RU2334926C2 - Position regulator of electrode of electric arc steel smelting furnace - Google Patents

Position regulator of electrode of electric arc steel smelting furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2334926C2
RU2334926C2 RU2006100972/02A RU2006100972A RU2334926C2 RU 2334926 C2 RU2334926 C2 RU 2334926C2 RU 2006100972/02 A RU2006100972/02 A RU 2006100972/02A RU 2006100972 A RU2006100972 A RU 2006100972A RU 2334926 C2 RU2334926 C2 RU 2334926C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
unit
electrode
dead band
Prior art date
Application number
RU2006100972/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006100972A (en
Inventor
Виктор Андреевич Иванушкин (RU)
Виктор Андреевич Иванушкин
Федор Никитич Сарапулов (RU)
Федор Никитич Сарапулов
Владимир Николаевич Кожеуров (RU)
Владимир Николаевич Кожеуров
Дмитрий Викторович Исаков (RU)
Дмитрий Викторович Исаков
Original Assignee
ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет-УПИ (ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет-УПИ (ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ") filed Critical ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет-УПИ (ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ")
Priority to RU2006100972/02A priority Critical patent/RU2334926C2/en
Publication of RU2006100972A publication Critical patent/RU2006100972A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2334926C2 publication Critical patent/RU2334926C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to electrothermics, particularly to automated position regulators of electrodes of electric arc steel smelting furnaces. According to the invention for each phase of the electric arc furnace the regulator contains a setting power mechanism, a unit of a dead band, an output of which is connected with the input of controlled reverse converter, to the output of which an electric engine of electrode travel is connected, and a threshold component, the output of which is connected to the control input of a controlled switch. The regulator is equipped with a magnifier, with a limit unit, an aperiodic filter, a summator and a unit for separation of error signal module, the output of which is connected to the input of the threshold component, while the input is connected with the output of the setting power mechanism, the first input of the summator and input of the magnifier, the output of which via the limit unit is connected with the input of the control switch, the output of which via the aperiodic filter is connected to the second input of the summator, the output of which is connected with the input of dead band unit.
EFFECT: upgraded efficiency of furnace and reduction of specific consumption of electric power.
3 dwg

Description

Изобретение относится к электротермии, в частности к автоматическим регуляторам положения электродов дуговых сталеплавильных электропечей.The invention relates to electrothermics, in particular to automatic regulators of the position of the electrodes of an arc steelmaking electric furnace.

Известен регулятор положения электродов, содержащий задатчик мощности, блок зоны нечувствительности, потенциометр обратной связи, реверсивный преобразователь, к выходу которого подключен двигатель перемещения электрода, и релейный элемент времени [1]. Однако данный регулятор не обеспечивает качественного регулирования мощности вводимой в электропечь.Known regulator of the position of the electrodes, containing a power adjuster, a dead band unit, a feedback potentiometer, a reversible converter, the output of which is connected to an electrode displacement motor, and a time relay element [1]. However, this regulator does not provide quality control of the power introduced into the electric furnace.

Известен также регулятор положения электродов дуговой электропечи, содержащий задатчик мощности, подключенный к входу блок зоны нечувствительности, выход которого связан с входом управляемого реверсивного преобразователя, соединенного с двигателем перемещений электрода, и выпрямительный мост [2]. Недостатком этого регулятора является низкая точность регулирования.Also known is the position controller of the electrodes of the electric arc furnace, comprising a power adjuster, a dead band unit connected to the input, the output of which is connected to the input of a controlled reversible converter connected to the electrode displacement motor, and a rectifier bridge [2]. The disadvantage of this regulator is the low accuracy of regulation.

Наиболее близким по технической сущности или прототипом является регулятор положения электрода, содержащий для каждой фазы электропечи задатчик мощности, выход которого соединен с входами первого и второго пороговых элементов и входом блока зоны нечувствительности, первый выход которого соединен с движком потенциометра отрицательной обратной связи, охватывающей управляемый реверсивный преобразователь, к выходу которого подключен электродвигатель перемещения электрода, вход реверсивного преобразователя через первую диагональ выпрямительного моста соединен со вторым входом блока зоны нечувствительности, причем вторая диагональ выпрямительного моста соединена с выходам управляемого ключа, вход которого через элемент ИЛИ соединен соответственно с выходами первого и второго пороговых элементов [3].The closest in technical essence or prototype is the electrode position regulator, containing for each phase of the electric furnace a power switch, the output of which is connected to the inputs of the first and second threshold elements and the input of the dead band unit, the first output of which is connected to the negative feedback potentiometer slider, covering the controlled reversible a converter, to the output of which an electrode displacement motor is connected, the input of the reversing converter through the first diagonal the bridge bridge is connected to the second input of the deadband unit, and the second diagonal of the bridge bridge is connected to the outputs of the controlled key, the input of which through the OR element is connected respectively to the outputs of the first and second threshold elements [3].

