SU1747833A1 - Способ управлени режимом работы рудно-термической электропечи - Google Patents

Description

где U - требуемое значение напр жени  печи, В;

Uu - исходное значение напр жени  печи . В;

h - текущее значение рассто ни  от ра- бочего конца электрода до уровн  металлического расплава в печи, мм;

hu - исходное значение рассто ни  от рабочего конца электрода до уровн  металлического расплава в печи, мм;

п - показатель степени, равный 0.410 ,65,

определ ют отклонение текущего значени  напр жени  печи от его требуемого значени , в зависимости от значени  которого измен ют напр жение, подаваемое на печь.

На чертеже изображена блок-схема управлени , реализующа  предлагаемый способ .

Блок печи 1 включает исполнительные механизмы перемещени  электродов 2, переключателей ступеней напр жени  3, датчики тока печи 4 и фазового напр жени  5. Выходы датчиков тока 4 и напр жени  5 печи 1 поступают на вход блока 6 измерени  фазового сопротивлени  печи 1, выход которого подают на вход блока 7 измерени  и управлени  перемещени  электродов. Выход блока 7 подают на входы исполнительных механизмов 2 перемещени  элект- родов. Выходы блоков 6 и 7 подают на вход блока 8 расчета рассто ни  от торца электрода до металлического сло , выход которого поступает на вход блока 9 расчета требуемого напр жени . На вход блока 9 подают также выход блока измерени  напр жени  10, на вход которого поступает выход датчика 5 напр жени  печи 1. Выход блока 9 подают на вход блока 11 управлени  напр жением, выход . которого поступает на исполнительные механизмы 3 переключателей ступеней напр жени  печи 1.

Система работает следующим образом.

В рабочем режиме печи известными способами осуществл етс  полное по- крытие слоем плав щейс  шихты зеркала шлаковой ванны, что обеспечивает стабилизацию температуры шлака в приэлектрод- ной зоне.

При минимальной высоте шлаковой ванны опытным путем устанавливают режим , обеспечивающий оптимальную температуру металла (или штейна), измер емую на выпуске из печи 1. При этом определ ют известными методами фазовое напр жение на электродах, фазовое сопротивление печи на электродах (т.е. напр жение и сопротивление , измеренные между электродом и нулевой точкой; практически - между электродом и заземленным корпусом печи), рассто ние От торца электродов до уровн  металлического расплава в печи 1, значени  которых принимают в качестве исходных.

По ходу плавки за счет роста высоты слоев шлака и металла (штейна) электрическое сопротивление печи 1 уменьшаетс . При отклонении фазового сопротивлени  на блоке 6 измерени  от исходной (заданной) величины подают сигнал через блок 7 измерени  и управлени  перемещением электродов исполнительным механизмом 2 печи 1 которые перемещают электроды до тех пор, пока фазовое сопротивление не примет исходное значение

При движении электродов на блоке 7 измер ют величину их перемещени , например , с помощью реостатных датчиков и подают полученное значение на вход блока 8, куда одновременно с блока 6 подают также измеренные значени  отклбнени  фазового сопротивлени . На блоке 8 определ ют рассто ние от торца электрода до металлического сло  по формуле, котора  примен етс  в случае работы печи с погружением электродов в шлаковый расплав, т е.

Ri

„-д,(-.-,)

(2)

где h - текущее значение рассто ни  от торца электрода до металлического сло , мм;

Д| - величина перемещени  электрода вверх в течение одного хода (между двум  соседними остановками) при регулировании фазового сопротивлени  печи мм;

R - фазовое сопротивление перед перемещением электрода на бё/шчину ДI, Ом;

Ri - фазовое сопротивление после перемещени  электрода на величину ДI, Ом.

Полученное значение h подают на блок 9 на котором производ т расчет требуемого напр жени  по выражению(1) и сравнивают его с текущим значением напр жени , которое подают с блока 10. При наличии отклонени , превышающего шаг ступеней напр жени  печного трансформатора, с блока 9 подают корректирующий сигнал на блок 11, через который привод т в действие переключатель напр жени  л ликвидируют отклонение.,

Управление режим ом работы многоэлектродной печи осуществл ют в соответствии с приведенной блок-схемой, которую реализуют в части, включающей блоки 4-7 и 2, - отдельно дл  каждого электрода: в части , включающей блоки 8-10 и 5, - отдельно дл  одного из электродов каждой группы электродов с автономным управлением напр жением (например, с единым дл  данной

группы электродов переключателем ступеней напр жени  печного трансформатора); в части, включающей блоки 9, 11, 3 - дл  каждого устройства автономного управлени  напр жением (переключател  ступеней напр жени ). При этом электрическа  нагрузка на электродах в пределах данной группы электродов с автономным управле нием напр жением поддерживаетс  симметричной , т.е. исходные значени  фазовых сопротивлений ванны печи на электродах указанной группы задаютс  одинаковыми.

