Способ управления электрическим режимом дуговой электросталеплавильной печи

(57 ет к черноивыплавкех. Цельенин прои сниного расхода эле ся благодаря кра икальным перемещ при устойчивом у ктромеханических жения удел и достигае трод тковременным вер еличени колебаработа ксималь электродов размаха эл ний электр ющей в режи ной нагруз времени. Г да дуговои печиме ограничения и в заданные интервал ни лебании в период производится кратнием длины дуги од жидкой ванныуги на 15-207,авлени олодцев увелич а в пер длины д:Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Кузнецкий металлургический кобинат им. В. И. Ленина(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКРЕЖИМОМ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ) Изобретение относится м аллургии, в частности к стали в дуговых электропеч изобретения состоит в повыш изводительности дуговой педения при отсутствии электромеханических воздействий. Кроме того, околорезонансные режимы (как и поломкиэлектродов) сопровождаются обратнымивоздействиями на питающую электросеть, ухудшающими режим ее работы,Следовательно, при управлении электрическим режимом дуговой печи, особенно при ограничении максимума потребляемой электрической мощности,весьма существенно своевременно выявлять возникновение околорезонансных электромеханиуеских режимов (например, путем регистрации и анализасоставляющих вибрации электродов) исвоевременно предпринимать управляющие воздействия по их подавлению.Околорезонансные электромеханические 45 50 Изобретение относится к черной металлургии, в частности квыплавке стали в дуговых электросталеплавильных печах.Цель изобретения - повышение производительности дуговой печи, снижение расхода электродов.Изменение длины дуги посредством вертикальных перемещений электродов 10 позволяет гасить околорезонансные электромеханические колебания электродов. Причиной возникновения электромеханических автоколебаний, согласно современным представлениям о процессе электродуговой плавки, является взаимодействие ряда факторов (магнитное выдувание электрической дуги, электродинамиуеские силы, геометрия системы кратер - электрод и др,), Их воздействие на электроды и шихту может возбуждать биения и резонансные явления, поскольку собственные частотные характеристики электроца и шихты с течением плавки 25 изменяются. Хотя сочетание факторов, возбуждающих околорезонансный режим, возникает случайно, наличие крупно-, кусковой шихты при малых мощностях электропотребления (в условиях ее ог раничения) способствуют сохранению этого сочетания в течение длительного времени (до нескольких минут), особенно сложившейся геометрии системы кратер - электрод, и устОйчивому З 5 поддержанию аколорезонансного электромеханиуеского режима. Это увеличивает риск поломки электрода каквследствие усталостных явлений, так и вследствие резкого массового обва ла шихты вместо ее постепенного осажколебания электродов наиболее простоустраняются пбсредством изменениядлины дуги на 15-20% с помощью кратковременного вертикального перемещения электродов. При меньших перемещениях возможно сохранение режимаоколорезонансных колебаний электродов и существует риск их поломок.Направление перемещения электродов (вверх или вниз) для устраненияколебаний определяется стадией периода плавления. Так в период проплавления колодцев обыуно работаютна коротких дугах с максимальной мощностью. Дополнительное уменьшениедлины дуги даже кратковременно опасно из-за возможной перегрузки питающего трансформатора и подводящей си-.ловой электросети. Поэтому в периодплавления колодцев еобходимо гаситьвозникшие колебания путем увеличениядлины дуги, но не более чем на 20%из-за возможного обрыва дуги. Еслиоколорезонанснйе колебания электродов возникли при горении дуги в проплавленном колодце в стадии жидкаяванна, когда работают обычно на длинных дугах, то необходимо гасить коле"бания электродов путем уменьшениядлины дуги на 15-20%. В эту стадиюу электропечной установки имеютсярезврвы мощности и пОэтому кратковременное увеличение мощности не опасно.