Данный регулятор не может поддерживать с высокой точностью заданный электрический режим вследствие наличия ошибки регулирования, значение которой тем больше, чем больше величина зоны нечувствительности регулятора, являющаяся в свою очередь параметром его настройки, обеспечивающим устойчивость процесса регулирования. Такой регулятор может длительно поддерживать мощность на уровне нижней (например, при непрерывном опускании электрода в период проплавления колодцев) либо верхней (при подъеме электрода после окончания проплавления колодцев в шихте и непрерывном росте уровня жидкого металла в ванне печи) границ зоны нечувствительности. И в том, и в другом случаях, очевидно, электрический режим печи отличается от оптимального (заданного) и, следовательно, снижены показатели работы дуговой электропечи (производительность и удельный расход электроэнергии). Кроме того, такой регулятор не обеспечивает независимой настройки точности и устойчивости процесса регулирования.This regulator cannot maintain the specified electrical mode with high accuracy due to the presence of a control error, the value of which is greater, the greater the magnitude of the dead band of the regulator, which in turn is a parameter of its setting, ensuring the stability of the regulatory process. Such a regulator can maintain power for a long time at the lower (for example, when the electrode is continuously lowered during the well penetration) or upper (when the electrode is lifted after the wells are penetrated in the charge and the liquid metal level in the furnace bath is continuously increasing) the dead zone limits. In both cases, it is obvious that the electric mode of the furnace differs from the optimal (predetermined) one and, therefore, the performance of the electric arc furnace (productivity and specific energy consumption) is reduced. In addition, such a regulator does not provide independent adjustment of the accuracy and stability of the regulatory process.

Задачей изобретения является повышение точности поддержания заданного электрического режима (с обеспечением возможности независимой настройки устойчивости регулирования) путем непрерывной коррекции входного сигнала блока зоны нечувствительности дополнительным сигналом в функции знака сигнала ошибки в пределах статической зоны нечувствительности.The objective of the invention is to increase the accuracy of maintaining a given electrical mode (with the possibility of independent adjustment of the stability of regulation) by continuously correcting the input signal of the dead band unit with an additional signal as a function of the sign of the error signal within the static dead band.

Указанный технический результат достигаемся тем, известный регулятор положения электрода дуговой сталеплавильной электропечи, содержащий для каждой фазы электропечи задатчик мощности, блок зоны нечувствительности, выход которого соединен с входом управляемого реверсивного преобразователя, к выходу которого подключен электродвигатель перемещения электрода, и пороговый элемент, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа, дополнительно снабжен усилителем, блоком ограничения, апериодическим фильтром, сумматором и блоком выделения модуля сигнала ошибки, выход которого соединен с входом порогового элемента, а вход соединен с выходом задатчика мощности, первым входом сумматора и входом усилителя, выход которого через блок ограничения соединен с входом управляемого ключа, выход которого через апериодический фильтр соединен со вторым входом сумматора, выход которого в свою очередь соединен с входом блока зоны нечувствительности.The specified technical result is achieved by a known position controller of the electrode of the steelmaking electric furnace, containing for each phase of the electric furnace a power adjuster, a dead band unit, the output of which is connected to the input of a controlled reversible converter, the output of which is connected to an electrode displacement motor, and a threshold element, the output of which is connected with a control key input, it is additionally equipped with an amplifier, restriction unit, aperiodic filter, adder and an error signal module isolation unit, the output of which is connected to the input of the threshold element, and the input is connected to the output of the power adjuster, the first input of the adder and the amplifier input, the output of which is connected through the restriction block to the input of the controlled key, the output of which is connected through the aperiodic filter to the second input an adder, the output of which is in turn connected to the input of the deadband unit.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый регулятор положения позволяет при наличии в его структуре блока статической зоны нечувствительности, обеспечивающего устойчивость процесса регулирования, повысить точность поддержания заданного электрического режима и экономические показатели электропечной установки.Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed position controller allows, in the presence of a block of a static dead zone in its structure, which ensures the stability of the regulation process, to increase the accuracy of maintaining a given electrical mode and the economic performance of the electric furnace.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "Новизна".Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "Novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Изобретательский уровень".Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "Inventive step".

