SU1582365A1 - Способ управлени плавкой белого электрокорунда в электродуговой печи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии производства электрокорунда, в частности к способам управлени  плавкой белого электрокорунда в электродуговой печи. Целью изобретени   вл етс  снижение удельного расхода электроэнергии при плавке на шихте из р дового и глубокопрокаленного глинозема. Это достигаетс  тем, что предварительно устанавливают зависимость между отношением п той гармоники тока электродов к первой J 5/J 1 и содержанием α-фазы в шихте, по которой определ ют диапазон величин отношений J 5/J 1, соответствующих содержанию α-фазы 70 - 80%. Измер ют фактические значени  отношений J 5/J 1 в процессе плавки, а также отношений третьей гармоники к первой J 1/J 1 и осуществл ют корректировку электрического режима печи. При этом, если текущее значение J 5/J 1 меньше значений J 5/J 1, соответствующих содержанию α-фазы 70 - 80%, то корректируют электрический режим в сторону уменьшени  J 3/J 1 на 40 - 50% от измеренного, а при значении J 5/J 1, больше значений J 5/J 1 , соответствующих содержанию α-фазы 70 - 80%, корректируют электрический режим в сторону увеличени  (J 3/J 1) на ту же величину. 2 ил.

Description

пеней напр жени  при отклонении регулируемого параметра, анализатор 8 гармоник тока, блок 10 сравнени  фактического и заданного отношений третьей гармоники тока к первой, блок 9 определени  фактической величи ны /-фазы, блок 11 сравнени  фактического и оптимального значений /- фазы, усилитель 12, соединенный с загрузочным устройством, датчик 13 износа футеровки (измерение толщины гарнисажа) и блок 14 сравнени , выход которого соединен с регул тором электрического режима.

Выполнение устройства не вызывает (затруднений, так как в качестве регу- |п тора электрического режима можно использовать известные регул торы и устройство дл  анализа гармоник.

В качестве датчика износа футеровки (измерени  толщины гарнисажа) можно использовать датчик температуры футеровки и сливаемого расплава, например , как в известном устройстве.

Оптимальным содержанием «/-фазы в Ьихте дггн электроплавки белого корунда  вл етс  70-80% При содержании

« -фазы в шихте менее 70% существенно1 возрастает врем  плавки, что обуслав- Кивает повышение удельного расхода электроэнергии; при содержании зы в шихте более 80% резко возрастает расход электроэнергии на поддержание высокой температуры всего расплава & печи, что св зано с изменением распределени  электроэнергии между элект- Ьической дугой и расплавом.

В св зи с тем, что содержание фазы в р довом глиноземе колеблетс  от 20 до 42%, а в глубокопрокаленном- От 60 до 80%, получение шихты с оптимальным содержанием оА-фазы затруднено , так как продолжительность процесса плавки белого электрокорунда соизмерима с временем анализа содержани  - У-фазы в шихте. Поэтому электрический режим плавки, который устанавливают исход  из оптимального содержани  Ј- фазы (обычно из расчета W-фазы) в шихте путем регулировки ступеней напр жени  печного трансформатора и перемещением электродов, не  вл етс  оптимальным дл  фактического содержани  о(-фазы в шихте конкретной плавки

Установлено, что между отношением п той гармоники (Ig) тока электродов К первой (I .) при фиксированном напр жении плавки и содержанием

5

5

0

5

зы в шихте дл  каждой печи существует хорошо коррелируема  и воспроизводима  взаимосв зь. Это позвол ет спуст  20-30 мин после начала плавки оценить фактическое содержание /- фазы в шихте и привести электрический режим плавки к оптимальному дл  этого фактического содержани  о -фазы. При этом если содержание -фазы в шихте составл ет менее 70/2, то корректировку электрического режима плавки производ т переключением ступеней напр жени  печного трансформатора и/или перемещением электродов в сторону уменьшени  отношени  третьей гармоники (ip тока к первой1 (I,) на 40-50% от текущего.

Если содержание о -фазы в шихте составл ет более 80%, то Корректировку электрического режима плавки производ т в сторону увеличени  отношени  Iэ/1 на ту же величину.

