SU993491A1

SU993491A1 - Способ регулировани плавкой трехфазной трехэлектродной карбидной печи и устройство дл регулировани плавкой трехфазной трехэлектродной карбидной печи

Info

Publication number: SU993491A1
Application number: SU813245520A
Authority: SU
Inventors: Леонид Никифорович Реутович; Моисей Зиновьевич Файницкий; Моисей Израилевич Лифсон; Сергей Иванович Никитин; Александр Николаевич Рождайкин
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1981-02-12
Publication date: 1983-01-30

Description

Изобретение относится к электротермии, в частности к способам автоматического управления руднотермическими печами, например карбидными и им подобными электропечными установками. ^s

Известны способы и устройства автоматического управления электрическим режимом руднотермической печи, основанные на принципе отклонения регулируемого электрического параметра, например, мощности, тока электрода от заданного значения с последующим . воздействием на управляющий элемент электрод и/или переключатель ступе- ₁₅ней напряжения С-1.2·Недостатком известных способов автоматического управления по электрическому режиму является наличие статйзма, поскольку одному и тому же го значению управляемого параметра может соответствовать различное положение управляющего элемента - электрода. В итоге это приводит к отклоне2 нию технологических параметров от норм и .к увеличению удельного оасходб электроэнергии.

Стабильное положение рабочего конца электрода и его рациональная длина обеспечивают нормальный технологический ход печи, облегчают ее обслуживание и поэтому являются показателями оптимальности процесса в печи. При заданном распаде и других параметрах печи токораспределение определяется глубиной посадки электродов. Сложность измерения этого параметра связана с тем, что положение нижнего конца электрода в ванне печи определяется двумя независящими друг от друга факторами: заданным электрическим режимом, который наиболее удобно оценивать отношением тока к напряжению, и сложившимся на печи технологическим режимом, который характеризуется удельным сопротивлением подэлектродного пространства.

_п з 993491

Перепуск осуществляют дискретно по специальной программе, а рабочую длину электрода определяют по косвенному параметру - зависимости угара электрода от рабочей мощности электропечи .

Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования плавкой трехфазной трехэлектродной карбидной печи с центральным электродом у летки, при котором контролируют электрические параметры печи, положение торцов электродов, рабочую дли4 электрического режима и входом загрузочного устройства, и один для всех фаз блок определения качества гото. вого продукта [2].

Однако при этом способе рабочую длину электрода определяют по косвенному параметру - угару электрода в за висимости от рабочей мощности печи с учетом величины перепусков и перемеIQ щений электрода. Такой метод не позво· ляет точно измерить длину электрода, так как расход электродной массы зависит еще от ряда факторов, например ну электродов и качество готового продукта, сравнивают их с заданными и при их отклонении изменяют указанные параметры путем перемещения и перепуска электродов и/или переключения ступеней напряжения печного ‘ трансформатора. Способ включает поддержание оптимального тока электрода путем перемещения в заданной зоне, осуществление автоматического перепуска электрода после операций определения: расхода электрода, глубины проникновения его в шихту и расстояния, отделяющего конец электрода от пода, причем перепуск осуществляют по определенной программе, определение качества получаемого карбида в зависимости от температуры по эмпирическим формулам и сравнение сигналов, соответствующих расстоянию конец » электрода - под и качеству получаемого продукта, и в случае отклонения воздействуют на загрузочное устройство, которое через полость электрода подает внутрь секционной зоны мелочь, или на регулятор электрического режима с целью изменения тока электрода.

Устройство для осуществления способа содержит для каждой фазы регулятор электрического режима, к входам которого подключены датчики и задатчики тока электрода этой фазы и дат- ‘ чики и задатчики напряжения электродпод, один из выходов подключен к входу механизма перемещения, и/или перепуска электрода, ,а другой - к переключателю ступеней напряжения печного трансформатора, блок определения рабочей длины электрода, блок определения расстояния электрод - под, два входа которого соединены с указанными датчиками тока и напряжения, а выход через блок сравнения и усилитель - с входом управляющего блока, состава шихты в подэлектродном прост- . ранстйе, структуры, образовавшегося рабочего конца и т.д. Так, для карбидной печи наличие избытка извести в плавильном тигле увеличивает расход ‘электродной массы.

Согласно этому способу определяют также расстояние конец электрода - под для полного электрода, что не нашло практического применения в мировой практике.

