SU935534A1 - Способ контрол выплавки стали в дуговой печи - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ К Й1ТЮЛЯ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ

Г

Изобретение относитс  к металлургии   может быть использстано в электро-металлур ГИЛ, в частности при получении выа солегированных сталей.

Известен оюсоб контрол  вьтлавки стали, основанный на выделе ши и последующем сравнении с эталонными з йа енй ми высотах гармоник тока или напр жени  в рутавоъ  промежутке 1.

Однако дл  периода раошавлени  данный способ имеет недостатки. Содержание и соотношение уровней высших га|мою1к тока дуги кроме стадий плавки зависит от многих факторов: характера и состо ни  скрапа,. химического состава присадок и т. д. Поэтому дл  разных плавок спектральный состав кривой тока различный. Это сшок ет точноаь контрол . Кроме того, дл  реализации данного способа необходим сложный прибор - анализатор спектра.

Цель изобретени  - повышение производительности ..

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу контрол  выплавки стали В ДУГОВОЙ ПЕЧИ

В дуговой печи, оснвванному на спектральнам анализе тока или на1ф жени  в дуговом промежутке, вьщео ют боковые компоненты высших гарм(:«ик тока дуги, кратных основной тастоте питаюшей сети, суммируют Их и по моментам резкого уменьшени  этой определ ют .стадии плавкн, причем в оервьш момент определ ют окончание прорези колодцев , во второй - свсончание стадии о(Ж(вого расплавлени , а в третий - окончание- ста--, дни доплавлени  остатков шихты.

На фиг. 1 (а-д) показаны спектральные диaгpaмtvlы, по сн ницие щюдлагае плй способ; на фиг. 2 - устройство, реализующее его.

Дл  по са{ени  сути изобретени  рассмотрим процесс расплавлени  от мсАкнта пуска печи до окончани  расплавлени  остатков . шихты.

После опускани  злектродов на шихту возникает электрическа  дуга. Дуга, особенно когда она торт над холодной шнхтой,  вл етс  нелинейным элементом, поэтому крива  тока искажена и имеет место гармошпси , кратные основной частоте. Отличитель 393 ной особенностью электрической дуги в начале плавки  вл етс  ее неустойчивость. Это вызвано неоднородным характером шихты, а также ее низкой температурой. Вследствие этого крива  тока не  вл етс  периодической и высшие гарл1оники модулированы по амплитуде, фазе и частоте. Любой вид .модул ции приводит к по влению боковых компонент около модулируемой частоты. Чем более неспокойно горит дуга, тем шире боксвые компоненты (фиг. ,а). Вскоре после пуска печи дуга прожигает верхшою часть uikxTbi и полностью в нее погружаетс . Начинаетс  прорезка колодцев. При этом дуга также горит на твердой шихте и также носит неустой чивый характер. По мере опускани  электродов на подине постепенно накапливаетс  жидки металл и в момент, когда электроды доход т до крайних нижних положений, дуга начинает гореть под жидким металлом. В этой стадии услови , в которых горит дуга, резко мен ютс , так как она горит в контакте с жидким металлом. Она косит, более устойчивый характер и боковые KOMIIOненты высших гармоник существенно (примерно вдвое) уменьшаютс . Неустойчивость дуги в это врем  определ етс  тем ,что она горит в окружении холодной шихты, образующей стенки колодцев, поэтому уровень боковых компонент еще достаточно высок (фиг. 1, б). По мере накоплени  жидкого металла происходит оседание шихты (обвалы), которые также вызывают неустойчивость дуги и по вление боковых компонент. После окончани  расплавлени  основной массы шихты обвалы прекращаютс  и вновь происходит существенное уменьшение боковых компонент, так как дуга горит, в основном, над жидкой ва}1ной (фиг. 1, в). В это врем  твердый металл остаетс  в основном на откосах печи. Нестабильность дуги определ етс  случайными попадани ми в ее область твердых остатков шихты. После доплавлени  остатков шихты дуга стабилизируетс , крива  тока носит характер, близкий к периодическому и боковые компоненты гармоник практически исчезают (фиг. 1, г). Таким образом, измер   боковые компоненты высших гармоник, можно определить моменты окончани  трех важных этапов плавки . Преимущество данного способа в том, что он более универсален, чем известный ( речь идет только о периоде расплавлени ), так как он основан на косвенном контроле за физическим состо нием шихты, следовательно мало зависит от ее Х1шического состава. В зависимости от химического состава шихты мен ютс  и электрические свойства дуги, в частности нелинейность. Поэтому высшие гармоники от плавки к плавке могут вести себ  по разному. Кроме того, с окончанием расплавлени  они не исчезают полностью, а сохран ют заметный уровень. Боковые же компоненты ведут себ  более динамично и практически исчезают с окончанием стадии расплавлени , когда дуга стабилизируетс . Следовательно данный способ позвол ет более точно Ьпределить стадии плавки. Исследовани  проводились двум  способами: предлагаемым и с помощью анализатора спектра согласно известного способа. В таблице приведены результаты обработки 12 плавок.

