SU771913A1 - Система автоматического управлени руднотермической электропечью - Google Patents

Description

Цель изобретени  - повышение выхода готового продукта путем повышени  точности контрол  рассто ни  электрод-под.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что предлагаема  система автоматического управлени  снабжена блоком измерени  удельного сопротивлени  расплава шихты, вход которого соединен с вторым выходом блока коррекции, а выход через блок усреднени  - с третьим входом блока определени  рассто ни  электрод-под, между выходами блоков контрол  расхода шихты и качества продуктов и одним из входов блока коррекции включен логический элемент «И, а блок управлени  положением электрода имеет два дополнительных выхода, соединенные с соответствуюш .ими входами регул тора электрического режима.

На чертеже изображена схема системы автоматического управлени  руднотермической печью.

На схеме показаны руднотермическа  печь 1 с электродом 2 (остальные электроды не показаны), заглубленным в шихту, печной трансформатор 3 с переключателем ступеней 4,  вл юшимс  датчиком напр жени , токовые трансформаторы 5, которые служат датчиками тока электрода, регул тор 6 электрического режима, воздействуюШ .ИЙ на блок 7 перемешени  электродов или на переключатель 4 ступеней напр жени  при отклонении регулируемого параметра и два контура: контур А контрол  и поддержани  рассто ни  конец электрода-под и контур Б коррекции положени  электрода.

Контур А включает последовательно-соединенные блок 8 определени  рассто ни  электрод-под, блок сравнени  9, фазочувствительный усилитель 10, управл юш.ий блок 11, выдаюший управл юш.ие сигналы Ft-РЗ дл  восстановлени  оптимального положени  электрода (Fi- сигнал изменени  тока электрода, Fs - сигнал изменени  напр жени  электрод-под. Fa - сигнал загрузки шихты).

На вход блока определени  рассто ни  электрод-под поступают: ток электрода /з от трансформатора тока 5, напр жение электрод-под от печного трансформатора 3 (Un ) и усредненное значение удельного сопротивлени  расплава ( р ) от блока измерени  12 через блок усреднени  13. Второй вход блока сравнени  9 соединен с блоком задани  14 рассто ни  конец электрода-под.

В контур коррекции Б вход т: блок 15 контрол  расхода шихты, блок 16 контрол  качества продукта, выходы которых подключены к входу логического элемента 17, выполненного по схеме «И. Выход логического блока 17 подключен к входу блока коррекции 18, выходы которого соединены с входом блока измерени  12 удельного расплава шихты и входом блока задани  14 положени  электрода.

Система автоматического управлени  руднотермической печью работает следующим образом.

Основное управление осуществл етс  путем поддержани  электрического режима известным способом, т.е. путем перемещени  электродов в оптимальной зоне и переключени  ступеней напр жени , осуществл емого регул тором 6.

Однако, как показала практика работы руднотермических печей, рассто ние конец электрода-под должно быть оптимальным. При положении электрода выще оптимального увеличиваетс  удельный расход электроэнергии , и повышаетс  температура отходлщих газов и затрудн етс  регулирование .

При положении электрода ниже оптимального уменьшаетс  удельный расход электроэнергии, но при этом весь ток идет на подину, под фазами образуютс  отдельные тигли, слив шлака из печи затрудн етс , возможно разрушение подины за счет диффузии, углерода в расплав.

Поэтому одновременно с регулированием электрического режима осуществл етс  контроль положени  электрода в оптимальной зоне, которое задают в зависимости от активной мощности печи.

Происходит это следующим образом. В блок 8 определени  рассто ни  конец электрода-под поступают сигналы о действительном токе электрода /з от токового трансформатора 5, напр жение электрод-под U от печного трансформатора 3 и сигнал, пропорциональный усредненному значению удельного электрического сопротивлени р расплава щихты от блока усреднени  13.

Удельное электрическое сопротивление расплава периодически измер етс  блоком 12, причем при измерении его устанавливаетс  рассто ние электрод-под, равное 0,9-1,1 диаметра электрода, оптимально равное диаметру электрода.

В блоке 8 определ етс  действительное значение рассто ни  электрод-под по формуле:

Н

(О

Д 0,21.

эР1

действительное рассто ние конец

5 где электрода-под (ж), напр жение электрод-под (В);

Un1 - ток электрода (Л);

р - усредненна  величина удельного электрического сопротивлени  расплава шихты (ом-м);

В -диаметр электрода (м);

(Ь - показатель инерционности печи, завис щий от типа печи (ток дл  многошлаковых с погруженной дугой , дл  малошлаковых /i 0,7, а дл  печей с открытой дугой f.i 0,6).