Кроме того, для определения качества получаемого карбида в зависимости от его температуры в момент слива приведены эмпирические формулы. Однако температура сливного карбида может превышать 2000°С. В этом случае формула для определения качества карбида не годна,' так как получается карбид кальция с литражом свыше 400 л/кг, в то время как 100% СаС₂ соответствует литраж

372,3 л/кг. Такое управление накладывает ряд дополнительных жестких требований на стадии получения карбида в печи, а потери на последующих стадиях (охлаждение, измельчение и т.д.) значительно выше, чем у карбида каль.ция более низкого качества, например с литражом 270-300 л/кг.

Не учитываются и некоторые особенности работы карбидной печи, связанные с их конструктивным исполнением. Большинство карбидных печей имеют прямоугольную вйнну с расположенными в ряд самообжигающимися электродами прямоугольного или эллиптического сечения. В печах открытого или полузакрытого типа слив карбида кальция осуществляют через одну центральную летку. Так как печные трансформаторы расположены с одной стороны печи, то короткая сеть не симметрична. Вследствие различия в длине токопроводов собственные индуктивности фаз связанного выходами с регулятором и их взаимные индуктивности не ревны между собой, следовательно, при одинаковой посадке и равенстве длин электродов, мощности фаз сети и мощности, выделяющиеся в ванне печи у электродов, различны. Эти обстоятель- 5 ства требуют различного подхода к управлению каждой фазой печи, что не учитывается, при упомянутом выше способе и в устройстве для его реализации. ^,0

Цель изобретения - повышение точности управления и снижение удельного расхода электроэнергии.

Для достижения поставленной цели согласно способу регулирования плав- ¹⁵кой трехфазной трехэлектродной карбидной печи с центральным электродом у летки, при котором контролируют * электрические параметры печи, положение торцов электродов, рабочую длину 20 электродов и качество готового продукта, сравнивают их с заданными и при их отклонении изменяют указанные параметры путем перемещения и перепуска электродов и/или переключения 25 ступеней напряжения печного трансформатора, в течение всего процесса ? плавки поддерживают положение торцов крайних электродов на 100-120 мм ниже положения торца центрального элект- 30 рода, а величину перепуска электродов определяют по формуле

П = (0,8-0,9)d₃-(H_? + h_n-^_n)M , . где эквивалентный диаметр электрода (для печей с некруглым 35 электродом вычисляют по площади , эквивалентной площади реального электрода), м; высота ванны печи, м; расстояние от колошника до контактной плиты, м;

^РСр

К-—Λ

Wp 0 Р усредненная высота расстояния торец электрода - под, м; .

активная мощность фазы, ток электрода, кА;

4S постоянный коэффициент;

чики и задатчики тока электрода этой фазы и датчики и задатчики напряжения электрод-под, один из выходов подключен к входу механизма перемещения и/или перепуска электрода, а другой - к переключателю ступеней напряжения печного трансформатора, блок определения рабочей длины электрода, блок определения расстояния электродпод, два входа которого соединены с указанными датчиками тока и напряжения, а выход через блок сравнения и усилитель - с входом управляющего блока, связанного выходами с регулятором электрического режима и входом загрузочного устройства, и один для всех фаз блок определения качества готового продукта, введены два дополнительных блока сравнения, оба входа каждого из которых подключены к первым выходам двух интеграторов, соединенных входами с выходами блоков определения расстояния электрод - под одного из крайних и центрального электродов, а выходами - с дополнительным входом управляющего блока указанного крайнего электрода, вторые выходы интеграторов соединены с входами блоков определения рабочей длины указанного крайнего электрода, а выход блока определения качества готового продукта + с дополнительным входом управляющего устройства центрального электрода.

Кроме того, качество карбида каль·? ция определяют по формуле

Q = 0,31ЗТ - 344,1, где Q - литраж CaCj , л/кг;

Т - температура сливаемого карбида кальция в случае, если она · находится в диапазоне 195θ“ 2200°, причем поддерживают качество карбида кальция, образующегося под крайними / электродами; несколько ниже (например на 5%)» а под центральным электродом - выше расчетной формулы.

Необходимость поддержания торца крайних электродов ниже центрального объясняется конструктивными особенностями карбидной печи, так как слив происходит через центральную летку и это способствует сливу карбида кальция из-под крайних электродов. По этой же причине качество карбида под центральным электродом должно, быть несколько выше, чем под крайними, так показатель инерционности; усредненное удельное электрическое сопротивление подэлектродного пространства,0мм.