Сущность предлагаемого технического решения подтверждается чертежом (фиг.1), на котором представлена схема регулятора положения электрода дуговой сталеплавильной электропечи.The essence of the proposed technical solution is confirmed by the drawing (figure 1), which shows a diagram of the position controller of the electrode of an electric arc steel furnace.

Регулятор содержит управляемый реверсивный преобразователь 1, на выход которого подключен электродвигатель 2 перемещения электрода 3. Вход управляемого реверсивного преобразователя 1 соединен с выходом блока зоны нечувствительности 4, вход которого соединен с выходом сумматора 5. Первый вход сумматора 5 соединен с выходом задатчика мощности 6, входом усилителя 7 и входом блока выделения модуля 8 сигнала ошибки, выход которого через пороговый элемент 9 соединен с управляющим входом управляемого ключа 10. Выход усилителя 7 через блок ограничения 11 соединен с входом управляемого ключа 10, выход которого через апериодический фильтр 12 подключен ко второму входу сумматору 5.The controller contains a controlled reversible converter 1, the output of which is connected to an electric motor 2 for moving the electrode 3. The input of the controlled reversible converter 1 is connected to the output of the dead band unit 4, the input of which is connected to the output of the adder 5. The first input of the adder 5 is connected to the output of the power generator 6, the input the amplifier 7 and the input of the allocation unit of the module 8 error signal, the output of which through the threshold element 9 is connected to the control input of the managed key 10. The output of the amplifier 7 through the block is limited Iya 11 is connected to the input of the controlled key 10, the output of which through an aperiodic filter 12 is connected to the second input of the adder 5.

Величина порога срабатывания порогового элемента 9 выбирается такой, чтобы дополнительный корректирующий сигнал с выхода усилителя 7 через блок ограничения 11, управляемый ключ 10 и апериодический фильтр 12 поступал на второй вход сумматора 5 в пределах зоны нечувствительности блока 4. Величина порога ограничения блока 11 равна по модулю величине порогового значения сигнала статической зоны нечувствительности блока 4, а знак соответствует знаку сигнала ошибки регулирования.The threshold value of the threshold element 9 is selected so that an additional correction signal from the output of the amplifier 7 through the block 11, the controlled key 10 and the aperiodic filter 12 are fed to the second input of the adder 5 within the deadband of block 4. The threshold value of the block 11 is modulo the threshold value of the signal of the static dead zone of block 4, and the sign corresponds to the sign of the signal of the regulation error.

Регулятор положения электрода дуговой сталеплавильной электропечи работает следующим образом.The position controller of the electrode of the arc steel furnace operates as follows.

При наличии на выходе задатчика мощности 6 сигнала ошибки, превышающего порог зоны нечувствительности блока 4, появляется сигнал на входе и напряжение на выходе управляемого преобразователя 1, при этом электродвигатель 2 перемещает электрод 3 в направлении уменьшения, рассогласования. В это время присутствуют сигналы на входе и выводе усилителя 7, выходе звена ограничения 11 и входе управляемого ключа 10. Присутствуют сигналы также на входе и выходе звена выделения модуля 8, a также входе порогового элемента 9. Сигналы на выходе порогового элемента 9, управляющем входе и выходе управляемого ключа 10 отсутствуют. При этом дополнительный корректирующий сигнал с выхода усилителя 7 через блок ограничения 11, управляемый ключ 10 и апериодический фильтр 12 не поступает на второй вход сумматора 5.If there is an error signal at the output of the power setter 6 that exceeds the threshold of the dead zone of block 4, a signal appears at the input and the voltage at the output of the controlled converter 1, while the electric motor 2 moves the electrode 3 in the direction of decreasing, mismatch. At this time, there are signals at the input and output of the amplifier 7, the output of the restriction link 11 and the input of the managed key 10. There are signals also at the input and output of the allocation link of module 8, as well as the input of the threshold element 9. Signals at the output of the threshold element 9, the control input and the output of the managed key 10 is missing. In this case, an additional correction signal from the output of the amplifier 7 through the restriction block 11, the controlled key 10 and the aperiodic filter 12 does not enter the second input of the adder 5.