Период прорезки

колодцев

Период горени  дуг в

крайнем нижнем положении

электродов (формирование

жидкой ванны)

Основной период плавлени  (период расплавлени  основной массы шихты)

Доплавление остатков срапа

Окончательное расплавление шихты и нагрев

40 41,75

96,2

97,0

36,5

98,4 86,5 34,75

67,8

Claims (1)

12,0 Как видно из таблицы, уровень боковых компонент в период расплавлени  мен етс  намного более резко, чем люба  из гармоник Дл  реализации способа достаточно подавить все гармоники, кратные основной часто те сети. Это просто достигаетс  с помощью режекторного синхронного фильтра, который широко примен етс  в технике измерений и св зи. Дл  подавлени  резких бросков тока и исключени  кратковременных изменений сумм боковых компонент, которые могут привести к ложным выводам о состо нии плавки, необ ходимо усреднить выходной сигнал фильтра. Дл  этого можно применить фильтр 1шжних частот, например интегрирующую PC-цепь с посто нной времени в несколько секунд. На выходе устройства можно поставить р д схем сравнени  и соответствующее число источников эталонных сигналов. Тогда по индикаторам можно непосредственно наблюдать, кака  стади  плавки протекает в данный момент. Измерение лучще всего проводить между федней точкой трансформатора и подиной печи (дл  напр жени ). При симметрии (речь идет о трехфазной сети) перва  гармоника основной частоты в этой цепи отсутствует, подавл ть ее не надо и реализаци  способа ещ более упр нцаетс . Блок -схема устройства, реализующего предлагаемый способ (фиг. 2), содержит синхронный фильтр 1, фильтр 2 нижних, частот, схемы 3 сравнени , эталонные сигналы 4 и индикаторы 5. Частотна  характериАика ош хронного режекторного фильтра изображена на фиг. 1, д. Тактова  частота опорного генератора (он подразумеваетс  в блоке 1) выбираетс  такой, чтобы частоты, которые подавл ет фильтр, точно соответствовали частотам гармоник в сети . Дл  этого достаточно выполнить опорный генератор управл емым и св зать его с сетью. В этом случае синхронный фильтр подавл ет все кратные гармоники и выдел ет только сумму их боковых компонент (заштрихованные области на фиг. 1а-г). Приведенна  блок-схема показывает, что данный способ более прост в реализации. Формула изобретени  Способ контрол  выплавки сгалн в дуговой печи, прешлущественно в период расплавленн , основанный на спектральном разложении тока или напр жени  в дуговси л промежутке и последуницем анализе совокупности спектральных компонент, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производательности, выдел ют боковые компоненты гармоник, кратных основной часТоте питающей сети, суммируют их и по моментам резкого уменьшени  этой суммы определ ют стадии плавки, причем в первый момент определ ют окончание прорезки колодцев, во второй момент - окончание стадии основного расплавлени  и в третий - окончание доплавлени  остатков шихты. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 358796, кл. Н 05 В 7/00, 1970.

Фиг.1