В устройстве для регулирования плавкой трехфазной трехэлектродной карбидной печи, содержащем для каждой фазы регулятор электрического режима, к входам которого подключены дат7 993* как в основном им определяется качество сливаемого карбида кальция. Правильный перепуск электрода для карбидных печей является основным фактором, обеспечивающим нормальную ₅работу печй, так как в отличие от фосфорных печей, где перепуск производят каждый час, на карбидных печах перепускают электроды значительно реже раз в смену или несколько раз в сут- ю ки, но на значительно большую величину. При чрезмерно больших перепусках увеличивается время работы печи на неполной токовой нагрузке, возрастают потери энергии в электроде. При 15 недостаточном перепуске рабочий конец электрода будет коротким и электрод работает с открытой дугой. В обоих случаях технико-экономические показатели работы печи снижаются. jo Практически точность определения этого параметра зависит от точности определения расстояния торец электрода - под.

В расчетную формулу для определе- jj ния этого расстояния внесены некоторые изменения, которые больше соответствуют особенностям работы карбидной печи. Так как мощности каждой фазы карбидной печи различны, то этот _мпараметр точнее характеризует ее работу, чем напряжение электрод - под. Кроме того, в формуле используют усредненную величину удельного электрического сопротивления подэлектродного пространства вместо удельного электрического сопротивления расплава, так как это связано с трудностями измерения последней.

Величину удельного электрического _<(}сопротивления подэлектродного пространства определяют на основе статической обработки результатов работы конкретной печи за срок не менее одного месяца нормальной работы печи (наиболее оптимальный срок - три месяца ). Величину перепуска определяют. как разность заданной (оптимальной) длины рабочего конца электрода, которая должна быть равна (0,8-0.,9)д_эминус фактическая длина электрода.

Для повышения точности определения рабочей длины электрода полученные значения расстояния электрод - . под усредняют за определенный промежуток времени. Качество готового продукта определяют по эмпирическим формулам, при этом при температуре сливаемого карбида кальция 1640 -1900°

8 можно использовать известные формулы, но полученные значения уменьшить на 10%, так как экономически более целесообразно поддерживать качество готового продукта в пределах 275“ЗЮ л/ /кг. Следовательно

Q. = (0 .291 T-20J,_t5) х0 ,9 при

Д = 169О-19ОО°С;

Й= (О,99б’т-970)хО ,97-0,95 при

Т = 1690-176О°С, «причем во второй формуле для начала диапазона К = 0,97, а для конца диапазона К = 0,95.

Для определения качества карбида кальция при более·высоких температурах используют следующую формулу: Q= 0.313Т-399.1 при !Т = 1950-2200°С.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ регулирования плавкой трехфазной трехэлектродной.карбидной печи.

Устройство содержит карбидную .печь 1 (объект регулирования), самообжигающиеся электроды 2, токовые трансформаторы 3, являющиеся датчиками тока электрода, печной трайсформатор (ПТ) 9 с переключателем ступеней напряжения (ПСН) 5, являющимся датчиком напряжения (показаны для одной фазы), регуляторы 6 электрического режима, воздействующие на исполнительныё механизмы 7 (перемещения электрода или перепуска), блоки 8 определения расстояния электрод под, блоки 9 сравнения фактического и заданного расстояния электрод - под, усилитель 10 и управляющие блоки 11, выдающие сигналы управления в регуляторы 6, интеграторы 12, блоки 13 сравнения положения электрод - под центрального и крайних электродов, усилители 19 сигнала рассогласования, соединенные с регулятором 6, устройством 15 загрузки и блоком 16 определения рабочей длины электрода, выход которого соединен через регулятор 6 с механизмом перепуска электрода, блок 17 измерения температуры сливаемого карбида кальция и блок 18 определения качества СаСг.

На чертеже обозначают

Управляющие сигналы, поступающие в ре.гулятор электрического режима, устройство загрузки и ПСН, а £^,< £5 “ соответствующие управляющие воздействия исполнительных органов.

!

примере карбидной ΜΒΆ ) работает еле to

Устройство (на печи мощностью 60 дующим образом.

В период работы между двумя перепусками .регулятор 6 электрического режима поддерживает заданную активную мощность на электродах путем контроля величины тока электрода согласно известному способу. Сигнал от датчика 3 тока поступает в регулятор 6. Сюда же поступает и сигнал от ПСН, 5 ПТ 4, пропорциональный напряжению на электроде.

В регуляторе происходит сравнение этих сигналов с заданными, и в случае отклонения выдается сигнал fj, на исполнительный механизм 7 на перемещение или перепуск электрода, если заданную мощность нельзя поддержать за счет переключения ступеней напря- ₂₀•жения.