При уменьшении сигнала ошибки на выходе задатчика мощности 6 до значения, близкого к величине порогового сигнала зоны нечувствительности блока 4, появляются сигналы на выходе порогового элемента 9 и управляющем входе управляемого ключа 10. При этом дополнительный корректирующий сигнал с выхода блока ограничения 11 через открывшийся ключ 10 и апериодический фильтр 12 поступает на второй вход сумматора 5, плавно выводя сигнал ошибки на входе блока 4 за границу порога зоны нечувствительности на величину, равную по модулю пороговому сигналу статической зоны нечувствительности. При этом электродвигатель 2 продолжает перемещать электрод 3 в направлении уменьшения рассогласования. При достижении величины сигнала рассогласования на выходе задатчика мощности 6 нулевого значения дополнительный корректирующий сигнал на выходе усилителя 7 становится равным нулю, исчезают сигналы на втором входе сумматора 5, на выходе блока зоны нечувствительности 4, входе управляемого преобразователя 1, а также напряжение на его выходе. Электродвигатель 2 останавливается, прекращая перемещать электрод 3.When the error signal at the output of the power setter 6 decreases to a value close to the threshold signal of the dead zone of block 4, signals appear at the output of the threshold element 9 and the control input of the controlled key 10. In this case, an additional correction signal from the output of the restriction block 11 through the open key 10 and the aperiodic filter 12 enters the second input of the adder 5, smoothly outputting an error signal at the input of block 4 beyond the threshold of the dead band by an amount equal in magnitude to the threshold signal stat cal deadband. In this case, the electric motor 2 continues to move the electrode 3 in the direction of decreasing the mismatch. When the value of the error signal at the output of the power setter 6 reaches zero, the additional correction signal at the output of the amplifier 7 becomes zero, the signals at the second input of the adder 5 disappear, at the output of the dead band unit 4, the input of the controlled converter 1, and also the voltage at its output. The electric motor 2 stops, stopping to move the electrode 3.

В случае появления в процессе торможения электродвигателя 2 на выходе задатчика мощности 6 сигнала ошибки противоположной полярности на выходе усилителя 7 и втором входе сумматора 5 снова появляется дополнительный корректирующий сигнал также противоположной полярности, который плавно выводит новый сигнал ошибки на входе блока 4 за другую границу порога зоны нечувствительности на величину, также равную по модулю пороговому сигналу статической зоны нечувствительности. При этом появляются сигналы противоположной полярности на выходе блока зоны нечувствительности 4, входе управляемого преобразователя 1 и напряжение на его выходе. Электродвигатель 2 в этом случае перемещает электрод 3 в противоположном направлении до устранения нового рассогласования до нулевого значения.If during the braking of the electric motor 2 an error signal of opposite polarity appears at the output of power setter 6 at the output of amplifier 7 and the second input of adder 5, an additional correcting signal of opposite polarity also appears again, which smoothly outputs a new error signal at the input of block 4 beyond the other threshold of the zone threshold deadband by an amount also equal in magnitude to the threshold signal of the static deadband. In this case, signals of opposite polarity appear at the output of the dead band unit 4, the input of the controlled converter 1 and the voltage at its output. The electric motor 2 in this case moves the electrode 3 in the opposite direction until the new mismatch is eliminated to zero.

При нулевом значении сигнала ошибки на выходе задатчика мощности корректирующий сигнал на выходе усилителя 7 и соответственно втором входе сумматора 5 равен нулю, отсутствуют также сигналы на выходе блока зоны нечувствительности 4 и входе управляемого преобразователя 1, электродвигатель 2 перемещения электрода 3 неподвижен, управляемый ключ 10 открыт. При очередном появлении на выходе задатчика мощности 6 сигнала ошибки в пределах зоны нечувствительности на втором входе сумматора 5 снова появляется корректирующий сигнал соответствующей полярности и электродвигатель 2 перемещает электрод 3 в направлений устранения рассогласования.With a zero value of the error signal at the output of the power setter, the correction signal at the output of amplifier 7 and, respectively, the second input of adder 5 is equal to zero, there are also no signals at the output of the dead band unit 4 and the input of the controlled converter 1, the electric motor 2 for moving the electrode 3 is stationary, the controlled key 10 is open . At the next occurrence of an error signal at the output of the power setter 6 within the deadband at the second input of the adder 5, a correction signal of the corresponding polarity appears again and the motor 2 moves the electrode 3 in the direction of eliminating the mismatch.

В случае появления на выходе задатчика мощности 6 сигнала ошибки, превышающего порог зоны нечувствительности блока 4, исчезают сигналы на выходе порогового элемента 9 и входе управляемого ключа 10, ключ 10 закрывается и работа регулятора повторяется в описанном порядке.In the event that an error signal exceeds the threshold of the deadband of unit 4 at the output of power setter 6, the signals at the output of threshold element 9 and the input of controlled key 10 disappear, key 10 is closed, and the operation of the controller is repeated in the described order.

