SU1607082A1 - Способ автоматического управлени электрическим режимом в вакуумной дуговой печи с расходуемым электродом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Цель изобретени  - повышение качества плавки. Способ заключаетс  в программном управлении током и напр жением дуги, контроле потребл емой мощности и электрических параметров, характеризующих возникновение ионизации, ликвидации ионизации, определении разности между заданной и фактической мощностью дуги. Перед началом процесса плавки определ ют его врем , а в течение процесса плавки - массу наплавл емого металла, контролируют ионизацию и короткие замыкани  по разности между фактическим напр жением дуги и пороговыми напр жени ми ионизации и короткого замыкани , ликвидируют ионизацию и короткое замыкание воздействием на направление и скорость подачи электрода, разность между заданной и фактической мощностью дуги определ ют непрерывно в течение времени ликвидации ионизации или короткого замыкани , интегрируют отношение этой разности к заданной мощности дуги, а с момента устранени  ионизации или короткого замыкани  увеличивают врем  процесса плавки, отключа  программное управление током и напр жением дуги на врем , равное результату интегрировани , по истечении которого включают программное управление. 2 ил.

Description

05

о

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к автоматическому регулированию режимами вакуумных дуговых электропечей , и может быть применено в металлургической промышленности.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества металла.

При использовании способа определ ют врем  процесса плавки. Это позвол ет сформировать программу изменени  тока и напр жени  дуги независимо от геометрии кристаллизатора. В процессе плавки осу- П1,ествл ют контроль за возникновением ионизации и короткого замыкани , использу  соответственно разность между фактическим и пороговым напр жением ионизации и между фактическим и пороговым напр жением короткого замыкани , обеспечивают ликвидацию этих  влений воздействи- .ем на направление и скорость подачи расходуемого электрода, что позвол ет улуч- щить качество управлени  процессом плавки, а увеличение времени плавки за счет останова выполнени  программы изменени  тока и напр жени  дуги на врем , пропорциональное недовложенной энергии за период ликвидации ионизации или короткого замыкани , т. е. на величину, равную результату интегрировани  отношени  разности междузаданной и фактической мощностью к задан - ной мощности дуги, и продолжение программного управлени  по истечении этого

00

ю

времени позвол ет скомпенсировать вли ние процессов ионизации и коротких замыканий на программу управлени  током и напр жением дуги, что в совокупности с перечисленными приемами обеспечивает достижение поставленной цели - повышение качества металла. Во врем  процесса может производитьс  определение массы наплавленного металла.

На фиг. 1 представлена блок-схема, реализующа  способ; на фиг. 2 - примерный вид программы изменени  тока и напр жени  дуги.

Блок-схема, реализующа  данный способ содержит источник питани  1 (фиг. 1), подключенный к расходуемому электроду 2, св занному с приводом 3 его подачи, тигель 4, датчики 5 и 6 тока и напр жени  дуги, микропроцессорный блок 7, состо щий из блоков 8 и 9 регулировани  тока и напр жени  дуги, вычислительного блока 10 и блока 11 переключени , дисплейный модуль 12, выход которого соединен с третьим входом вычислительного блока 10, первые два входа которого соответственно соединены с выходами блоков 5 и 6. Выход блока 5 соединен

6(11,+ По)

кЛ, ()+Uj7i -b2i3)J

(, )+и (1, -2It) () (

и, (ij+ai,) + Uj(i;;+2ij)

длительность участка наплавлени  30 основной массы металла, с; длительность участка перегрева, с; заданна  масса плавки, кг; значение массы металла, учитывающее потери энергии на прогрев оборудовани , кг;35

коэффициент скорости плавлени 

металла, кг/МДж;

заданные значени  тока дуги соответственно в момент начала плавки , в конце участка наплавлени  основной массы металла и в конце участка перегрева, кА; напр жение в момент начала плавки , В; напр жение дуги, соответствующее

задданным значени м тока дуги 45 Ь-Ц и равное;

U Uo+K2l;,(3)

прикатодное падение напр жени , В;

сопротивление дуги рабочей длины , мОм;50 значение заданного тока дуги, кА;

2, 3, 4; КзМзд-длительность участ- (4)

ка перегрева металла, м; коэффициент пропорциональности , с/кг; е, вычислительный блок 10 формиграмму изменени  тока и напр жеи в ходе плавки, i: :. : .-и мнюшую

с первым входом блока 8, второй вход которого соединен с первым выходом вычислительного блока 10, второй и третий выход которого соединен соответственно с первым и

вторым входа.ми блока 9, выход которого соединен с первым входом блока переключени  11, второй вход которого соединен с четвертым выходом вычислительного блока 10, а выход - с приводом 3. Выход блока 8 соединен с источником питани  1. Управление электрическим режимом осуществл етс  следующим образом.