В блоке 8 происходит реализация уравнения_

Рф %ГГ^К ’ результате статистической были определены значения электрического сопротивле25 так как в обработки удельного ния подэлектродного пространства печи, например, р= 8Ί0³ Ом-м. Размеры электрода составляют 2,8x0,65 -м, что соответствует эквивалентному диаметру = 1,5 м, при этом постоянная К = 1410, Рф = 16 мВт Э_э= 125 кА В результате получаем h_3n= 1,4 м. 35 Эта величина сравнивается в блоке 9 сравнения с заданной величиной, которая должна находиться в диапазоне (0 ,7“0 ,9)<3_Э . В случае отклонения от заданного диапазона сигнал рассогласования усиливается усилителем 10 и поступает на управляющий блок 11., который выдает сигналы в регулятор 6 и устройство 15 загрузки для*изменения соотношения кокс-известь или прекращение (увеличение ) подачи известйиз устройства 15.

Устройство 15 состоит из двух полостей. В левой части находится смешанное сырье, а в правой - известь которую непрерывно реакции. Исходя из сырье составляют с кой извести. Такая печь позволяет более оперативно воздействовать на ход технологического процесса и влияет на качество готового продукта.

, подсыпают в зону этого смешанное некоторой нехватзагрузка шихты в и систему дозировки происходит определение электрода, т.е, реали10

Одновременно с окончанием определения расстояния электрод - под в блоке 8 на выходе этого блока появляются сигналы, поступающие в интегратор 12, где происходит усреднение значения i>_3n3a определенный промежуток времени, после чего этот сигнал поступает в блок 13 сравнения, где сравнивается с аналогичным сигналом второй фазы (центральный электрод), которая является задатчиком для крайних фаз.

В случае отклонения, превышающего заданное значение 100-120 мм, на выходе блока сравнения появляется сигнал рассогласования, который усиливается усилителем 14 и поступает также в ре гуля тор 6 шихты.

В блоке 16 рабочей длины зуется уравнение

Высота ванны печи Н₃ = 2,5 м, расстояние Ίι_π ⁼ 1,4 м, а усредненное значение расстояния электрод - под поступает в блок 16 с выхода интегратора 12. Оптимальная величина рабочей длины электрода должна составлять

Ц= (0,8+0,9

В случае отклонения необходимо произвести перепуск электрода или изменить электрический режим.

В рассматриваемом случае = = 2,5+1,4-1,4 = 2,5 м, т.еЛ_э»1_зопг, которая должна составлять 1,2-1,4 м. Это.означает, что электрод длинный и перепуск производить не надо. Так как ϋ_3Π= 1,4 м, что несколько превышает оптимальное значение (0 ,7“0,9) с1э , то электрод необходимо несколько опустить.

Сигнал разбаланса дЬ усиливается усилителем 10 и поступает в управляющих блок 11, где решается задача за счет какого воздействия или f+j). вернуть электрод в оптимальное положение.

Аналогичным образом решается вопрос при расстоянии электрод - под меньше оптимального значения.

Таким образом, необходимость осуществления перепуска электрода определяется невозможностью поддержания заданной электрической мощности, невозможностью поддержания оптималь,ного расстояния электрод - под, т.е. 4_9Π ^>ίτ3πσπΤ’ ^и Условием, когда рабочая упсигнал на изменение элект режима или шихты.

и момента осуществлеа также изменению режима и дозировки энергетический режим _w 993491 длина электрода меньше оптимальном величины (Ц_э< L,_30nt).

Сигнал качества карбида кальция формируется в блоках 17 и 18, примем блок 17 измеряет температуру сливаемого карбида кальция, а в блоке 18 реализуется одно из приведенных выше уравнений, в зависимости от величины сигнала на выходе блока 17 и сравнивается с заданным качеством продукта (275“ЗЮ л/кг). В случае от клонения от заданного диапазона в ; равняющий блок 11 центральной фазы поступает рического

Предлагаемый способ и устройство регулирования карбидной печи позволяют улучшить качество управления бла- годаря более точному определению рабочей длины электрода, расстояния электрод - под ния перепуска, электрического шихты.

Оптимальный обеспечивает снижение удельного расхода электроэнергии и повышает выход качественного карбида кальция.

