Способ измерения сопротивления шлаковой ванны при электрошлаковом переплаве

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСППБЛИН 9 г сггг А с 5 гг С 21 С /5 щам ъщлВ :;. - "3ЕНИЯ Кв ВИ ихе ) е (змхиз ктивиед-подное сопротивлеучастка электрдон;коэФфициент, зщий от магнитнсвоиств электр висякда; расчетное внешнееиндуктивное сопротивление электрода. ГОСПДА 1 фСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Чувашский государственный университет им.И.Н,Ульянова и Всесоюзншй научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институтрелестроения53) 669.187.2(088,8)(56) 1. Матисон А. Г. и др,. Измерительные преобразователи активных мощ-ности и проводимости для электроплавильных печей. М., "Энергия",1978, вып, 11 (195).2, Электрооборудование и автоматика электротермических установок.Справочник под ред. А,П.Альгаузен,М., "Энергия", 1978,(5)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ШПАКОВОй ВАННЫ ПРИ ЭПЕКТРОШПАКОВОМ ПЕРЕПЛАВЕ, основанный на измерении тока и напряжения на участкеэлектрод-поддон и преобразовании ихпоследовательно в сигнал, пропорциональный величине активного сопротивления, отличающийсяетем, что, с целью повышения точности непрерывного измерения активного сопротивления шлаковой ванны нвпосредственно по ходу плавки, дополнительно измеряют длину электрода, по величине которой определяют внешнее индуктивное сопротивление электрода, сигналы по току и напряжению преобразуют в сигнал, пропорциональный индуктивному сопротивлению электрода, считая, что индуктивное сопротивление шлаковой ванны равно нулю, активное сопротивление шлаковой ванны определяют по формулеИзобретение относится к электро-технике, а именно к электрошлаковому переплаву.Известен способ 1и:мерения сопротивления шлаковой ванны, основан- ный на измерении значений тока и напряжения ла участке электрод-поддон, включающий в себя слиток, шлаковую ванну и электрод или часть его, и последующем преобразовании в сигнал, 1 О пропорциональный величине активного сопротивления данного участка по формуле Ч1/ 3 соЯ где Ч Цель изобретения - повышение точ 45 ности непрерывного измерения активного сопротивления шлаковой ванны непосредственно по ходу плавки.Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения сопротивления шлаковой ванны при электро-о шлаковом переплаве, основанному на измерении тока и напряжения на участке электрод-поддон и преобразовании их последовательно в сигнал, пр.:порциональный величине активного сопротивления , дои пнитепьно измеряю 1 длину электрода, цо величин. которой определяют внсшнее индуктивное с цпо- напряжение на участке электрической цепи: слиток-шлаковая ванна-электрод;Ч,.1- амплитуда напряжения и то 20"ка на участке;Чф - сдвиг фаз между током инапряжением,Недостатком способа является неучет индуктивного сопротивления25электрода, а также то, что в измерен ное сопротивление входит активное сопротивление электрода.Иараметры элект 1 рода ( активное и реактивное сопротивление) в ходе плавки сильно меняются, Изменение может достигатьч 0-154 от общего сопротивления, а индуктивное до 20-25Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является способ учета изменения в ходе плавки путем программной коррекции измеренного сопротивления, либо жесткого временного программирования, либо координатно-временного2 1.Однако и в эом случае точность 4 Оопределения сопротивления шлаковойванны зависит от конкретного протекания процесса плавки, тивление электрода, сигналы по гокуи напряжению преобразуют в сигнал,пропорциональный индуктивному сопротивлению. электрода считая, что индуктивное сопротивления шлаковой ванны равно нулю, активное сопротивление шлаковой ванны определяют по формуле Я: Р -с 1 хШ ИЗЮиЗМ Е)1 Где В ,х ; активное и индуктивное сопротивлениеучастка электрод-поддон;- коэффициент, зависящий от магнитныхсвойств электрода;х - расчетное внешнее индукетивное сопротивлениеэлектрода,Сущность способа измерения активного сопротивления шлаковой ванны заключается в следующем.