Предельное изменение величины отношени  Ij/I B обоих случа х обусловлено допустимой мерой асимметрии нагрузок электродов.

Пример. Процесс плавки белого электрокорунда ведут в электропечи мощностью 6,5 МВт. Уставки регул тору электрического режима задают: ток электрода 1Э в 8,5 кА; напр жение U 218 В (п та  ступень напр жени  печного трансформатора). В печь загружают глубокопрокаленный глинозем. При отклонении электрического режима регулирование его происходит по известному способу, т.е. в первую очередь выдаетс  сигнал F7 в переключатель 4 на переключение ступени напр - жени , если допускаетс  переключение ступеней напр жени  под нагрузкой. Если это регулирующее воздействие осуществить нельз , то регул тор 6 выдает сигнал F2 на перемещение электрода в сторону восстановлени  заданного режима. Одновременно от трансформатора 5 тока (или по са Роговского) в анализатор 8 гармоник поступает сигнал, пропорциональный току электрода . После соответствующей обработки на входе анализатора 8 по вл ютс  два сигнала, пропорциональные величине отношени  третьей и п той гармоник к первой, т.е. , и I5/I, . Пусть 14/1, « 2,8%, a IS/I, 3,9%. По графику (фиг.2) зависимости отношени  п той гармоники к первой от о(-фазы в расплаве определ ют величину of515

фазы, котора  равна 81%. На основании исследований установлено, что дл  такого содержани  с/-фазы в расплаве оптимальным электрическим режимом  вл етс  следующий: номер ступени печного трансформатора - втора  (напр жение U 265 В); ток электрода

6%.

1Э 12 кА.

Сравнива  его с предварительно заданным в начале плавки режимом (U 218 В - п та  ступень напр жени  ; 1Э 8,5 кА), видим, что режим плавки не  вл етс  оптимальным, поэтому необходимо переключить ступень напр жени  печного трансформатора на вторую ступень, а ток электрода задать I э 12 кА.

Регул тор электрического режима выдает соответствующие сигналы F7 на переключатель 4 ступеней напр жени  F в блок 1 перемещени  электродов„ На вход анализатора 8 гармоник поступают сигналы, пропорциональные величинам третьей и п той гармоник, а на выходе анализатора 8 - сигналы , пропорциональные отношению этих гармоник к первой. Значени  их стали соответственно I5(L 7% и I,,/,

В блоке 10 сравнени  фактическа  величина отношени  третьей гармоники к первой (6%) сравниваетс  с предельно допустимым значением, которое дл  заданного электрического режима должно быть Ij/I, 5%. Отношение третьей гармоники к первой показывает степень асимметрии нагрузки, и так как фактическа  величина 13/1. больше допустимого значени , то выравнивают нагрузку на электродах путем изменени  глубины их погружени  в ванну, причем так как кажда  фаза вли ет на нагрузку соседней фазы,

то перемещение электрода осуществл ют, 45 в регул тор 6 поступает задание на

начина  с второго электрода и т.д. до тех пор, пока на выходе блока 10 не исчезнет сигнал 413/1.,, т.е. когда Т 3/1,, 1э/11Лвп . В блоке II сравниваетс  фактическое значение содержани  1 -фазы в расплаве, определенное в блоке 9, с оптимальными : значени ми. В данном примере величины содержани  о -фазы: фактическа  81%;

номер ступени и ток электрода (1Э)

3. измер етс  величина гармониче ких составл ющих тока (по с Рогове- кого;)

50 4. определ етс  отношение третье и п той гармоник тока к первой (анализатор 8 гармоник)j

5. определ етс  фактическое знач

максимально допустима  80%, практичес- 55 ние -фазы в расплаве по величине

ки одинаковы, поэтому на выходе блока 11 нет сигнала FJ на изменение содержани  количества глубокопрокаленного глинозема в исходной шихте дл  следуотношени  п той гармоники тока к первой (блок 9 - дисплей или изме рительный прибор, отградуированный в единицах о/-фазы);

10

20

25

30

40

ющей плавки. Сигнал F3 на выходе блока 11 по вл етс  в том случае, если содержание о -фазы в расплаве

