SU1266875A1 - Method for controlling electrical parameters of electric arc steel melting furnace - Google Patents

Method for controlling electrical parameters of electric arc steel melting furnace Download PDF

Info

Publication number
SU1266875A1
SU1266875A1 SU853894863A SU3894863A SU1266875A1 SU 1266875 A1 SU1266875 A1 SU 1266875A1 SU 853894863 A SU853894863 A SU 853894863A SU 3894863 A SU3894863 A SU 3894863A SU 1266875 A1 SU1266875 A1 SU 1266875A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrode
arc
electrodes
oscillations
electric arc
Prior art date
Application number
SU853894863A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Андреевич Фомин
Владимир Константинович Буторин
Иван Иванович Чухов
Михаил Борисович Оржех
Александр Евдокимович Кошелев
Игорь Иосифович Ливерц
Олег Иванович Уланов
Original Assignee
Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина
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 Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина filed Critical Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина
Priority to SU853894863A priority Critical patent/SU1266875A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1266875A1 publication Critical patent/SU1266875A1/en

Links

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
    • Y02P10/20Recycling
    • 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)

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговых электропечах. Цель изобретени  состоит в повышении про- изводительности дуговой печи и сни- : жени  удельного расхода электродов и достигаетс  благодар  кратковре- менным вертикальным перемещени м электродов при устойчивом увеличении размаха электромеханических колеба НИИ электрода дуговой печи, работа ющей в режиме ограничени  максималь- ной нагрузки в заданные интервалы времени. Гашение колебашш в период плавлени  колодцев производитс  крат с о ковременным увеличением длины дуги на , а в период жидкой ванны - (Л уменьшением длины дуги на 15-20%. 1 ил.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to steelmaking in electric arc furnaces. The purpose of the invention is to increase the productivity of the arc furnace and reduce the specific consumption of electrodes and is achieved by short-term vertical displacements of the electrodes with a steady increase in the range of electromechanical oscillations of the research institute of the electrode of the arc furnace operating in the set maximum load limit time intervals. The damping of oscillations during the period of the melting of wells is made with a reduction of the length of the arc by, and during the period of the liquid bath - (L by decreasing the length of the arc by 15-20%. 1 Il.