Таким образом, предлагаемый регулятор при нахождении сигнала ошибки регулирования в пределах зоны нечувствительности сдвигает статическую характеристику блока зоны нечувствительности (соответственно "влево" или "вправо" в зависимости от знака сигнала ошибки) путем непрерывной подачи на его вход через сумматор дополнительного корректирующего сигнала. Причем максимальное значение дополнительного сигнала равно по модулю пороговому значению блока зоны нечувствительности, а знак соответствует знаку ошибки. При устранении ошибки регулировании до нуля (близкого к нулевому значению) корректирующий сигнал автоматически снимается, благодаря чему и повышается точность поддержания заданного электрического режима печи, ее производительность и снижается удельный расход электроэнергии.Thus, the proposed controller, when the regulation error signal is located within the dead band, shifts the static response of the dead band unit (respectively, “left” or “right” depending on the sign of the error signal) by continuously feeding an additional correction signal to its input through the adder. Moreover, the maximum value of the additional signal is equal in absolute value to the threshold value of the dead band unit, and the sign corresponds to the error sign. When eliminating the error of regulation to zero (close to zero), the correction signal is automatically removed, thereby increasing the accuracy of maintaining the specified electric mode of the furnace, its performance and decreasing the specific energy consumption.

Для понимания сущности предлагаемого авторами технической решения приведем более детальное описание процессов, происходящих при регулировании электрического режима в дуговой сталеплавильной печи с использованием известных регуляторов и предлагаемого.To understand the essence of the technical solution proposed by the authors, we give a more detailed description of the processes that occur when regulating the electric mode in an electric arc furnace using known regulators and the proposed one.

В известном решении на отрезке времени t1 (фиг.2) периода проплавления колодцев в твердой шихте (при отсутствии ее обвалов) длина дуги непрерывно удлиняется (за счет отекания расплавляемого металла на подину печи), при этом ток дуги соответственно снижается и регулятор постоянно работает на опускание электрода, поддерживая значение тока дуги у нижней границы зоны нечувствительности (i=Imin1<Iз, фиг.1). При обвале шихты в этот период и отработке регулятором короткого замыкания (например, в момент времени t11) электрод печи может остановиться в любом положении в пределах зоны нечувствительности 2ΔI1 и соответственно ток дуги принять значение в пределах от Imin1 до Imax1 (отрезок Δt1, фиг.2). При i>Imin1 по мере расплавления шихты ток дуги за счет непрерывного удлинения дуги снижается до значения i=Imin1.In the known solution, over a period of time t 1 (Fig. 2) of the period of penetration of wells in a solid charge (in the absence of collapses), the arc length is continuously lengthened (due to the swelling of the molten metal on the hearth of the furnace), while the arc current is correspondingly reduced and the controller is constantly working to lower the electrode, maintaining the value of the arc current at the lower boundary of the dead band (i = I min1 <I s , Fig. 1). When the charge collapses during this period and the regulator performs a short circuit (for example, at time t 11 ), the furnace electrode can stop in any position within the dead zone 2ΔI 1 and, accordingly, the arc current can take a value in the range from I min1 to I max1 (segment Δt 1 , figure 2). For i> I min1 , as the charge melts, the arc current due to the continuous extension of the arc decreases to the value i = I min1 .

По окончании проплавления колодцев непрерывно растет уровень жидкого металла в ванне печи, а длина дуги постоянно уменьшается, при этом ток дуги увеличивается и электроды печи под воздействием такие регуляторов постоянно поднимаются вверх. В этом случае ток дуги поддерживаются на уровне верхней границы зоны нечувствительности 2ΔI1 (Imax1>Iз). При обвалах шихты в этот период (t2, фиг.2) и отработки регулятором короткого замыкания (например, отрезок времени Δt2) ток дуги может иметь любое значение в пределах зоны нечувствительности 2ΔI1 данного периода плавки вплоть до значения, равного Imin1. По мере подъема уровня жидкого металла ток дуги вновь возрастает до значения, равного Imax1. Аналогичная картина (отличная от оптимально заданной) наблюдается в периоды плавки t1 и t2 после отработки регулятором обрыва дуги.At the end of the penetration of the wells, the level of liquid metal in the furnace bath is constantly growing, and the arc length is constantly decreasing, while the arc current is increasing and the furnace electrodes are constantly rising up under the influence of such regulators. In this case, the arc current is maintained at the level of the upper boundary of the dead zone 2ΔI 1 (I max1 > I s ). When the charge collapses during this period (t 2 , FIG. 2) and the regulator works out a short circuit (for example, the time interval Δt 2 ), the arc current can have any value within the dead zone 2ΔI 1 of this melting period up to a value equal to I min1 . As the liquid metal level rises, the arc current again increases to a value equal to I max1 . A similar picture (different from the optimally defined one) is observed during the melting periods t 1 and t 2 after the regulator cuts off the arc break.