больше 80% на 5%, так как зона нечувствительности усилител  12, выдающего сигнал F3, так настроена, т.е. при с/-фазе 85%. Если фактическое содержание аг -фазы меньше 75%, то на выходе усилител  12 по вл етс  сигнал F4 на увеличение количества глубокопрокаленного глинозема в исходной шихте дл  следующей плавки

Кроме того, в приведенном 15 примере возможен случай, когда при переходе на оптимальный электрический режим отношение третьей гармоники к первой значительно меньше допустимого значени , например 1,/1, О

2%. В этом случае на выходе блока 10 сравнени  по вл етс  сигнал разбаланса , но в регул тор он не поступает , а передаетс  на пульт аппаратчика . В соответствии с этим сигналом аппаратчик может увеличить задание на ток электрода в пределах номинального тока печного трансформатора, например 1Э 12,5 кА (номинальный ток печного трансформатора I H 13,3 кА), что уменьшит врем  плавки. В приведенном примере при переходе с п той ступени напр жени  на вторую и величины тока электрода с 8,5 на 12 кА удельный расход электроэнергии 35 сокращаетс  на 65 кВт ч/т, а толщина гарнисажа увеличиваетс  со 100 до 200 мм.

Таким образом, алгоритм управлени  по предлагаемому способу следующий:

1.в электропечь загружаетс  шихта, состо с(а  из р дового и глубокопрокаленного глинозема;

2.задаетс  предварительный (первоначальный ) электрический режим, т.е.

номер ступени и ток электрода (1Э)

3. измер етс  величина гармонических составл ющих тока (по с Рогове- кого;)

4. определ етс  отношение третьей и п той гармоник тока к первой (анализатор 8 гармоник)j

5. определ етс  фактическое значеотношени  п той гармоники тока к первой (блок 9 - дисплей или измерительный прибор, отградуированный в единицах о/-фазы);

6.. сравниваетс  оптимальный электрический режим дл  фактического значе нф1 /-фазы с предварительно задан- нь|м (осуществл етс  аппаратчиком ш}и технологом);

7. при отклонении фактического режима от оптимального регул тору иэ- уставки на номер ступени и ток электрода} регул тор осуществл ет обработку известным способом; вначале переключает ступень напр жени  до заданной , затем перемещает электрод

Д9 Ъ.э9л )

8. одновременно сравнивают отношение третьей гармоники к первой с допустимым дл  заданного режима плавки (флок 10), и

а) если Wli.J.a/l.i дол то сигна поступает в регул тор, который осуществл ет перемещение электрода до тех пор, пока не станет Ia/It

б) если 13/1 , 1э/1 1 А™ сигнал поступает на пульт управлени  и аппа- (технолог) сам решает, увели- ток электрода или нет;

9. сравниваетс  фактическое содержание о(-фаэы в расплаве с оптималь- нЦда значени ми, и

а)если о/-фаза е -фазы максимально допустимого значени  (80+5%), то уменьшают количество глубокопрокаленного глинозема в шихте дл  следующей плавки (сигнал F J|

б)если о/-фаэа ф«Кт d -фазы Минимально допустимого значени 

(70-5%), то увеличивают количество глубокопрокаленного глинозема в шихте дл  следующей плавки (сигнал Ff).

5

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ управлени  плавкой белого электрокорунда в электродуговой печи, включающий измерение и анализ гармонического состава тока электродов и корректировку электрического режима переключением ступеней печного трансформатора и/или перемещением электродов, отличающийс  тем, что, с целью снижени  удельного расхода электроэнергии при плавке на шихте из р дового и глубокопрокаленного глинозема, по ходу плавки измер ют отношени  п той и третьей гармоник тока к первой, по предварительно установленной дл  электродуговой печи зависимости между отношением п той гармоники к первой и содержанием of-фазы в шихте определ ют содержание о -фазы в последней и при ее величине менее 70% осуществл ют корректировку электрического режима печи в сторону уменьшени  отношени 

   0 третьей гармоники к первой на 40-50% от измеренного, а при величине содержани  об-фазы в шихте более 80% осуществл ют корректировку электричес- кого режима в сторону увеличени 

   5 отношени  третьей гармоники к первой ча ту же величину.

   fa дазп торы

   и U

   HIPS

   Фиг 1

   т V v/