SU1184113A1

SU1184113A1 - Устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи

Info

Publication number: SU1184113A1
Application number: SU823436293A
Authority: SU
Inventors: Vladimir I Drogin; Petr I Tishchenko; Aleksandr N Popov; Boris B Pelts; Valerij P Davydov; Nikolaj A Pirogov; Vladimir N Kurlykin; Vladimir A Kharchenko; Aleksandr P Tatarov; Aleksandr A Yasinenko
Original assignee: Do Metallurg Zavod
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1985-10-07

Description

Изобретение относятся к электротермии и может быть применено в металлургии на дуговых электропечах.

Известно устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи, содержащее механизмы перемещения электродов с блоками их управления по сигналам электрических параметров печи £ΐ3.

Недостатками таких устройств являются отсутствие адаптации к различным стадиям плавления шихты, недостаточная производительность и большой расход электроэнергии.

Известно устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи, содержащее блок измерения электрических параметров, блок определения стадии плавления шихты, программный блок управления электрическим режимом, один из выходов которого соединен с переключателем ступеней напряжения печного трансформатора, а второй с регулятором мощности, подключенным к исполнительному механизму перемещения электродов [2].

Недостатком этого устройства является невозможность воздействия на зону горения дуги и, как следствие, снижение вводимой в печь мощности .

Наиболее близким к изобретению по технической сути является устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи с полыми фазными электродами, в полости каждого из которых соосно ему и электроизолированно от него установлен вспомогательный электрод, содержащее блок измерения электрических параметров, выход которого через блок определений стадий плавления шихты связан с программным блоком, один из выходов которого сое· динен с переключателем ступеней напряжения печного трансформатора, а второй - с первым входом регулятора мощности, подключенного вторым входом к выходу блока измерения электрических параметров, а выходом - к управляющим входам исполнительных механизмов перемещения фазных электродов, причем каждый вспомогательный электрод соединен с одним из полюсов источника его питания, другой полюс которого подключен к фазному электроду ЦЗ].

Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности управления степенью ионизации в зоне горения дуги. Это снижает эффективность использования вводимой в печь мощности, а следовательно, и производительность печи.

Цель изобретения - повышение производительности печи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления электрическим режимом дуговой электропечи с полыми фазными электродами, в полости каждого из которых соосно ему и электроизолированно установлен вспомогательный электрод, содержащем блок измерения электрических параметров, выход которого через блок определения стадий плавления шихты связан с программным блоком, один из выходов которого соединен с переключателем ступеней напряжения печного трансформатора, а второй - с первым входом регулятора мощности, подключенного вторым входом к выходу блока измерения электрических параметров, а выходом - к управляющим входам исполнительных механизмов перемещения фазных электродов, а каждый вспомогательный электрод соединен с одним из полюсов источника его питания, другой полюс которого подключен к фазному электроду, каждый вспомогательный электрод снабжен механизмом перемещения вдоль оси фазного электрода, управляющий вход которого через усилитель соединен с выходом блока сравнения, к первому входу которого подключен выход блока выделения текущего значения активного сопротивления плазменного потока, соединенного входом с выходом блока измерения электрических параметров, к второму входу блока сравнения подключен выход блока умножения, первый вход которого через блок выделения текущего значения постоянной составляющей напряжения дуги соединен с выходом блока измерения электрических параметров, а второй вход через блок задания активного сопротивления плазменного потока соединен с выходом программного блока.

Кроме того, устройство снабжено блоком газораспределения, управляющий вход которого соединен с программным блоком и источниками пита3 1

ния вспомогательных электродов,а выход - с вспомогательным электродом.

На фиг.1 .приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 электрод фазы.

Устройство содержит блок 1 измерения электрических параметров, блок 2 определения стадии плавления шихты, программный блок 3 управления электрическим режимом, переключатель 4 ступеней напряжения печного трансформатора 5, регулятор 6 мощности, исполнительные механизмы 7 перемещения фазных электродов 8, блок 9 выделения текущего значения активного сопротивления плазменного потока, блок 10 выделения текущего значения постоянной составляющей напряжения дуги, блок 11 задания активного сопротивления плазменного потока, блок 12 умножения, блок 13 сравнения, блок 14 усиления, исполнительный механизм 15 перемещения вспомогательных электродов 16, источники 17 питания вспомогательных электродов, блок 18 газораспределения.

Каждый фазный электрод 8 состоит из вспомогательного электрода 16, верхней охлаждающей части ^основного электрода 8, клинового эксцентрикового зажима 20, соединяющего верхнюю часть электрода 19 с графитированным электродом 21, центрирующего изолятора 22, электродной вставки 23, завихрителя 24, рубашки 25 охлаждения, диэлектрического газораспределителя 26.

Устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи емкостью 100 т работает следующим образом.