Claims

Перепуск осуществл ют дискретно по специальной программе, а рабочую длину электрода определ ют по косвенному параметру - зависимости угара электрода от рабочей мощности электропечи . Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ регулировани плавкой трехфазной трехзпектроднбй карбидной печи с центральным электродом |Q у летки, при котором контролируют электрические параметры печи, положение торцов электродов, рабочую длину электродов и качество готового продукта, сравнивают их с заданными и при их отклонении измен ют указанные параметры путем перемещени и перепуска электродов и/или переключе ни ступеней напр жени печного трансформатора. Способ включает поддержание оптимального тока электрода путем перемещени в заданной зоне, осуществление автоматического перепуска электрода после операций определени : расхода электрода, глубины проникновени его в шихту и рассто ни , отдел ющего конец электрода от пода, причем перепуск осуществл ют по определенной программе, определение качества получаемого карбида в зависимости от температуры по эмпири ческим формулам и сравнение сигнал эв соответствующих рассто нию конец электрода - под и качеству получаемо го продукта, и в случае отклонени воздействуют на загрузочное устройст во, которое через полость электрода подает внутрь секционной зоны мелочь или на регул тор электрического режи ма с целью изменени тока электрода . Устройство дл осуществлени способа содержит дл каждой фазы регул тор электрического режима, к входам которого подключены датчики и задатчики тока электрода этой фазы и датчики и задатчики напр жени электрод под, один из выходов подключен к входу механизма перемещени , и/или перепуска электрода, ,а другой - к переключателю ступеней напр жени пе ного трансформатора, блок определени рабочей длины электрода, блок оп ределени рассто ни электрод - под, два входа которого соединены с указанныг«1 датчиками тока и напр жени , а выход через блок сравнени и усили тель - с входом управл ющего блока, св занного выходами с регул тором ЭЗ электрического режима и входом загрузочного устройства, и один дл всех фаз блок определени качества готового продукта . Однако при этом способе рабочую длину электрода определ ют по косвенному параметру - угару электрода в зависимости от рабочей мощности печи с учетом величины перепусков и перемещений электрода. Такой метод не позвол ет точно измерить длину электрода, так как расход электродной массы зависит еще от р да факторов, например состава шихты в подэлектродном пространстве , структуры, образовавшегос рабочего конца и т.д. Так, дл карбидной печи наличие избытка извести в плавильном тигле увеличивает расход электродной массы. Согласно этому способу определ ют также рассто ние конец электрода - под дл полного электрода, что не нашло практического применени в мировой практике. Кроме того, дл определени качества получаемого карбида в зависимости от его температуры в момент слива приведены эмпирические (юрмулы . Однако температура сливного карбида может превышать . П этом случае формула дл определени качества карбида не годна, так как получаетс карбид кальци с литражом свыше 400 л/кг, в то врем как 100% СаС2 соответствует литраж 372,3 л/кг. Такое управление наклаГдывает р д дополнительных жестких требований на стадии получени карбида в печи, а потери на последующих стади х (охлаждение, измельчение и т.д.) значительно выше, чем у карбида кальци более низкого качества, например с литражом 270-300 л/кг. Не учитываютс и некоторые особенности работы карбидной печи, св занные с их конструктивным исполнением. Большинство карбидных печей имеют пр моугольную вйнну с расположенными в р д самообжигающимис электродами пр моугольного или эллиптического сечени . В печах открытого или полузакрытого типа слив карбида кальци осуществл ют через одну центральную летку. Так как печные трансформаторы расположены с одной стороны печи, то коротка сеть не симметрична. Вследствие различи в длине токопроводов собственные индуктивности фаз и их взаимные индуктивности не между собой, следовательно, при одинаковой посадке и равенстве длин электродов, мощности фаз сети и мощности , выдел ющиес в ванне печи у электродов, различны. Эти обсто тель ства требуют различного подхода к уп равлению каждой фазой печи, что не учитываетс , при упом нутом выие способе и в устройстве дл его реализации . Цель изобретени - повышение точности управлени и снижение удельного расхода электроэнергии. Дл достижени поставленной цели согласно способу регулировани плавкой трехфазной трехэлектродной карбидной печи с центральным электродом у летки, при котором контролируют f электричесю е параметры печи, положе ние торцов электродов, рабочую длину электродов и качество готового проду