Таким образом, кратковременноевертикальное перемещение электродовнарушает сочетание факторов, при котором возникает и поддерживается колебательный режим, из-за измененийгеометрии системы кратер - электрод,и может применяться как одно изсредств экономии электродов, снижения простоев дуговой печи из-за ихполомки, подавления негативных эффектов обратного влияния электромеханических процессов, сопровождающих электродуговую плавку, на режим работыпитающей электросети,На чертеже представлен график распределения времени от начала плавкидо поломки электрода,указанныеэлектромеханиуеские явления и их последствия подтверждаются фактическими данными для 100-тонной дуговой печи с трансформатором номинальной мощности 60 МВА. В массиве плавок В 1 зарегистрировано 137 поломок электродов фазы, в масси 12663ве У 2-43, Распределение моментовполомок электродов фаз в обоих массивах пЪказывает, что наблюдаютсядве области сгущения, охватывающиесвьппе 90 всех поломокПервое сгущение по времени соответствует заглублению электрода на глубину порядкаего диаметра, когда массовый обвалшихты маловероятен. Основной и притом непосредственной пргчиной поломок 1 Оэтой группы являются электродннамические силы. Второе сгущение соответствует периоду осаждения шихты, инаряду с электродинамическими силамипричиной поломок этой группы может 15быть также обвал. Однако, в этом случае электродинамические силы оказывают опосредованное влияние, усиливая интенсивность обвала и тем самьцчриск поломки электрода, Цри их отсутствии более вероятны постепенный обвал, или осаждение шихты, не всегдаприводящие к поломкам электрода. Геометрия разлома электродов в подавляющем большинстве случаев имеет характерный вид и сообразуется с направлением поляризации электромеханических колебаний, Приведенные факты подтверждают, что важнейшей непосредственной или опосредованной ЗОпричиной поломки электродов являютсяэлектродинамические силы,Для экспериментального изучениявибрационного поведения электродовпроведена серия измерений соответ-,ственно ГОСТ 15094-69 и 9899-79 сприменением виброизмерительного датчика ВВА/МЦОЗ, усилителя-преобразователя типа Спектр , вторичногоприбора КСУМ. Датчик устанавливает".-40ся выше свода печи на электрододержателе, поскольку измерения такогорода непосредственно в кратере непредставляются возможными. Полученасерия диаграмм (скорость движения 4диаграммной ленты 180 мм/ч), с поломкой электрода и без поломок. Вовсех случаях перед поломкой электрода регистрировались устойчиво увеличенные в 2-2,5 раза колебания выходного сигнала с частотой 2-5 Гц,возникающие за 3-6 мин и длилисьвплоть до поломки. Длительность ихарактер возникающего режима вполнедостаточны для, его распознавания и иреализации управляющих воздействийкак при автоматическом, так и при. 875 4ручном управлении плавкой. Действительный размах вибросмещений нижнейчасти электрода превьппает измеренныйна электродержателе поменьшей мерена порядок, а ее состояние приближается к пластическому, и наблюдаемаядлительность усиленных электродинамических воздействий достаточна дляпоявления и развития усталостныхявлений в материале электрода, ведущих к его разрушению.Экспериментальная иллюстрация наиболее просто реализуемого воздействия по подавлению электродинамических сил - изменение геометрическиххарактеристик системы кратер - электррод вертикальным перемещением электрода, Устойчиво увеличенный размахколебаний регистрируют несколько раз,например на 20 и 97 мин. Б первом нзуказанных случаев размах уменьшилсяпосле кратковременного подъема электрода (длина дуги увеличивается на20 ), во втором - кратковременнымопусканием электрода (длина дугиуменьшается на 20%),Таким образом, предлагаемый способ позволяет достичь поставленныхцелей по повышению производительности дуговой печи и снижения удельного расхода электродов на 20% за счетпредотвращения их поломок, а такжеснизить негативное обратное влияниеэлектромеханических процессов в дуговой печи на режим работы питающейсиловой электросети,Формула изобретения,Способ управления электрическимрежимом дуговой электросталеплавильной печи, включающий уменьшение активной мощности печи при наличииэлектромеханических колебаний электрода в заданные интервалы времени путем изменения тока и(или) напряжения,о т л и ч а ю щ н й с я тем, что,с целью снижения расхода электродови повышения производительности печипри возбуждении устойчиво увеличенныхэлектромеханических колебаний электрода, кратковременно изменяют длинудуги вертикальным перемещением электрода, прн этом длину дуги увеличивают на 15-20% в процессе прохождения колодцев и уменьшают на 15-20 в пройденном колодце,1266875 0 Г Ф Е 8 70 2 Я ур 18 г Омцн Составитель А. ШербаковРедактор И, Сегляник Техред М.Ходанич . КоРРектоР В. Бутяга Тираж 552 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская на 6., д. 4/5 Заказ 5726/20 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4