После расплавления твердой шихты (металлургические периоды плавки t3 и t4) электрический режим печи, как известно, становится более спокойным и зона нечувствительности регулятора обычно системой управления сужается (фиг.2). Однако ток дуги после отработки возмущения может в эти периоды длительно поддерживается таким регулятором также в районе границ зон нечувствительности (соответственно Imin2, Imax2 и Imin3, Imax3) и не соответствовать оптимальному значению.After melting the solid charge (metallurgical periods of smelting t 3 and t 4 ), the electric mode of the furnace, as you know, becomes calmer and the dead zone of the regulator is usually narrowed by the control system (figure 2). However, the arc current after working out the perturbation during these periods can be maintained for a long time by such a regulator also in the region of the boundaries of the dead zones (I min2 , I max2 and I min3 , I max3, respectively ) and may not correspond to the optimal value.

Таким образом, в известных регуляторах в пределах зоны (зон) нечувствительности несоответствие значения тока дуги заданному значению регулятором не устраняется (т.к. он снимает управляющее воздействие в пределах зоны нечувствительности) и, следовательно, не обеспечивается оптимально заданный режим дуговой печи.Thus, in the known controllers within the dead zone (s), the mismatch of the arc current value to the set value by the regulator is not eliminated (since it removes the control action within the dead band) and, therefore, the optimally set mode of the arc furnace is not ensured.

В предлагаемом решении при токе дуги i-ой стадии плавки меньше

Figure 00000002
(t<t1, фиг.3) регулятор также воздействует на механизм перемещения электрода в сторону его опускания, увеличивав ток дуги. При достижении током дуги значения, равного нижнему значению границы зоны нечувствительности
Figure 00000002
(момент времени t1 на фиг.3), ее граница плавно сдвигается регулятором в сторону увеличения значения Imini на величину ΔIi до значения, равного Iз (зона нечувствительности в целом плавно сдвигается дополнительно введенными элементами на величину, равную порогу чувствительности, фиг.3). При этом регулируемый параметр (ток дуги) оказывается вне сдвигающейся зоны нечувствительности (точка А) и регулятор продолжает опускать электрод, увеличивая ток дуги. При достижении током дуги заданного значения (точка В, момент времени t2 на фиг.3) регулятор снимает управляющее воздействие, а граница зоны нечувствительности возвращается на исходную позицию (вся зона нечувствительности плавно возвращается в первоначальное положение, момент времени t3 на фиг.3). При этом ток дуги устанавливается на уровне заданного значения (i=Iз).In the proposed solution, when the arc current of the i-th stage of melting is less
Figure 00000002
(t <t 1 , Fig. 3) the controller also acts on the mechanism for moving the electrode in the direction of its lowering, increasing the arc current. When the arc current reaches a value equal to the lower value of the dead band boundary
Figure 00000002
(time t 1 in Fig. 3), its boundary is smoothly shifted by the regulator in the direction of increasing the value of Imin i by ΔIi to a value equal to I s (the dead zone as a whole is smoothly shifted by additionally introduced elements by an amount equal to the sensitivity threshold, Fig. 3). In this case, the adjustable parameter (arc current) is outside the moving dead zone (point A) and the controller continues to lower the electrode, increasing the arc current. When the arc current reaches the set value (point B, time t 2 in FIG. 3), the controller removes the control action, and the border of the dead band returns to its original position (the entire dead band smoothly returns to its original position, time t 3 in FIG. 3 ) In this case, the arc current is set at the set value level (i = I s ).