та, сравнивают их с заданными и при их отклонении измен ют указанные параметры путем перемещени и перепуска электродов и/или переключени ступеней напр жени печного трансфор матора, в течение всего процесса Т плавки поддерживают положение торцов крайних элeкtpoдoв на 100-120 мм ниже положени торца центрального элект рода, а величину перепуска электродов определ ют по формуле П (0,8-0,9)dэ-(H9- hn-iin)M, . где (3, - эквивалентный диаметр элект рода (дл печей с некруглым электродом вычисл ют по пло щади , эквивалентной-площади реального электрода), м; высота ванны печи, м; рассто ние от колошника до контактной плиты, м; К„-К-|усредненна высота рассто ни торец электрода - под, м;. активна мощность фазы, мВт ток электрода, кА; ПОСТОЯННЫЙ коэффициент; 0, ( 5 - показатель инерционности; 5 - усредненное удельное электри ческое сопротивление подэлек тродного пространства,0мм, В устройстве дл регулировани плавкой трехфазной трехэлектродной карбидной печи, содержащем длл каждо фазы регул тор электрического режима , к входам которого подключены дат чики и задатчики тока электрода этой фазы и датчики и задатчики напр жени электрод-под, один из выходов подключен к входу механизма перемещени и/или перепуска электрода, а дру гой - к переключателю ступеней напр жени печного трансформатора, блок определени рабочей длины электрода, блок определени рассто ни электродпод , два входа которого соединены с указанными датчиками тока и напр жени , а выход через блок сравнени и усилитель - с входом управл юцего блока, св занного выходами с регул тором электрического режима и входом загрузочного устройства, и один дл всех фаз блок определени качества готового продукта, введены два дополнительных блока сравнени , оба входа каждого из которых подключены к первым выходам двух интеграторов, соединенных входами с выходами блоков определени рассто ни электрод - под одного из крайних и центрального электродов, а выходами - с дополнительным входом управл ющего блока указанного крайнего электрода, вторые выходы интеграторов соединены с входами блоков определени рабочей длины указанного крайнего электрода, а выход блока определени качества готового продукта г- с дополнительным входом управл ющего устройства центрального электрода. Кроме того, качество карбида каль- ци определ ют по формуле а 0,313Т - 3,1, где Q - литраж СаСп , л/кг; Т - температура сливаемого карбида кальци в случае, если она находитс в диапазоне 19502200° , причем поддерживают качество карбида , образующегос под крайними , электродами:, несколько ниже (например на 5%). а под центральным электродом - выше расчетной формулы. Необходимость поддержани торца крайних электродов ниже центрального объ сн етс конструктивными особенност ми карбидной печи, так как слив происходит через центральную летку и это способствует сливу карбида кальци из-под крайних электродов. По этой же причине качество карбида под центральным электродом должно.быть несколько выше, чем под крайними, так как в основном им определ етс качество сливаемого карбида кальци . Правильный перепуск электрода дл карбидных печей вл етс основным фактором, обеспечивающим нормальную работу печи, так как в отличие от фо форных печей, где перепуск производ каждый час, на карбидных печах перепускают электроды значительно реже раз в смену или несколько раз в сутки , но на значительно большую величину . Причрезмерно больших перепусках увеличиваетс врем работы печи на неполной токовой нагрузке, возрас тают потери энергии в электроде. При недостаточном перепуске рабочий конец электрода будет коротким и элект род работает с открытой дугой. В обоих случа х технико-экономические показатели работы печи снижаютс . Практически точность определени этого параметра зависит от точности определени рассто ни торец электрода - под. В расчетную формулу дл определени этого рассто ни внесены некоторые изменени , которые больше соответствуют особенност м работы карбид ной печи. Так как мощности каждой фа зы карбидной печи различны, то этот параметр точнее характеризует ее работу , чем напр жение электрод - под. Кроме того, в формуле используют усредненную величину удельного элект рического сопротивлени подэлектродного пространства вместо удельного электрического сопротивлени расплава , так как это св зано с трудност ми измерени последней. Величину удельного электрического сопротивлени подэлектродного пространства определ ют на основе статиче |Кой обработки результатов работы )конкретной печи за срок не менее одного мес ца нормальной работы печи 1 наиболее оптимальный срок - три мес ца ). Величину перепуска определ ют как разность заданной (оптимальной) длины рабочего конца электрода, котора должна быть равна (0,8-0,,9(Ээ минус фактическа длина электрода. Дл