Description

ьсys

0505

аbut

0000

-vl-vl

ел Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к..выплавке стали в дуговых электросталеплавиль ных печах. Цель изобретени  повышение прО изводительности дуговой печи, сниже ние расхода электродов Изменение длины дуги посредством вертикальных перемещений электродов позвол ет гасить околорезонансные электромеханические колебани  элект- ррдов. Причиной возникновени  элект ромеханических автоколебаний, сог-ласно современным представлени м о процессе электродуговой плавки,  в- л етс  взаимодействие р да факторов (магнитное выдувание электрической дуги, электродинамические силы, ге- ометри  системы кратер электрод и др,). Их воздействие на электроды и шихту может возбуждать биени  и резонансные  влени , поскольку собственные частотные характеристики электрода и пшхты. с течением плавки измен ютс . Хот  сочетание факторов возбуждающих околорезонансный режим возникает случайно, наличие KpynHO j кусковой шихты при малых мощност х электропотреблени  (в услови х ее ог раничени ) способствуют сохранению этого сочетани  в течение длительно го времени (до нескольких минут), особенно сложившейс  геометрии сие™ темы кратер электрод, и устойчивом поддержанию околорезомансного элект ромеханического режима. Это увеличи™ вает риск поломки электрода как вследствие усталостных  влений, так и вследствие резкого массового обвала шихты-вместо ее постепенного осаж дени  при отсутствии электромеханических воздействий. Кроме того, око лорезонансные режимы (как и поломки электродов) сопровождаютс  обратными воздействи ми на питающую электро- сеть, ухудшающими режим ее работы. Следовательно, при управлении элект- рическим режимом дуговой печи, особенно при ограничении максимума потребл емой электрической мощности, весьма существенно своевременно вы вл ть возникновение околорезонанс- ных электромеханических режимов (например , путем регистрации и анализа составл ющих вибрации электродов) и своевременно предпринимать управл ющие воздействи  по их подавлению. Околорезонансные электромеханические 1 5 колебани  электродов наиболее просто устран ютс  пйсредством изменени  длины дуги на 15-20% с помощью кратковременного вертикального перемещени  электродов. При меньших переме- . щени х возможно сохранение режима околорезонансных колебаний электродов и существует риск их поломок. Направление перемещени  электродов (вверх или вниз) дл  устранени  колебаний определ етс  стадией периода плавлени . Так в период про- . плавлени  колодцев обычно работают на коротких дугах с максимальной мощностью . Дополнительное уменьшение длины дуги даже кратковременно опасно из-за возможной перегрузки питающего трансформатора и подвод щей си-, ловой электросети Поэтому в период плавлени  колодцев йеобходимо гасить возникшие колебани  путем увеличени  длины дуги, но не более чем на 20% из-за возможного обрьша дуги. Если околорезонанснЬ1е колебани  электродов возникли при горении дуги в проплавленном колодце в стадии жидка  ванна, когда работают обычно на длинных дугах, то необходимо гасить коле- бани  электродов путем уменьшени  длины дуги на 15-20%. В эту стадию у электропечнрй установки имеютс  резервы мощности и поэтому кратковременное увеличение мощности не опасно . Таким образом, кратковременное вертикальное перемещение электродов нарушает сочетание факторов, при iga- тором возникает и поддерживаетс  колебательный режим, из-за изменений геометрии системы кратер - электрод, и может примен тьс  как одно из средств экономии электродов, снижени  простоев дуговой печи из-за их поломки, подавлени  негативных эффектов обратного вли ни  электромеханических процессов, сопровождающих эле ктродуговую плавку, на режим работы питающей электросети. На чертеже представлен график распределени  времени от начала плавки до поломки электрода. Указанные электромеханические  влени  и их последстви  подтверждают- с  фактическими данными дл  100-тонной дуговой печи с трансформатором номинальной мощности 60 МВА, В массиве плавок № 1 зарегистрировано 137 поломок электродов фазы, в массиве № 2-43. Распределение моментов поломок электродов фаз в обоих массивах пЬказывает, чтонаблюдаютс  две области сгущени , охватьшающие свьше 90% всех поломок. Первое cryщение по времени соответствует заглулению электрода на глубину пор дка его диаметра, когда массовый обвал шихты маловеро тен. Основной и притом непосредственной пррчиной поломо этой группы  вл ютс  электродинамические силы. Второе сгущение соответствует периоду осаждени  шихты, и нар ду с электродинамическими силами причиной поломок этой группы может быть также обвал. Однако, в этом случае электродинамические силы оказьг вают опосредованное вли ние, усилива  интенсивность обвала и тем самым риск поломки электрода, Цри их отсут ствии более веро тны постепенный обвал , или осаждение шихты, не всегда привод щие к поломкам электрода. Геометри  разлома электродов в подавл ющем большинстве случаев имеет ха- рактерный вид и сообразуетс  с направлением пол ризации электромеханических колебаний. Приведенные факты подтверждают, 1то важнейшей непосредственной или опосредованной причиной поломки электродов  вл ютс  электродинамические силы.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular, to steelmaking in electric arc furnaces. The purpose of the invention is to increase the output of the arc furnace, reduce the consumption of electrodes. Changing the arc length by means of vertical displacements of the electrodes allows one to quench the near-resonant electromechanical oscillations of the electrodes. The reason for the emergence of electromechanical self-oscillations, according to modern concepts of the electric arc melting process, is the interaction of a number of factors (magnetic arc blowing, electrodynamic forces, geometry of the crater electrode system, etc.). Their impact on the electrodes and the charge can excite beats and resonance phenomena, since the intrinsic frequency characteristics of the electrode and the electrical component. over the course of the heat change. Although a combination of factors that excite the near-resonance mode arises by chance, the presence of KpynHO j lumpy charge at low power consumption (under conditions of its restriction) contributes to the preservation of this combination for a long time (up to several minutes), especially the current geometry of this topic crater electrode , and the sustainable maintenance of near-electrical electromechanical regime. This increases the risk of electrode breakage, both as a result of fatigue effects, and as a result of a massive mass collapse of the charge — instead of its gradual deposition in the absence of electromechanical effects. In addition, near-resonance modes (as well as electrode breakdowns) are accompanied by reverse effects on the power supply network, worsening its mode of operation. Therefore, when controlling the electric mode of an arc furnace, especially when limiting the maximum electric power consumed, it is very important to detect the emergence of near-resonant electromechanical modes (for example, by recording and analyzing the components of the vibration of electrodes) and to take timely control actions to suppress them. Near-resonance electromechanical electrodes oscillations of the electrodes are most easily eliminated by changing the arc length by 15–20% by short-term vertical displacement of the electrodes. For smaller movements. It is possible to save the mode of near-resonance oscillations of the electrodes and there is a risk of their breakdowns. The direction of movement of the electrodes (up or down) to eliminate oscillations is determined by the stage of the melting period. So in the period of pro-. melting wells typically operate on short arcs with maximum power. An additional reduction in the arc length is even briefly dangerous due to the possible overload of the supply transformer and the supply power grid. Therefore, during the period of manhole melting, it is necessary to dampen the oscillations by increasing the arc length, but not more than 20% due to the possible arc collapse. If near-resonant electrode oscillations occurred during arc burning in a melted well in the liquid bath stage, when they usually work on long arcs, it is necessary to damp the electrode oscillations by reducing the arc length by 15–20%. At this stage, the power plant has power reserves and therefore a short-term increase in power is not dangerous. Thus, short-term vertical movement of the electrodes violates a combination of factors, an oscillating mode arises and is maintained by the bigger, due to changes in the geometry of the crater-electrode system, and can be used as one of the means of saving the electrodes, reducing downtime of the arc furnace breakdowns, suppression of negative effects of reverse effects of electromechanical processes accompanying electric arc melting on the operation mode of the power supply network. The drawing shows a graph of the time distribution from the start of melting to electrode breakage. The indicated electromechanical phenomena and their consequences confirm with actual data for a 100-ton arc furnace with a transformer of 60 MVA rated power. 137 phase electrode breakdowns were recorded in heap array No. 1, in array No. 2-43. The distribution of the moments of breakdowns of the electrodes of the phases in both arrays implies that two areas of thickening are observed, covering over 90% of all failures. The first time indication corresponds to the electrode beating to a depth of the order of its diameter, when the mass collapse of the charge is low. The main and, moreover, direct principle of the breakdown of this group are electrodynamic forces. The second condensation corresponds to the period of deposition of the charge, and, together with electrodynamic forces, the collapse can also be the cause of breakdowns of this group. However, in this case, the electrodynamic forces have an indirect effect, increasing the intensity of the collapse and thus the risk of electrode breakage, if they are not likely, a gradual collapse, or deposition of the charge, which does not always lead to electrode breakage. In the overwhelming majority of cases, the geometry of the electrode breakage has a characteristic appearance and is consistent with the direction of polarization of electromechanical oscillations. These facts confirm that the most important direct or indirect cause of electrode breakage is electrodynamic forces.