Перед началом плавления шихты подается напряжение 400-900 В постоянного тока: отрицательный потенциал на вспомогательный электрод 16, а положительный потенциал на фазный электрод 8 (возможно подключение к вспомогательному электроду и электроду фазы источника переменного тока) и зажигается между ними дуга (зажигание дуги производится, например, осциллятором). Поток газа 5-20 м³/ч (например, аргон, азот) или газовая смесь (например,воздух), подаваемый тангенциально в зазор между электродами по каналу, образо113 4

ванному изолятором 26, завнхряется завихрителем 24 и подается в зону горения дуги постоянного тока, где ионизируется электрическим разрядом, образуя стабилизирующий плазменный поток, направленный на шихту. Сигнал, пропорциональный величине текущего значения активного сопротивления плазменного потока, с выхода блока 9 поступает в блок 13, где сравнивается с заданным в соответствии с программой. Сигнал рассогласования с выхода блока 13 усиливается усилителем 14 и передается исполнительному механизму 15, который ^перемещает вспомогательный электрод 16, устанавливая режим плазменного потока в соответствии с программой. При подаче напряжения переменного тока на электроды фаз и перемещения их по направлению к шихте происходит зажигание дуги переменного тока без соприкосновения с шихтой за счет наличия электропроводной струи ионизированного потока. Ввиду различной электроэмис- . сионноп способности материалов электродов и расплава в печи, а также условий охлаждения катодного пятна дуги появляется постоянная составляющая в напряжении дуг, которая в зависимости от условий горения дуги изменяется в процессе плавки. Поэтому для обеспечения рациональных параметров плазменного потока в процессе плавки величину активного сопротивления плазменного потока поддерживают в соответствии с изменениями постоянной составляющей. Это достигается умножением в блоке 12 сигнала, пропорционального величине постоянной составляющей в напряжении дуг, и сигнала задания активного сопротивления плазменного потока. При этом величина задания активного сопротивления плазменного потока адаптивно изменяется в зависимости от изменения условий горения дуги. При отсутствии постоянной составляющей операции умножения ее сигнал задания активного сопротивления плазменного потока исключается. Режим горенья дуг переменного тока обеспечивается в соответствии с программой регулятором 6. За счет наличия электропроводной струи плазменного потока дуга переменного тока горит стабильнее, происходит

5

1184113

6

увеличение ее длины и объема, в результате теплоотдача от дуг к шихте увеличивается.

Проплавление колодцев ведут на длинных дугах и максимуме облученности футеровки, что обеспечивает образование общего колодца большого диаметра.

После проплавления колодца электроэнергия в соответствии с программой вводится при обеспечении максимума активной мощности дуги. При этом уменьшается напряжение питания вспомогательного электрода до 300-500 В, а расход газа до 210 м³/ч и устанавливается в зависимости от технологии Плавки с учетом тепловой нагрузки на футеровку.

При горении дуг на жидкий металл и действии ограничения по температуре футеровки уменьшается напряжение питания вспомогательного электрода до 200-400 В, а расход газа до 15 м³/ч, и изменением тока дуги заглубляются в жидкую ванну,снижая тем самым интенсивность облучения футеровки до минимально возможных пределов , обеспечивая при этом максимум нагрева металла.

С целью снижения расхода электродов электрод фазы выполнен комбинированным с охлаждаемой верхней

5 частью. Вспомогательный электрод 16 установлен внутри электрода фазы 8 и изолирован от него диэлектрическим изолятором 22.

Крепление охлаждаемого и графити10 рованного электродов выполняется в виде клинового эксцентрикового узла зажима с устройством подачи регулируемого потока газа.

Предлагаемое устройство позволя15 ет управлять степенью ионизации, а соответственно, и электропроводностью зоны горения дуг, что в свою очередь обеспечивает изменение длины дуги при-неизменной мощности, вво20 димой в печь.

В период расплавления шихты

вследствие увеличения длины дуг и повышения их стабильности более эффективно вводится электроэнергия в

25 печь. При этом существенно повышается вводимая полезная мощность, снижа ются изменения нагрузки фаз, обвалы шихты и время расплавления.. Все это приводит к повышению эксплуатацион30 ных характеристик печи й ее производительности .

1184113

Фиг. 2

Claims

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ с полыми фазными электродами, в полости каждого из которых соосно ему и электроизолированно от него установлен вспомогательный электрод, содержащее блок измерения электрических параметров, выход которого через блок определения стадий плавления шихты связан

с программным блоком, один из выходов которого соединен с переключателем ступеней напряжения печного трансформатора, а второй - с первым входом регулятора мощности, подключенного вторым входом к выходу блока измерения электрических параметров, а выходом - к управляющим входам исполнительных механизмов перемещения фазных электродов, причем каждый вспомогательный электрод соединен с одним из полюсов источника его питания, другой полюс которого подключен к фазному электроду, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности печи, каждый вспомогательный электрод снабжен механизмом его перемещения вдоль оси фазного электрода, управляющий вход которого через усилитель соединен с выходом блока сравнения, к первому входу которого подключен выход блока выделения текущего значения активного сопротивления плазменного потока, соединенного входом с выходом блока измерения электрических параметров, к второму входу блока сравнения подключен выход блока умножения,первый вход которого через блок выделения текущего значения постоянной составляющей напряжения дуги соединен с выходом блока измерения электрических параметров, а второй вход через блок задания активного сопротивления плазменного потока соединен с выходом программного блока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком газораспределения, управляющий вход которого соединен с программным блоком и источниками питания вспомогательных электродов, а выход - с вспомогательными электродами .

а

1 1