повышени точности огч еделени рабочей длины электрода полученные значени рассто ни электрод „ ,,. под усредн ют за определенный промежуток времени. Качество готового про дукта определ ют по эмпирическим фор мулам, при этом при температуре сливаемого карбида кальци 16UO -1900° Э 8 можно использовать известные формулы, но полученные значени уменьшить на tO, так как экономически более целесообразно поддерживать качество готового продукта в пределах 275-310 л/ /кг. Следовательно а ,0,291Т-201,5;хО,9 при J l690-1900 Ci U (0,ti 6T-47d)xO,97-0,95 при Т }6kQ- 7(Q°C, Причем во второй формуле дл начала диапазона К 0,97, а дл конца диапазона К 0,95. Дл определени качества карбида кальци при болев высоких температурах используют следующую формулу: а 0,313Т-ЗЦ.1 при Т 1950-2200°С. На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ регулировани плавкой трехфазной трехэлектродной .карбидной печи. Устройство содержит карбидную ,печь 1 iобъект регулировани ), самообжигающиес электроды 2, токовые трансформаторы 3, вл ющиес датчиками тока электрода, печной трайсформатор 1,ПТ) k с переключателем ступеней напр жени (ПСН) 5, вл ющимс датчиком напр жени (показаны дл одной фазы), регул торы 6 электрического режима, воздействующие на исполнительные механизмы 7 (перемещени электрода или перепуска), блоки 8 определени рассто ни электрод под , блоки 9 сравнени фактического и заданного рассто ни электрод - под, усилитель 10 и управл ющие блоки 11, выдающие сигналы управлени в регул торы 6, интеграторы 12, блоки 13 сравнени положени электрод - под центрального и крайних электродов, усилители k сигнала рассогласовани , соединенные с регул тором 6, устройством 15 загрузки и блоком 16 определени рабочей длины электрода, выход которого соединен через регул тор 6 с механизмом перепуска электрода, блок 17 измерени температуры сливаемого карбида кальци и блок 18 определени качества СаС2. На чертеже уи,, yUo, /tj обозначают Управл ющие сигналы, поступаюсдие в регул тор электрического режима, устройство загрузки и ПСН, а ,2 соответствующие управл ющие воздействи исполнительных органов. 9ЛЙ99 Устройство на примере карбидной печй мощностью 60 МВА ) работает спедующим образом. В период работы между двум перепусками .регул тор 6 электрического режима поддерживает заданную активную мощность на электродах путем контрол величины тока электрода согласно известному способу. Сигнал от датчика 3 тока поступает в регул тор 6. Сюда же поступает и сигнал от ПСН, 5 ПТ , пропорциональный напр жению на электроде. В регул торе происходит сравнение .этих сигналов с заданными, и в случае отклонени выдаетс сигнал-fj, на исполнительный механизм 7 на перемещение или перепуск электрода, если заданную мощность нельз поддержать за счет переключени ступеней напр жени . В блоке 8 происходит реализаци уравнени - РФ эп- Ч Jj так как в результате статистическсй обработки были определены значени удельного электрического сопротивлени подэлектродного пространства печи , например, р 8-10 Ом-м. Размеры электрода составл ют 2,8хО,б5-м, что соответствует эквивалентному диа метру с, 1,5 м, при этом посто нна К , РФ 16 мВт 3 125 кА В результате получаем Эта величина сравниваетс в блоке 9 сравнени с заданной величиной, кото ра должна находитьс в диапазоне 10,)3э. В случае отклонени от заданного диапазона сигнал рассогласовани усиливаетс усилителем 10 и поступает на управл ющий блок 11, ко торый выдает сигналы в регул тор 6 и устройство 15 загрузки дл изменени соотношений кокс-известь или прекращение увеличение Jподачи извести из устройства 15. Устройство 15 состоит из двух полостей . В левой части находитс смешанное сырье, а в правой - известь, которую непрерывно подсыпают в зону реакции. Исход из этого смешанное сырье составл ют с некоторой нехваткой извести. Така загрузка шихты в печь позвол ет более оперативно воздействовать на ход технологического процесса и вли ет на качество готового продукта. 9110 Одновременно с окончанием определени рассто ни электрод - под в блоке 8 на выходе этого блока по вл ютс сигналы, поступающие в интегратор 12, где происходит усреднение значени п за определенный промежуток времени, после чего этот сигнал поступает в блок 13 сравнени , где сравниваетс с аналогичным сигналом второй фазы 1.центральный электрод), котора рл етс задатчиком дл крайних фаз. В случае отклонени , превышающего заданное значение 100-120 мм, на выходе блока сравнени по вл етс сигнал рассогласовани , который усиливаетс усилителем и поступает также в регул тор 6 и систему дозировки шихты. В блоке 16 происходит определение рабочей длины электрода, т,е, реализуетс уравнение -Э Высота ванны печи Н 2,5 м, рассто ние 11 1, м, а усредненное значение рассто ни электрод - под поступает в блок 16 с выхода интегратора 12. Оптимальна величина рабочей длины электрода должна составл ть 1нз .0,8+0 ,9)3В случае отклонени необходимо произвести перепуск электрода или изменить электрический режим. В рассматриваемом случае Uj 2,5+1,-1, 2,5 м, т,е.