С выхода дисплейного модул  12 на вход выч ислительного блока 10, вход щего в состав микропроцессорного блока 7, поступает информаци  о массе металла и значени х тока дуги в момент начала плавки, в конце участка расплавлени  отходов и прогрева электрода, в конце участка на- плавлени  основной массы металла и в конце участка перегрева - в конце плавки. На основании этой информации вычислительный блок определ ет врем  процесса плавки по фо-рмуле:

Т,,,,. Т, + Т2+Тз,(1)

где Т| - длите тьность участка расплавлени 

отходов и прогрева электрода, с;

, )+и (1, -2It) () (

, (ij+ai,) + Uj(i;;+2ij)

(Z)

собой зависимость: ток дуги - врем  и напр жение дуги - врем . С момента начала плавки заданное значение тока дуги поступает с первого выхода вычислите тьного блока 10 на второй вход блока 8 регулировани  тока, на первый вход которого поступает текущее значение тока дуги от датчика 5 тока дуги, а заданное значение напр жени  дуги - с третьего выхода вычислительного блока 10 на второй вход (вход задани ) блока 9 регулировани  напр жени  дуги, на первый вход которого (вход переменной ) со второго выхода вычислительного блока 10 поступает текущее значение напр жени , которое подаетс  с выхода датчика 6 напр жени  дуги на второй вход вычислительного блока 10. С выхода блока 8 регулировани  тока дуги управл ющее воздействие подаетс  на вход блока питани  1, а с выхода блока 9 регулировани  напр жени  дуги управл ющее воздействие подаетс  через первый вход блока 11 переключени  на привод 3 подачи расходуемого электрода 2. Тем самым осуществл ют программное управление током и напр жением дуги.

Одновременно с момента начала плавки по текущим значени м тока и напр жени  дуги, поступающим на первый и второй входы вычислительного блока 10 с выходов датчиков 5 и 6 соответственно тока и напр жени  дуги, вычислительный блок 10 оп

редел ет текущее значение массы наплавл емого металла по формуле

т

М КЛ U,-TeK-J,TeK-dt-Мо,(5)

где Т - текущее врем  процесса плавки, с и,тек - текущее значение напр жени  дуги в j-й момент времени, В; Л,тек - текущее значение тока дуги в j-й момент времени, кА; и при достижении массы заданного значени  прекращают плавку.

В процессе плавки в вычислительном блоке 10 контролируетс  выполнение услови 

,,(6)

где UKS - пороговое напр жение короткого

замыкани . В;

Lii-пороговое напр жение ионизации , В;

и, если оно выполн етс , то идентифицируетс  наличие процесса ионизации и вычислительный блок 10 ликвидирует его, формиру  на своем втором выходе программное задание напр жени  дуги, которое поступает на вход переменной (первый вход) блока 9 регу лировани  напр жени , а на третьем выходе - текущее значение напр жени  от датчика б, которое поступает на вход задани  (второй вход) регул тора 9 напр жени  дуги , что приводит к опусканию электрода со скоростью, формируемой регул тором 9, воздействующим через блок 11 переключени  на привод расходуемого электрода. После устранени  ионизации, т. е. когда текущее значение напр жени  превысит или станет равным программному значению напр жени  дуги, вычислительный блок 10 восстанавливает прежнее управление, формиру  на своем втором выходе текущее значение напр жени  от датчика 6, поступающее на вход переменной (первый вход) регул тора 9, а на третьем выходе - программное задание напр жени , поступающее на вход задани  (второй вход) блока 9 регулировани  напр жени  дуги.

Если же в процессе плавки в течение времени ликвидаци ионизации выполн етс  условие

U/reK UfO,(7)

то идентифицируетс  наличие короткого за- .мыкани  и блок 10 ликвидирует его, формиру  на своем четвертом выходе сигнал, который поступает через второй вход блока 11 переключени  на привод 3 расходуемого электрода, отключа  его от регул тора 9 напр жени  и обеспечива  подъем электрода до устранени  короткого замыка- и , т. е. когда текущее значение напр жени  превысит или станет равным программному заданию напр жени  дуги, после чего вычислительный блок 0 восстанавливает прежнее управление, устанавлива  нулевую скорость подачи электрода (дл  обеспечени  безударности подключени  регул тора напр жени ) и сни.ма  сигнал на

0

0

5

5

0

5

0

5

0

5

своем четвертом выходе, при этом блок переключени  11 подключает к приводу выход блока 9 регулировани  напр жени  дуги. В течение времени ликвидации ионизации или короткого замыкани  вычислительный блок 10 определ ет разность между заданной и фактической мощностью дуги по формуле

,1,и,тек 1/гск,(8)

где LJ; - заданное программой плавки значение напр жени  дуги в j-й момент времени. В;

I/ - заданное программой плавки значение тока в j-й момент времени , кА;

интегрирует отнощение этой разности к заданной мощности дуги, т. е. определ ет корректирующее значение времени по формуле

АР ДТ (9

о U/lj

где т - врем  ликвидации ионизации или короткого замыкани , с, а с момента ликвидации ионизации или короткого замыкани  вычислительный блок 10 увеличивает врем  процесса плавки на величину результата интегрировани , останавлива  (отключа ) выполнение программы изменени  тока и напр жени  дуги и фиксиру  программное задание тока и напр жени  на последних значени х, которые были сформированы в момент ликвидации ионизации или короткого замыкани . По истечении времени, определенного по формуле (9), вычислительный блок 10 включает программное управление током и напр жением дуги и реализует описанные операции - определ ет массу направл емого .металла, контролирует возникновение процессов ионизации и коротких за.мыканий, ликвидирует их и компенси- .рует их вли ние на программу управлени  током и напр жением дуги.

В результате использовани  способа автоматического управлени  электрическим режимом в вакуумной дуговой печи с расходуемым электродом обеспечиваетс  повышение качества плавки за счет наплавлени  металла заданной массы, ликвидации коротких замыканий, учета вли ни  ионизации и коротких за.мыканий на программу управлени  токо.м и напр жением дуги, что способствует повышению выхода годной продукции , снижению электроэнергии, повышению качества металла.

Claims (1)

1. „.. значение заданного тока дуги, кА; i 2, 3, 4;

T;j КзМзА участка пе- регрева металла, с;

Кз - коэффициент пропорциональности , с/кг.