Дл  экспериментального изучени  вибрационного поведени  электродов проведена сери  измерений соответ- ственно ГОСТ 15094-69 и 9899-79 с . -применением виброизмерительного датчика ВВА-2/МЦОЗ, усилител -преобразовател  типа Спектр, вторичного прибора КСУ-2М. Датчик устанавливает с  выше свода печи на электрододержателе , поскольку измерени  такого рода непосредственно в кратере не представл ютс  возможными. Получена сери  диаграмм (скорость движени  диаграммной ленты 180 мм/ч), с поломкой электрода и без поломок. Во всех случа х перед поломкой электрода регистрировались устойчиво увеличенные в 2-2,5 раза колебани  выходного сигнала с частотой 2-5 Гц, возникающие за 3-6 мин и длились вплоть до поломки. Длительность и характер возникающего режима вполне достаточны дл .его распознавани  и реализации управл ющих воздействий как при автоматическом, так и приручном управлении плавкой. Действительный размах вибросмещений нижней части электрода превьш1ает измеренный на электродержателе по меньшей мере на пор док, а её состо ние приближаетс  к пластическому, и наблюдаема  длительность усиленных электродинамических воздействий достаточна дл  по влени  и развити  усталостных  влений в материале электрода, ведущих к его разрушению.To experimentally study the vibration behavior of the electrodes, a series of measurements were carried out, respectively, GOST 15094-69 and 9899-79 s. - using a VBA-2 / MCHEP vibration measuring sensor, a Spectrum type converter converter, a KSU-2M secondary device. The sensor installs from above the furnace arch on the electrode holder, since measurements of this kind directly in the crater are not possible. A series of diagrams was obtained (the movement speed of the diagram tape was 180 mm / h), with electrode breakage and without breakage. In all cases, before the breakdown of the electrode, oscillations of the output signal with a frequency of 2–5 Hz were recorded, which steadily increased 2–2.5 times, occurring within 3–6 min, and lasted up to the breakdown. The duration and nature of the emerging mode is quite sufficient for its recognition and realization of control actions in the case of automatic and manual control of melting. The actual range of vibrations of the lower part of the electrode exceeds that measured at the electrode holder by at least an order of magnitude, and its state approaches the plastic one, and the observed duration of the amplified electrodynamic effects is sufficient for the appearance and development of fatigue effects in the electrode material leading to its destruction.

Экспериментальна  иллюстраци  наиболее просто реализуемого воздействи  по подавлению электродинамических сил - изменение геометрических характеристик системы кратер - электрод вертикальным перемещением электрода . Устойчиво увелнчениьй размах колебаний регистрир пот несколько раз например на 20 и 97 мин, В первом из указанных случаев размах уменьшшс  после кратковременного подъема электрода (длина дуги увеличиваетс  на 20%), во втором - кратковременным опусканием электрода (длина дуги уменьшаетс  на 20%)(,An experimental illustration of the simplest effect on the suppression of electrodynamic forces is the change in the geometric characteristics of the crater-electrode system by the vertical movement of the electrode. Steadily increasing the oscillation sweep registered the sweat several times, for example, by 20 and 97 minutes. In the first of these cases, the span is reduced after a brief rise of the electrode (the arc length is increased by 20%), in the second - by a short fall of the electrode (arc length decreases by 20%) ( ,