из 1зопг. котора должна составл ть 1,2-1, м. Это.означает, что электрод длинный и перепуск производить не надо. Так как ЯЗР, 1, М, что несколько превышает оптимальное значение 10,7-0,9)3э то электрод необходимо несколько опустить . Сигнал разбаланса йЬ усиливаетс усилителем 10 и поступает в управл ющих блок 11, где решаетс задача за счет какого воздействи (дл. или «.j). вернуть электрод в оптимальное положение . Аналогичным образом решаетс вопрос при рассто нии электрод - под меньше оптимального значени . Таким образом, необходимость осуществлени перепуска электрода определ етс невозможностью поддержами заданной электрической мо1чности, невозможностью поддержани оптимальгного рассто ни электрод - под, т.е. эп Чпопг условием, когда рабоча 11 9 длина электрода меньше оптимальной Э эont) величины Сигнал качества карбида кальци формируетс в блоках 17 и 18, npknen блок 17 измер ет температуру сливаемого карбида кальци , а в блоке 18 реализуетс одно из приведенных выше уравнений, в зависимости от величины сигнала на выходе блока 17 и сравниваетс с заданным качеством продукта ( л/кг). В случае от клонени от заданного диапазона в уп равл ющий блок 11 центральной фазы поступает сигнал на изменение электрического режима или шихты. Предлагаемый способ и устройство регулировани карбидной печи позвол ют улучшить качество управлени благодар более точному определению рабочей длины электрода, рассто ни электрод - под и момента осуществлени перепуска, а также изменению электрического режима и дозировки шихты. Оптимальный энергетический режим обеспечивает снижение удельного расхода электроэнергии и повышает выход качестве нного карбида кальци . Формула изобретени 1, Способ регулировани плавкой трехфазной трехэлектродной карбидной печи с центральным электродом у летки , при котором контролируют электри ческие параметры печи, положение тор цов электродов, рабочую длину электродов и качество готового продукта, сравнивают их с заданными и при их отклонении измен ют указанные параметры путем перемещени и перепуска электродов и/или переключени ступеней напр жени печного трансформатора , отличающий с тем. что, с целью снижени удельного расх да электроэнергии, в течение всего процесса плавки поддерживают положен торцов крайних электродов на 100120 мм ниже положени торца централь ного электрода, а величину перепуска электродов определ ют по формуле п-4о,8-о.9)аз-(Нз-ь1.,) где Зз эквивалентный диаметр элект рода, м; Нэ - высота ванны печи,м; Ьп- рассто ние от колошника до контактной плиты, м; , ка усредненна высота рассто ЭГ 32 Э ни терец электрода -,под, м; РФ - активна мощность фазы, мВт, Jq - ток электрода, кА; посто нный коэффициент; показатель инерционности; р - усредненное удельное электрическое сопротивление подэлектродного пространства. Ом- м , 2. Устройство дл регулирювани рлавкой трехфазной трехэлектродной . карбидной печи, содержащее дл каждой фазы регул тор электрического режима, к входам которого подключены датчики и задатчики тока электрода этой фазы и датчики и задатчики напр жени / электрод - под, один из выходов подключен к входу механизма перемещени и/или перепуска электрода, а другой к переключателю ступеней напр жени печного трансформатора, блок определени рабочей длины электрода, блок определени рассто ни электрод - под, два входа которого соединены с указанными датчиками тока и напр жени , а выход через блок сравнени и усилитель - с входом управл ющего блока , св занного выходами с регул тором электрического режима и входом загрузочного устройства, и один дл . всех фаз блок определени качества готового продукта, отличающеес тем, что, с целью снижени удельного расхода электроэнергии, оно содержит два дополнительных блока сравнени , оба входа каждого из которых подключены к первым выходам двух интеграторов, соединенных входами с выходами блоков определени рассто ни электрод - под одного из крайних и центрального электродов, а выходами - с дополнительным входом управл ющего блока указанного крайнего электрода, вторые выходы интеграторов соединены с входами блоков определени -рабочей длины указанного крайнего электрода, а выход блока определени качества готового продукта - с дополнительным входом управл кхцего устройства центрального ;электрода. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Автоматическое управление руднотермическими электропечами. М., НИИТЭХИМ, 1977, с. 6-U.
2.Патент Франции If 2110972, кл.Р 27 D 19/00, 1972. hsa тХ- у - I oHo/f et/t ffa I /(разе L.J т г М t за I. Л