При токе дуги больше

Figure 00000003
(t<t1*, фиг.3) регулятор воздействует на механизм перемещения электрода в сторону его подъема, уменьшая ток дуги. При достижении током дуги значения, равного верхнему значению границы зоны нечувствительности
Figure 00000003
(момент времени t1* на фиг.3), ее граница сдвигается в сторону уменьшения значения
Figure 00000003
на величину - ΔIi до значения, равного Iз (зона нечувствительности в целом плавно сдвигается дополнительно введенными элементами на величину, равную порогу чувствительности, но с обратным знаком, фиг.3). При этом регулируемый параметр (ток дуги) оказывается вне сдвигающейся зоны нечувствительности (точка А*) и регулятор продолжает поднимать электрод, уменьшая ток дуги. При достижении током дуги заданного значения (точка В*, момент времени t2* на фиг.3) регулятор снимает управляющее воздействие, а граница зоны нечувствительности возвращается на исходную позицию (вся зона нечувствительности плавно возвращается в первоначальное положение, момент времени t3*). Таким образом, в предлагаемом техническом решении регулятор воздействует на механизм перемещения электрода в двух случаях: а) при нахождении стабилизируемого параметра (тока дуги) вне установленной зоны нечувствительности за счет наличия сигнала на выходе блока зоны нечувствительности, б) при нахождении стабилизируемого параметра внутри статической зоны нечувствительности, изменением (сдвигом) ее позиции относительно заданного значения регулируемого параметра (одновременным увеличением или уменьшением пороговых значений границ зоны нечувствительности). Изменение позиции зоны нечувствительности приводит к появлению сигнала на выходе блока зоны нечувствительности и формированию регулятором управляющего воздействия на механизм перемещения электрода. Причем в первом случае задачей регулятора является введение регулируемого параметра в границы статической зоны нечувствительности (устойчивость регулирования), а во втором - доведение регулируемого параметра до заданного (оптимального) значения (точность регулирования).When the arc current is greater
Figure 00000003
(t <t 1 *, Fig. 3) the regulator acts on the mechanism of electrode movement in the direction of its rise, reducing the arc current. When the arc current reaches a value equal to the upper value of the dead band boundary
Figure 00000003
(time t 1 * in Fig. 3), its boundary shifts toward a decreasing value
Figure 00000003
by a value of ΔIi to a value equal to Iз (the dead zone as a whole is smoothly shifted by additionally introduced elements by an amount equal to the sensitivity threshold, but with the opposite sign, Fig. 3). In this case, the adjustable parameter (arc current) is outside the moving dead zone (point A *) and the controller continues to raise the electrode, decreasing the arc current. When the arc current reaches the set value (point B *, time t 2 * in Fig. 3), the controller removes the control action, and the border of the dead zone returns to its original position (the entire dead zone smoothly returns to its original position, time t 3 *) . Thus, in the proposed technical solution, the regulator acts on the mechanism of electrode movement in two cases: a) when the stabilized parameter (arc current) is outside the set dead band due to the presence of a signal at the output of the dead band block, b) when the stabilized parameter is inside the static zone insensitivity, by changing (shifting) its position relative to a given value of an adjustable parameter (by simultaneously increasing or decreasing threshold values of s insensitivity). A change in the position of the dead band leads to the appearance of a signal at the output of the dead band unit and the formation by the regulator of a control action on the electrode movement mechanism. Moreover, in the first case, the regulator's task is to introduce an adjustable parameter into the boundaries of the static deadband (regulation stability), and in the second, to bring the adjustable parameter to a predetermined (optimal) value (regulation accuracy).

Дополнительно отметим, что в предлагаемом решении повышение точности регулирования электрического режима печи достигается не за счет уменьшения величины статической зоны нечувствительности (пределы ее уменьшения для каждого из периодов плавки ограничены и связаны с существенным ухудшением качества процесса регулирования, а главное, с потерей устойчивости), а путем сохранения ее значения на минимально возможном уровне для данного периода плавки, обеспечивающем устойчивость процесса регулирования, и дополнительного изменения ее позиции (с сохранением значений оптимально выбранных порогов чувствительности) относительно заданного значения при нахождении регулируемого параметра в пределах установленной статической зоны нечувствительности.Additionally, we note that in the proposed solution, increasing the accuracy of regulation of the electric mode of the furnace is not achieved by reducing the value of the static dead zone (the limits of its reduction for each of the melting periods are limited and are associated with a significant deterioration in the quality of the regulation process, and most importantly, with a loss of stability), and by maintaining its value at the lowest possible level for a given melting period, ensuring the stability of the regulation process, and additionally changing its position (preserving the values of optimally selected thresholds of sensitivity) relative to a given value when the adjustable parameter is within the established static deadband.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №698174, кл. Н05В 7/148, 1979.1. USSR author's certificate No. 698174, cl. HB05 7/148, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР №701513, кл. Н05В 7/148, 1979,2. Copyright certificate of the USSR No. 701513, class. HB05 7/148, 1979,

3. Авторское свидетельство СССР №1424702, кл. Н05В 7/148, 1987.3. USSR copyright certificate No. 1424702, cl. HB05 7/148, 1987.