Эта формула  вл етс  модификацией известной формулы Шварца фон Бергкапфа , котора  была уточнена на основании исследований веро тностей математической модели ванны руднотермической печи и проверена на р де реальных печей. Учитыва , что в формулу (1) вход т посто нные величины: диаметр электрода, показатель инерционности, численный коэффициент , а также то, что удельное электрическое сопротивление расплава шихты измен етс  только при изменении состава шихты, в блоке 8 реализуетс  уравнение: , dl - (b т.е. дл  определени  действительного рассто ни  конец электрода-под достаточно измерить напр жение Un и ток электрода 7. Сигнал, пропорциональный действительному значению рассто ни  электрод-под, поступает в блок сравнени  9, где сравниваетс  с заданным значением (H.j(,J, точнее, с двум  крайними значени ми оптимальной зоны, задаваемой блоком 14, в зависимости от активной мощности печи. Блок задани  14 выполнен в виде дискретного квантовател , причем ширина h оптимальной зоны дл  каждой мощности печи одинакова и равна 0,2 d, а крайние значени  завис т от заданной активной мощности . Так, например, при f 30-40 Мвт h 0,5-0,7 dg, при Ра 40-50 тМвт h - (0,6-0,8) d,, при Pa 50-60 Мвт - -- -- (0,7-ЬО,9) dg и при Р„, 60-70 Мвт h (0,9-М,1) dg. В процессе работы печи положение электрода измен етс , и если оно выходит за пределы оптимальной зоны, то на выходе блока сравнени  9 по вл етс  сигнал рассогласовани  + АЯ или - АЯ (в зависимости от знака рассогласовани ), который усиливаетс  фазочувствительным усилителем 10 и поступает в управл ющий блок 11. Так как ширина оптимальной зоны, в которой должен находитьс  электрод, равна 0,2 dj, то дл  повышени  надежности контрол  положени  электрода на выходе блока сравнени  имеетс  пороговое устройство, не пропускающее на выход блока сигнал, пропорциональный АЯ ,2 d. В управл ющем блоке решаетс  задача, за счет какого восстанавливающего воздействи  (F, или р2, или РЗ) вернуть электрод в оптимальную зону. Следует отметить, что при небольших отклонени х положени  электрода предпочтительным  вл етс  изменение тока электрода, благодар  которому осуществл етс  плавное перемещение электрода, т.е. реализаци  сигнала Р-). Сигнал FZ  вл етс  менее предпочтительным , потому что напр жение изл ен етс  дискретно, при этом происходит значительное тфемещение електрода и большое отклонени  тока электрода от заданного, поэтому во избежание колебательного режима одновременно с выдачей сигнала Fj необходимо изменить задание тока электрода, т. е. выдать сигнал Fi. Эти команды выдаютс  при значительном отклонении положени  электрода от оптимального значени  и когда нет возможности регулировать ток электрода (например , электрод находитс  в одном из крайних положений зоны перемеш1ени ). В этом случае, если необходимо подн ть электрод, можно применить сигнал Р,з, т. е. добавить в печь восстановител . Если электрод находитс  в оптимальной зоне, т. е. рассто ние конец электрода-под не отклон етс  от заданного значени , то регулирование осуществл етс  регул тором 6 электрического режима. При изменении состава шихты величина усредненного удельного электрического сопротивлени  расплава, корректируетс , так как иначе точность определени  рассто ни  конец электрода-под становитс  недостаточной . Коррекци  осуществл етс  следующим образом. Одновременно с изменением состава шихты в блок 15 контрол  расхода шихты поступает сигнал Р,пропорциональный количеству шихты, оставшейс  в печных бункерах, до изменени  состава шихты. На второй вход блока 15 поступает сигнал , пропорциональный текущему расходу шихты (Qy). Этот сигнал вычитаетс  из предыдущего, т. е. AQ Qjag- Q-,-- На выходе блока 15 по вл етс  сигнал только тогда, когда AQ О, т.е. вс  щихта, оставща с  до ее изменени , не израсходуетс . Он поступает на один из входов логического элемента 17, выполненного по схеме «И, На второй вход логического элемента поступает сигнал об изменении сливаемого продукта Аи Этот сигнал формируетс  в блоке 16 контрол  качества продукта, где происходит сравнение текущего значени  его ( сц.) с заданным ( ) Логический блок 17 работает по схеме совпадени , т. е. на его выходе по вл етс  сигнал (f) на осуществление коррекции только тогда, когда на обоих его входах имеютс  сигналы AQ и А а от блоков 15 и 16. Блок коррекции 18 осуществл ет коррекцию в следующей последовательности. Вначале он выдает блоку 14 задани  рассто ни  конец электрода-под команду на установку рассто ни  электрод-под, равного 1,0 dg. После отработки контуром А этого задани  блок 8 выдает команду в блок 12 на измерение у тыльного электрическоп сопротивлени  pacii.iaBn шихты в течение определенного времени, результаты измерени  усредн ютс  блоком 13 и выдаютс  в качестве посто нной величины (до следующего изменени  состава шихты) в блок 8 и т. д.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Система автоматического управления руд- ²⁵ нотермической электропечью, содержащая регулятор электрического режима, к двум входам которого подсоединены датчики тока электрода и напряжения электрод-под, к двум другим входам — задатчики этих _J0 же параметров, один из выходов регулятора соединен с механизмом перемещения электрода, другой — с переключателем ступеней напряжения, блок определения расстояния электрод-под, два входа которого соединены с указанными датчиками тока и напряжения, а выход через блок сравнения и усилитель — с входом блока управления положением электрода, выход которого предназначен для подключения к загрузочному устройству·, второй вход блока сравнения через задатчик положения электрода соединен с выходом блока коррекции, связанного с выходами блоков контроля шихты и качества продукта, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода готового продукта путем повышения точности контроля расстояния электрод-под, система снабжена блоком измерения удельного сопротивления расплава шихты, вход которого соединен с вторым выходом блока коррекции, а выход через блок усреднения — с третьим входом блока определения расстояния электрод-под, связь блоков расходов шихты и качества продуктов с входом блока коррекции- осуществлена через логический элемент «И», а блок управления положением электрода снабжен вторым и третьим выходами, соединенными с пятым и шестым входами регулятора электрического режима.