Таким образом, предлагаемьп4 способ позвол ет достичь поставленных целей по повьшен1по производительности дуговой печи и снижени  удельного расхода электродов на 20% за счет предотвращени  их поломок, а также снизить негативное обратное .вли ние электромеханических процессов в дуговой печи на режим работы питающей силовой электросети.Thus, the proposed method allows to achieve the goals set for improving the performance of the arc furnace and reducing the specific consumption of electrodes by 20% by preventing their breakdowns, as well as reducing the negative reverse effect of electromechanical processes in the arc furnace on the operation mode of the power supply mains.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ управлени  электрическим режимом дуговой электросталёплавиль- ной печи, включающий уменьшение активной мощности печи при наличии электромеханических колебаний электрода в заданные интервалы времени путем изменени  тока и(или) напр жени  отличающийс  тем, что, с целью снижени  расхода электродов и повышени  производительности печи при возбу эдении устойчиво увеличенных электромеханических колебаний электрода , кратковременно измен ют длину дуги вертикальным перемещением электрода , при этом длину дуги увеличивают на 15-20% в процессе прохождени  колодцев и уменьшают на 15-20% в пройденном колодце.The method of controlling the electric mode of an electric arc furnace, including reducing the active power of the furnace in the presence of electromechanical oscillations of the electrode at specified intervals by changing the current and / or voltage, in order to reduce the consumption of the electrodes and increase the performance of the furnace during the excitation of stably increased electromechanical oscillations of the electrode, briefly change the length of the arc by vertical movement of the electrode, while the length of the arc increases by 15-20% in the process of passing the wells and reduced by 15-20% in the well passed. Мл-до поломок t штMl-up t breaks
SU853894863A 1985-05-12 1985-05-12 Method for controlling electrical parameters of electric arc steel melting furnace SU1266875A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853894863A SU1266875A1 (en) 1985-05-12 1985-05-12 Method for controlling electrical parameters of electric arc steel melting furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853894863A SU1266875A1 (en) 1985-05-12 1985-05-12 Method for controlling electrical parameters of electric arc steel melting furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1266875A1 true SU1266875A1 (en) 1986-10-30

Family

ID=21177025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853894863A SU1266875A1 (en) 1985-05-12 1985-05-12 Method for controlling electrical parameters of electric arc steel melting furnace

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1266875A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Окороков Н. В. Электрические печи черной металлургии. Мс; Металлур ги , 1956, с. 60-66. Jron and Steel, 1956, V. 38, № 6, p. 272-278. Авторское свидетельство СССР № 779404, кл. С 21 С 5/32, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9949322B2 (en) Method for operating an electric arc furnace and melting plant having an electric arc furnace operated according to said method
US6573691B2 (en) Control system and method for voltage stabilization in electric power system
US9370053B2 (en) Method for controlling a melt process in an arc furnace and signal processing component, program code and data medium for performing said method
BRPI0616190A2 (en) control system for an electric arc furnace
BRPI0613414A2 (en) method for determining at least one variable state of an electric arc furnace, and electric arc furnace
US20120152057A1 (en) Electric arc melting facility and method for producing molten metal by using the electric arc melting facility
US20130092660A1 (en) Electric-discharge machining control device
SU1266875A1 (en) Method for controlling electrical parameters of electric arc steel melting furnace
US20140301423A1 (en) Method for operating arc furnace
RU2606672C2 (en) Method of reducing flicker in electric arc furnaces and device for its implementation
CN107614996B (en) Flickering control to electric arc furnaces
CA2513238A1 (en) Method for a computer-based process control in a fragmentation apparatus
KR20190131565A (en) Mitigation of open arc conditions based on measured values
US10034333B2 (en) Method for operating an arc furnace and smelting system having an arc furnace operated according to the method
SU1066045A1 (en) Process for inspecting internal conditions of self-roasting electrode of phosphoric furnace
SU1582365A1 (en) Method of controlling melting of white manufactured corundum in electric arc furnace
SU1365375A1 (en) Arrangement for furnace power regulator
RU2150643C1 (en) Method of determination of stages of charge melting in electric arc steel melting furnace
SU924924A1 (en) Device for control of electric mode of three-phase electric arc furnace electric mode
KR100423514B1 (en) Method for controling the presure change by charging the charging material into the blast furnace
SU439537A1 (en) The method of smelting alloys in ore-smelting electric furnaces
JP2000048949A (en) Electrode control system for arc furnace
SU1310942A1 (en) Method of protection of welding transformer
SU851798A1 (en) Method of control of electric arc furnace electric mode
Kuhn Two Circle model for EAF trouble shooting and optimisation