Claims (1)

Регулятор положения электрода дуговой сталеплавильной электропечи, содержащий для каждой фазы электропечи задатчик мощности, блок зоны нечувствительности, выход которого соединен с входом управляемого реверсивного преобразователя, к выходу которого подключен электродвигатель перемещения электрода, и пороговый элемент, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен усилителем, блоком ограничения, апериодическим фильтром, сумматором и блоком выделения модуля сигнала ошибки, выход которого соединен с входом порогового элемента, а вход соединен с выходом задатчика мощности, первым входом сумматора и входом усилителя, выход которого через блок ограничения соединен с входом управляемого ключа, выход которого через апериодический фильтр соединен со вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом блока зоны нечувствительности.The electrode position regulator of the arc steelmaking electric furnace, comprising for each phase of the electric furnace a power adjuster, a dead band unit, the output of which is connected to the input of the controlled reversible converter, the output of which is connected to the electrode moving motor, and a threshold element, the output of which is connected to the control input of the controlled key, different the fact that it is additionally equipped with an amplifier, a restriction unit, an aperiodic filter, an adder, and a signal module allocation unit faults, the output of which is connected to the input of the threshold element, and the input is connected to the output of the power setter, the first input of the adder and the input of the amplifier, the output of which is connected through the restriction block to the input of the controlled key, the output of which is connected through the aperiodic filter to the second input of the adder, the output of which with the input of the deadband unit.
RU2006100972/02A 2006-01-10 2006-01-10 Position regulator of electrode of electric arc steel smelting furnace RU2334926C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100972/02A RU2334926C2 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Position regulator of electrode of electric arc steel smelting furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100972/02A RU2334926C2 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Position regulator of electrode of electric arc steel smelting furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006100972A RU2006100972A (en) 2007-07-20
RU2334926C2 true RU2334926C2 (en) 2008-09-27

Family

ID=38430903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006100972/02A RU2334926C2 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Position regulator of electrode of electric arc steel smelting furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334926C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448165C2 (en) * 2009-11-26 2012-04-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" (ФГАОУ ВПО "УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина") Power control of arc-type steel-making furnace
RU2758063C1 (en) * 2019-12-24 2021-10-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") Control system for an arc steel furnace

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448165C2 (en) * 2009-11-26 2012-04-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" (ФГАОУ ВПО "УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина") Power control of arc-type steel-making furnace
RU2758063C1 (en) * 2019-12-24 2021-10-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") Control system for an arc steel furnace

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006100972A (en) 2007-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2334926C2 (en) Position regulator of electrode of electric arc steel smelting furnace
RU2415000C2 (en) Method of welding and welding device
RU2606672C2 (en) Method of reducing flicker in electric arc furnaces and device for its implementation
CN109757003B (en) Automatic control method for submerged arc furnace
JP6394316B2 (en) Reactive power compensator control method and control apparatus
JP4839992B2 (en) Digital hydropower control system
Mironov et al. Analysis of characteristics of electric arc furnaces as control objects
RU2448165C2 (en) Power control of arc-type steel-making furnace
RU96266U1 (en) ORE-THERMAL FURNACE ELECTRIC REGULATOR
RU2436265C1 (en) Device for control of electric mode of arc steel-smelting furnace
CN104596316B (en) Be suitable to the furnace power control method of the foamed slag working of a furnace
RU2238616C2 (en) Device for controlling power supply conditions of multiphase electric-arc furnace
SU1765650A1 (en) Automatic control system of reaction zone position in ore electric arc furnace bath
SU924923A1 (en) Automatic regulator of electric arc furnace power
SU344801A1 (en) METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF THE ELECTROSLAG FACTORY INSTALLATION
DE3529419C2 (en)
SU736387A1 (en) Device for automatic control of electrode furnace power
SU921123A1 (en) Method and device for automatic regulating of electric mode of multi-phase electric arc furnace
JPH0254892A (en) Voltage control method of dc arc furnace
JP2769326B2 (en) Control method for raising and lowering electrodes of DC arc furnace
SU1765667A1 (en) Of electrical automatic control system of electrical condition of six-electrode ore electric arc furnace
SU1228307A1 (en) Power controller of electric-arc furnace
SU1767709A1 (en) Method for electric mode control of arc steel-making furnace
SU1162060A1 (en) Device of automatic control of vacuum electric-arc furnace
SU1713126A1 (en) Device for automatic control of electric arc furnace power

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees