SU1271890A1 - Устройство дл ведени плавки в дуговой электропечи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  ведени  плавки в дуговых электропечах. Цель изобретени  интенсификаци  процесса плавки и снижение энергетических затрат. Устройство содержит блок 1 измерени  электрических параметров, программный блок 2 управлени , блок 3 определени  стадии плавлени , блок 4 вычислени  коэффициентов мощности каждой Лазы, переключатель 5 ступеней напр жени  печного трансформатора, автоматический регул тор 6 электрического режи§ ма, исполнительные механизмы 7 перемещени  электродов 8, генератор 9 (Л инфранизких частот, датчик 10 температуры охлаждающей воды. Интенсификаци  процесса плавки и снижение энергетических затрат достигаютс  введением в устройство генератора инфранизких частот. 1 ил. SD ааЛ. эо

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии и может быть использован дл  ведени  плавки в дуговых электропечах .

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса плавки и снижение энергетических затрат.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  осуществлени  способа ведени  плавки.

Устройство содержит блок 1 измерени  электрических параметров, програмньй блок 2 управлени , блок 3 определени  стадии плавлени , блок..4 вычислени  коэффициентов мощности каждой фазы, переключатель 5 ступеней напр жени  печного трансформатора , автоматический регул тор 6 электрического режима, исполнительные механизмы 7 перемещени  электродов 8, генератор 9 инфранизких частот и датчик 10 температуры охлаждени  воды.

Устройство работает следующим образом,

С момента включени  печи электрические сигналы (токов дуг, напр жени дуг, первых производных токов дуг по времени и т.д.) с выхода блока.1 измерени  электрических параметров поступают на входы программного блока 2 управлени , блока 3 определени  стадии плавлени , блока 4 вычислени  коэффициентов мощности и автоматического регул тора 6 электрического режима. В блоке 3 определени  стадии плавлени  осуществл етс  распознавание текущего периода плавки, после чего на вход программного блока 2 управлени  подаетс  сигнал, согласно которому выбираетс  требуема  программа управлени  электротехнологическим режимом. Текущее значение коэффициентов мощности каждой фазы контролируетс  при помощи блока 4 вычислени  коэффициентов мощности. Программный блок 2 управлени  в соответствии с выбранной программой обеспечивает задание автоматическо1 1у регул тору 6 электрического, режима на поддержание требуемого уровн  мощности , вводимой в печь.

В момент образовани  в,печи ванны жидкого металла, определенный с помощью блока 3 определени  стадии плавлени , в программном блоке 2 управлени  вырабатываетс  сигнал, который запускает генератор 9 инфранизкой частоты и, в зависимости от

требуемого режима, управл ет частото и амплитудой его колебаний. С выхода генератора 9 инфранизких частот трехфазный сигнал поступает на вход автоматического регул тора электрического режима, который вырабатывает сигналы на соответствующие перемещени  электродов дл  осуществлени  требуемых колебаний длин дуг. Если в процессе работы печной установки температура охлаждающей воды на выходе водоохлаждаемых элементов приближаетс  к максимально допустимой величине, программньй блок 2 управлени  ограничивает размах колебаний длин дуг с целью снижени  излучени  на стены и свод печи.

Дл  каждого состо ни  дуги существует определенное равенство между величиной аксиального давлени  столба дуги и величиной гидростатического давлени  столба металла и шлака, определ ющее глубину мениска дуги в расплаве.

Периодические, сдвинутые во времени на 120 колебани  длин дуг фаз вызывают соответствующие изменени  глубины менисков дуг в расплаве. В результате на поверхности жидкой ванны в печи образуетс  волна, движуща с  в направлении следовани  фазы колебаний. Это способствует повышению интенсивности конвективного теплообмена в шлаке и металле, убыстрению протекани  в них химических реакций.

Поскольку три электрода в печи расположены симметрично, фазовый сдвиг колебаний дуг в 120° выбран, как наиболее оптимальный дл  создани  движени  металла в направлении движени  волны. Этот процесс аналогичен процессу создани  вращающегос  магнитного потока в электродвигателе при трехфазном токе.