Значение показател  п в формуле (1) в пределах 0,41-0,65 определ етс  опытным путем дл  конкретного состава шлака и данного температурного уровн  процесса.

При значени х показател  степени, выход щих за указанные пределы, температура расплава в подэлектродной области не остаетс  посто нной практически при любых реальных составах шлака, а увеличиваетс  при п 0,65 и уменьшаетс  при п 0,41, что приводит к нарушению технологического процесса и снижению производительности печи.

В таблице приведены результаты экспериментальных исследований зависимости удельного расхода электроэнергии и производительности печи от способа управлени  режимом ее работы.

Исследовани  проведены на пр моугольной шестиэлектродной промышленной электропечи дл  плавки сульфидных медных концентратов на штейн. Установленна  мощность печных трансформаторов 50 МВт. Номинальна  мощность печи 33 МВт. Продолжительность испытаний 12 ч. Химический состав продуктов плавки (средний за период испытаний), мас.%: состав шлака - железо 10,72; диоксид кремни  54,72; оксид кальци  11,46; медь см. в таб- лице; состав штейна медь 55,10; свинец 4,67.

Параметры исходных режимов при осуществлении известного (прототипа)и за вл емого способов (столбцы 3 и 9 таблицы) практически одинаковы.

При увеличений высоты шлаковой ванны в процессе плавки (строка 4 таблицы) от 214 до 240 см в прототипе и соответственно с 213 до 257 см в предложенном способе мощность печи в прототипе практически остаетс  посто нной, а в предложенном способе увеличиваетс  от 34,0 до 44,1 МВт (строка 9 таблицы). Производительность печи в предложенном способе также значительно возрастает (с 78.2 до 104,6 т/ч), тогда как в прототипе значение производительности не измен етс  (строка 14 таблицы), При этом значени  температур шлака и штейна

на выпуске (строки 12 и 13) в предложенном способе не измен ютс .

В остальных строках таблицы приведены соответствующие параметры сопоставл емых режимов.

Как следует из таблицы, при управлении режимом работы печи согласно изобретению рабоча  мощность печи по сравнению с прототипом (и номинальной мощностью)

увеличилась: максимальна  на 28-33%, средн   на 14-18% при практически неизменных значени х температур в рабочем пространстве. При этом по сравнению с прототипом производительность печи увеличилась; максимальна  на 31 %, средн   на 16%, удельный расход электроэнергии снизилс  на 2-4%, повысилс  электрический КПД и cos p. Содержание меди в отвальном шлаке существенно не изменилось, что обь сн етс  увеличением подэлектродной отстойной зоны, а также одновременным увеличением производительности печи и объема шлаковой ванны, при котором врем  пребывани  шлака в печи остаетс  практически посто нным.

Предложенный способ управлени  обеспечивает увеличение производительности печи, снижение удельного расхода электроэнергии , повышение электрического

КПД и cos p.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ управлени  режимом работы рудно-термической электропечи, включающий регулирование электрического фазового сопротивлени  перемещением электрода, стабилизацию температуры при- электродной зоны путем регулировани  загрузки шихты, изменение напр жени , подаваемого на печь, в зависимости от отклонени  электродов от заданного положени , определение исходного и текущего значений напр жени  и величины рассто ни  по вертикали от торца электрода до границы шлаковой ванны, отличающийс   тем, что, с целью увеличени  производительности печи за счет повышени  качества управлени , дополнительно определ ют исходное и текущее значени  рассто ни  от рабочего конца электрода до уровн  металлического расплава в печи, определ ют требуемое значение напр жени  печи по выражению

   U Uu(h/hu)n.

   где U - требуемое значение напр жени  печи, В;

   Uu - исходное значение напр жени  печи , В;

   h - текущее значение рассто ни  от рабочего конца электрода до уровн  металлического расплава печи, мм;

   hu - исходное значение рассто ни  от рабочего конца электрода до уровн  металлического расплава в печи, мм:

   п - показатель степени, равный 0,41- 0,65,

   определ ют отклонение текущего значени  напр жени  печи от его требуемого значени , в зависимости от значени  которого измен ют напр жение, подаваемого на печь

   Зависимость удельного раскола электроэнергии и управлени  режимом ее работы

   производительности печи от способа

   950 1056 1080 1106 113 1162 1192

   ИЗО 1156 1183 1213 10,3 10,5 10,8 11,1 213 222 229 239

   1257 It,4 11,7 2Ьв257

   1« Й9 69 73

   155

   7 76

   169 177 7980

   0,01.20,0520,0520,052

   5525 5553530

   345ЗМ35,837,6

   0,9600,9700,9710,971

   0,9600,97«0,9770,978

   1376138 1386138

   1230123712J212 1

   79,878,28J,087,6

   U0,,3«9,2

   О,«80/410,390,3(

   0,61

   AJ