.5 mOhm, R _f3 = 3.5 mOhm, i.e. asymmetry is eliminated. The reason is the high electrode seating of this phase;
b) when processing the mismatch signal, the electrode "sat" on the lower tip (block 19), and the mismatch signal exceeds Δ + 25. In this case, the voltage steps are switched and the furnace power decreases. In this case, the signal μ ₄ (from the node of the extreme lower limit switches) is supplied to the second input of the additional logic element And 17, at the output of which a command is generated to the electrode bypass system.

Аналогично в случае, если фазное сопротивление значительно уменьшилось, например на 30 т.е. сработали первый и второй усилители блока 15б, и при отработке сигнала рассогласования (перемещения электрода вверх) он "садится" на крайний верхний наконечник (блок 19, сигнал μ₅), то это означает, что электрод длинный и надо временно (до установления нормального электрического режима) его не перепускать. Эта команда на запрет перепуска этого электрода формируется на выходе второго дополнительного элемента И 18.Similarly, if the phase resistance is significantly reduced, for example by 30 i.e. the first and second amplifiers of block 15b were triggered, and when working out the error signal (moving the electrode up), it “sits” on the extreme upper tip (block 19, signal μ ₅ ), this means that the electrode is long and needs to be temporarily (until the normal electrical mode) do not bypass it. This command to prohibit the bypass of this electrode is formed at the output of the second additional element And 18.

Пусть по каким-то причинам, которые требуется определить, резко увеличилось фазное сопротивление и стало R_ф 5,4 мОм, т.е. увеличилось на

· 100 66
В этом случае сработает третий усилитель блока 15а и на выход блоков 24 и 26 поступит сигнал об отклонении фазного сопротивления, так как при этом работают также первый и второй усилители блока 15а, то отработка возмущения будет осуществляться аналогично описанному.Suppose that for some reason that needs to be determined, the phase resistance sharply increases and becomes R _f 5.4 mOhm, i.e. increased by

100 66
In this case, the third amplifier of block 15a will work and the output of the

blocks

24 and 26 will receive a signal about the deviation of the phase resistance, since the first and second amplifiers of block 15a also work, then the disturbance will be worked out similarly to that described.

Через время t t_зад. сигнал, пропорциональный первоначальному отклонению поступит на первый вход блока сравнения 25, на втором входе блока сравнения может сигнал быть и не быть в зависимости от того, произошла обработка возмущения до значения, равного отпусканию третьего усилителя 15а, или нет.After a time tt _ass. a signal proportional to the initial deviation will arrive at the first input of the comparison unit 25, the signal may or may not be at the second input of the comparison unit, depending on whether the disturbance has been processed to a value equal to the release of the third amplifier 15a or not.

В первом случае сигнала от элемента ИЛИ 24 на входе блока сравнения нет, поэтому на другом входе его формируется сигнал равный Δ 66 от блока 25 и срабатывает усилитель 28, что означает, что причина возмущения обвал шихты, если же на выходе блока 28 есть сигнал, а на выходе блока 25 сравнения формировался сигнал Δ= 0 или близкий к нему, то на выходе блока 27 (элемент НЕ) формируется сигнал, означающий, что электрод короткий, т.е. электрод сидит в шихте, и необходим срочный повышенный перепуск. Дополнительным фактором, подтверждающим эту причину, является наличие сигнала на выходе элемента И (блок 16). In the first case, there is no signal from the OR element 24 at the input of the comparison unit, therefore, a signal equal to Δ 66 from the block 25 is generated at the other input and the amplifier 28 is activated, which means that the cause of the disturbance is the collapse of the charge, if there is a signal at the output of block 28, and at the output of the comparison unit 25, a signal Δ = 0 or close to it was formed, then a signal is generated at the output of block 27 (element NOT), meaning that the electrode is short, i.e. the electrode sits in the charge, and urgent increased bypass is required. An additional factor confirming this reason is the presence of a signal at the output of the And element (block 16).

Время задержки должно задаваться технологом, который владеет информацией об обрушениях шихты. The delay time must be set by the technologist who owns information about the collapse of the charge.

При обрушении шихты фазное сопротивление изменяется значительно, но, как правило, отработка этого возмущения осуществляется самой печью быстро. Поэтому, чтобы не нарушать заданный электрический режим, на выходе блока 28 формируется сигнал, поступающий на пульт и запрещающий перемещение электрода вниз. When the charge collapses, the phase resistance changes significantly, but, as a rule, the development of this disturbance is carried out quickly by the furnace itself. Therefore, in order not to violate a given electrical mode, a signal is generated at the output of block 28, which is transmitted to the remote control and prohibits the electrode from moving down.