Так как ванна обладает лишь активным сопротивлением, а индуктивное сопротивление слитка намного меньше индуктивного сопротивления электрода хЭ , то можно считать, что х = хЭ хЭ= х+ х 1 где х - индуктивное сопротивлениепроводника, обусловленное электромагнитным полем вне проводника;х. - индуктивное сопротивление,обусловленное электромагнитным полем внутри проводника.В то же время активное сопротивление проводника К связано с внутренним" сопротивлейием х соотноше- нием Ву 1 сх,- коэффициент, зависящий от магнитных свойств проводника(для немагнитного проводника к=1,а для магнитного 1=1,67) . где 1 С учетом выражений 1)- 3) при условии, что сопротивление слитка К =О, выражение для актив н ооцротивления шлаковой ванны вне 1 вид щ иЗМ " ивам Известно, что индуктивное сопротивление проводника условно можно разделить на две составляющиеСоставитель Г, ДеминТехред Ж.Кастелевич Корректор М. Демчик Редактор К. Волощук Заказ 2412/14 Тираж 566 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,з 101где Ри ,х- активное и индуктив,ное сопротивлениеучастка электродподдон.Величина индуктивного сопротивления х определяется лишь геометрическими размерами электрода, ее можно определять в зависимости от длины расходуемого электрода. Например, для цилиндрического электрода, полаЗ 1 элгде р - аЬсолютная магнитная проницаемость вакуума;0,д - длина и диаметр электрода;ЭЛа - коэффициент, зависящий отпоперечных размеров электрода;ьо - круговая частота напряжения питающей сети.На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Устройство включает датчик 1 тока, датчик 2 напряжения,. преоЬразователь 3 сигнала, пропорционального активному сопротивлению участка электрод-поддон, преобразователь 4 сигнала по току и напряжению в сигнал, пропорциональный индуктивному сопротивлению электрода, датчик 5 внешнего индуктивного сопротивления электрода, первый сумматор 6, масштабный усилитель /, второй сумматор 8.Выходы датчика 1 тока и датчика 2 напряжения соединены с входами преобразователей 3 и 4 сигнала по току и напряжению в сигналы, пропорциональные активному сопротивлению и индуктивному сопротивлению, выход преобразователя 4 соединен с первым входом первого сумматора 6, второй вход которого соединен с выходом датчика 5 внешнего индуктивного сопротивления, выход сумматора 6 через масштабный усилительсо-единен с одним входом второго сумматора 3, другой вход которого соединен с выходом преобразователя 3.Устройство работает следующим5 образом.Сигналы, пропорциональные току инапряжению на участке "электрод-поддон, через датчики 1 и 2, представляющие собой, например, согласующие10 трансформаторы и выпрямители с фильтром, поступают на устройство, преобразующее поступающие сигналы всигнал, пропорциональный активномусопротивлению у .азанного участка.Одновременно сигналы с датчиков 1и 2 поступают на преобразователь 3,где ток и напряжение преобразуютсяв сигнал, пропорциональный индуктивному сопротивлению участка элект 20 род-поддон.В ходе плавки идет непрерывноеизмерение длины электрода. Сигнал,пропорциональный длин е электрода,поступает на преоЬраэователь, пре 25 образующий длину электрода в сиг"нал, пропорциональный внешнему индуктивному сопротивлению участкаэлектрод-поддон, оЬусловленномуэлектромагнитным полем вне проводЗ 0 ника.В сумматоре 6 производится вычитание величин, затем сигнал поступает через масштабный усилитель / навход второго сумматора, где производится вычитание сигналов,В результате на выходе блока 8получаем сигнал, пропорциональныйактивному сопротивлению шлаковойванны. 40Применение предлагаемого изоЬретения позволяет повысить производительность в результате повышения допустимой скорости плавления, 45 снизить расход электроэнергии из-заповышения точности поддержания межэлектродного промежутка и гарантировать получение слитков беэ дефектов.