Частота колебаний длин дуг лежит в пределах 0,1-1,0 Гц и выбираетс  с учетом характеристик системы управлени  положением электродов и состо ни  расплава по возможности близкой к собственной резонансной частоте ванны металла в данной печи. Выбранный диапазон частот колебаний длин дуг 0,1-1 Гц соответствует диапазону частот колебаний жидкого металла в печи под действием электродинамических сил дл  всех типов современных дуговых электропечей. 3 Организаци  энергетических режимов дуговых электропечей построена на основе трех максимумов : максимум коэффициента облученности R , мак симум активной мощности дуг Р , макси коэффициента интенсивности нагрева м талла Н. Энергетический режим работы дуго вой сталеплавильной печи выбираетс  на основании рабочей электрической характеристики печи. Дл  каждой конкретной конструкции печи есть сво  рабоча  электрическа  характеристика. Коэффициент облучен .ности рассчитываетс  по формуле R. У где Р - мощность дуги; и - напр жение дуги; а - рассто ние от средины столба дуги до ближайшей точки стенки печи. Коэффициент интенсивности нагрева металла рассчитываетс  по формуле Н Р О мо о где Рр - мощность дуги; 1д - ток дуги. Электрические характеристики и энергетические параметры печи стро  тс  на одном графике дл  каждой ступени напр жени  печного трансфо матора. На основании полученного сводного графика и выбираетс  энер гетический режим работы печи. Так, дл  печи ДСП-ЮОНЗА, максимум коэф фициента облученности соответствуе коэффициенту мощности печи пор дка Cos 4 0,75, а максимум коэффициента интенсивности нагрева металла соответствует коэффициенту мощност передачи пор дка Cos Ч 0,6. При этом при Cos 4 0,75 имеет место длинна  дуга, обладающа  высокой интенсизностью излучени  лучистой энергии, что способствует лучшему прогреву периферийньк зон ванны печи, а при Cos Ч 0,6 образуетс  коротка , заглубленна  в ванну дуг что способствует лучшему нагреву металла непосредственно под дугой. В св зи с этим амплитуда колебаний длин дуг, дл  соответствующего периода плавки, выбираетс  из усло вий максимальной интенсивности наг 8904 рева металла (минимальна  длина дуги) и максимальной облученности ( максимальна  длина дуги). Изменени  дуги (от Cos 4 0,75 до Cos 4 0,6) с частотой, равной собственной частоте ванны жидкого металла, способствует лучшему прогреву всего металла, а возникающа  при этом волна способствует перемешиванию металла в печи. Это позвол ет получить большую скорость нагрева металла и шлака, как под дугой, при ее заглублении, так и в периферийных зонах печи за счет интенсивного излучени  длинных дуг, при этом учитываютс  ограничени  максимальной амплитуды дуги, св занные с ограничени ми допустимой температуры охлаждающей воды на выходе водоохлаждаемых элементов стен и свода печи. Температура воды на выходе водоохлаждаемых панелей печи не должна превышать 60-65 С при нормальном давлении , что обусловлено интенсификацией при данной температуре процесса накипеобразовани  и ухудшением условий охлаждени . Дл  в программе управлени  электрическим режимом печи предусмотрено ограничение амплитуды колебаний длин дуг до величины меньшей, чем при максимуме Rp, или переход на пониженную ступень напр жени  печного трансформатора , чтобы снизить поток лучистой энергии, падающей на футеровку печи. Таким образом, дл  реализации предлагаемого способа амплитуда длин дуг, например, задаетс  по величине напр жени  дуги и контролируетс  по величине текущего значени  коэффициента мощности печи с учетом температуры воды на выходе водоохлаждаемых элементов печи. Максимальные линейные размеры перемещений электродов определ ютс  пределами изменени  длины дуги, что, например, дл  печи ДСП-ЮОНЗА составл ет пор дка 150 мм при работе на 19-й ступени печного трансформатора. Применение предлагаемого устройства позвол ет значительно снизить градиент температур в расплаве и расход энергии на плавку, повысить интенсивность металлургических процессов в печи, что обеспечивает значительный народнохоз йственный экономический эффект.

5 12718906

Claims (1)

1. Формула изобретени лаждающей воды, отличающеУстройство дл  ведени  плавки в.е с   тем, что/ с целью интенсифидуговой электропечи, содержащее блоккации процесса плавки и снижеиэмерени  электрических параметров,ни  энергетических затрат, оно снабжепрограммный блок управлени , блок5 но генератором инфранизких частот, выопределени  стадии плавлени , блокход которого св зан с входом автомативычислени  коэффициентов мощности,ческого регул тора электрического режипереключатель ступеней напр жени ,ма, а вход подключен к выходу програмпечного трансформатора, автоматичес-много блока управлени , при этом прогкий регул тор электрического режима, раммный блок управлени  снабжен входом,

   исполнительные механизмы перемещени соединенным с датчиком температуры

   электродов и датчик температуры ох-охлаждающей воды.