Предположим, что в какой-то момент времени на какой-то из фаз произошло резкое уменьшение сопротивления при заданном электрическом режиме, который был приведен выше. Suppose that at some point in time at one of the phases there was a sharp decrease in resistance at a given electrical mode, which was given above.

Пусть R_ф1 1,5 мОм. В этом случае сработают все три усилителя блока 15б и начнется отработка возмущения.Let R _f1 1.5 mOhm. In this case, all three amplifiers of block 15b will work and disturbance testing will begin.

Сигнал с третьего усилителя 15б поступает на вход блока 29, где запоминается. После того, как электрод будет перемещаться вверх периодически, по сигналу μ₅ будет происходить в блоке 30 сравнение запомненного сигнала с текущим, при этом если на выходе блока сравнения 30 сигнал рассогласования изменяется мало, т.е. Δ 0 5 то сработает усилитель 29, что означает облом или обрыв электрода. В этом случае по команде технолога задается новый электрический режим.The signal from the third amplifier 15b is fed to the input of block 29, where it is stored. After the electrode moves upward periodically, the signal μ ₅ will compare the stored signal with the current signal in block 30, and if the output of the comparison unit 30 changes slightly, the mismatch signal Δ 0 5 then the amplifier 29 will work, which means a breakdown or breakage of the electrode. In this case, at the command of the technologist, a new electrical mode is set.

Если же сигнал рассогласования на выходе блока сравнения 30 растет пропорционально величине перемещения электрода, то Δ >> 5 тогда сработает усилитель 37, что означает, что электрод длинный и находится в шлаковой зоне, т.е. запрет на перепуск его. If the error signal at the output of the comparison unit 30 grows in proportion to the magnitude of the electrode displacement, then Δ >> 5, then the amplifier 37 will work, which means that the electrode is long and is in the slag zone, i.e. ban on bypassing it.

В этом случае и на выходе блока 18 (элемент И) будет сигнал f₄.In this case, and at the output of block 18 (element And) there will be a signal f ₄ .

Предлагаемое устройство для управления работой фосфорной печи обладает рядом преимуществ по сравнению с известными устройствами, а именно:
выравнивание электрического режима по фазам (мощности, напряжения, сопротивления, длины электрода и т.д.);
определение и фиксация причины отклонения электрического режима от оптимального (обвал шихты, облом электрода, нахождение его в зоне шихты или шлака, длина электродов и т.п.);
повышение качества регулирования, так как окончательная отработка возмущения осуществляется только после установления причины дисбаланса.The proposed device for controlling the operation of a phosphorus furnace has several advantages compared with known devices, namely:
alignment of the electric mode in phases (power, voltage, resistance, electrode length, etc.);
determining and fixing the reasons for the deviation of the electric mode from the optimal one (collapse of the charge, breakdown of the electrode, its presence in the zone of the charge or slag, the length of the electrodes, etc.);
improving the quality of regulation, since the final development of the disturbance is carried out only after establishing the cause of the imbalance.

Это позволит улучшить технико-экономические показатели работы печи и экономический эффект от использования изобретения. This will improve the technical and economic performance of the furnace and the economic effect of the use of the invention.

Claims

DEVICE FOR CONTROL OF OPERATION OF PHOSPHORUS OVEN, containing for each phase current and voltage sensors of phase and adjusters of these parameters connected to the corresponding inputs of the electric mode controller, the first output of which is connected to the voltage step switch of the corresponding furnace transformer, the electrode movement unit, the output of which is connected to the drive electrode, a control unit for the content of P ₂ O ₅ in the scale, the output of which is connected to the first input of the charge adjustment unit, the second input of the specified unit is connected to the output of the control unit of the active resistance of the furnace bath, the inputs of which are connected to current sensors of each phase, and the limit switch block of the extreme positions of the electrode, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the controller, characterized in that the blocks for determining the active resistance of each phase are inserted into it, block comparisons and a resistance adjuster for each phase, two amplifier blocks, two logical elements AND in each phase, prohibition blocks, blocks for fixing the collapse of the charge and electrode breakdown for each phase, and inputs b the phase active resistance measuring device is connected respectively to current and voltage sensors of this phase, and the output is with the first input of the comparison unit connected by the second input to the phase resistance master, and the output is with the inputs of the first and second amplifier units, and the first outputs of these amplifiers are connected to the first inputs logical elements And and the inhibitory inputs of blocks prohibiting neighboring phases, each of which is connected between the second output of the regulator and the input of the block of movement of the electrode, and the second inputs of the logical cops and are connected to respective outputs of block limit switches extreme positions of the electrode, the second amplifier outputs the blocks are respectively connected to the input unit and the collapse of the charge input electrode breakup unit.