826575

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоцналистическмкРеспубликОпубликовано 30.04.81. Бюллетень16Дата опубликования описания 05.05,81 по делам изобретений и еткрмтий(54) РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ Изобретение относится к электротермии, в частности к выплавке стали в дуговых электропечах ДСП, и может быть использовано в электрометаллургии для регулирования мощности ДСП путем перемещения электрода.Известен регулятор мощности трехфазной ДСП, содержащий программный блок управления, один выход которого соединен с переключателем ступеней напряжения печного трансформатора, а другой - с регулятором двигателей перемещения электродов каждой фазы 1.При включении печи регулятор переме.- щения электродов поддерживает заданный параметр регулирования, соответствующий величине вводимой в печь мощности. В процессе проплавления колодцев в шихте, содержащей как проводящие материалы (руда, металлический лом), так и непроводящие шлакообразующие компоненты (известняк, плавиковый шпат и др), уменьшение проводимости шихты в областях с повышенным содержанием непроводящих материалов при водит к снижению мощности электрической дуги. При этом автоматический регулятор будет перемещать электрод вниз, в направлении шихты, Электрическая дуга в этом случае полностью не восстанавливается, а давление электрода на шихту возрастает, создавая предаварийную ситацию.Известно устройство управления перемещением электродов ДСП, содержащее датчик механических усилий для измерения нагрузок, приложенных к электродному устройству печи, и оснащенное двигателем и механизмом с тросово-барабанной передачей для перемещения электрода. Устройство содержит систему автоматического регулирования электрического режима ДСП и блок компенсации медленно изменяющихся усилий, служащий для учета потенциально неопасных усилий, обусловленных расходом электрода и изменениемнагрузки на электродный узел от токоподводящих шин при изменении положения электрода. При возникновении давления электрода на шихту (проплавление непроводящих компонентов), 20 система регулирования прекращает перемещение электрода до ликвидации опасного усилия, путем проплавления или прожига непроводящих компонентов шихты 2, 82 б 575Недостатком известного устройства является то, что при переходе на технологию плавки, предусматривающую загрузку не- проводящих шлакообразуюших компонентов в ниде плотного компактного слоя под тонкий верхний слой проводящей шихты, система будет стремиться отработать возрастающее рассогласование между током дуги и фазным напряжением путем форсированного перемещения электрода вниз, в направлении шихты что выхывает поломку электрода.Цель изобретения - повышение производительности печи путем интенсификации процесса проплавления непроводящего слоя шихты, автоматизации процесса и снижения удельного расхода электроэнергии. 50 Недостатками устройства являются значительные ошибки определения места возникновения опасных усилий и большая инерционность отработки из-за наличия упругих звеньев и люфта в системе тросово-барабанного механизма и связанного с ним специального датчика механических усилий (натяжение троса). Остаточное натяжение троса (после отключения двигателя перемешения электрода) не соответствует первоначальному, вызвавшему отключение двигателя, что приводит к неустойчивости режима проплавления непроводящих компонентов шихты. Ошибка в определении места возникновения опасных усилий и инерционность отработки приводят к поломкам электродов, а неустойчивость режима - к увеличению времени проплавления. Система сложна в эксплуатации из-за наличия в системе управления генератора сигнала, компенсируюшего, неопасные усилия (вес, положение электрода) требует периодической перенастройки компараторов из-за разбалансировки системы противовесов электродов. Система сложна по конструкции, а также при наладке и эксплуатации и не может быть использована для современных печей, оснашенных приводом с реечной передачей.Известен регулятор мошности дуговой электропечи, содержащий на каждый электрод датчики напряжения и тока электрода, подключенные выходами к двум входам блока сравнения, соединенного третьим входом с выходом задатчики режима, а выходом - с одним из входов переключателя, второй вход которого соединен с задатчиком нормированного биполярного сигнала, выход - с первым входом узла формирования коэффициента усиления, зоны нечувствительности и выходных уровней сигнала при перемещении электрода, выход которого связан со входом тир неторного преобразователя, подключенного выходом к двигателю перемещения электрода, снабженному датчиком тока якоря и датчиком скорости вращения двигателя, соединенным выходом со вторым входом узла формирования 31. 5 о г 5 го 25 за З 5 4 О 4 Поставленная цель достигается тем, что связь узла формирования с тиристорным преобразователем осуществлена через управляемый ключ, соединенный управляющим входом через блок выдержки времени с выходом логического элемента 3 И, первый вход которого через цепочку из элемента задержки и порогового элемента тока якоря двигателя связан с датчиком тока якоря, второй через логический элемент НЕ - с выходом порогового элемента рабочего тока электрода, а третий - с выходом порогового элемента минимального тока электрода, вход которого и через первый вход порогового элемента рабочего тока электрода подключены к упомянутому выходу датчика тока электрода, а второй вход порогового элемента рабочего тока электрода соединен с выходом задатчика режима.На чертеже показан регулятор, блок-схема.Устройство содержит датчики 1 и 2 напряжения и тока электрода, предназначенные для формирования сигналов, пропорциональных фазному напряжению и току электрода, выход которых соединен со входом блока 3 сравнения, где происходит сравнение сигнала параметра регулирования с напряжением задания, поступающего с блока 4 задания. Выход блока 3 сравнения соединен с узлом 5 формирования, который формирует требуемый коэффициент усиления, зову нечувствительности, выходные уровни сигнала регулятора при подъеме и опускании электрода, а также обеспечивает режим ручного управления при подсоединении источника нормированного биполярного сигнала 6 через переключатель 7.Выход функционального узла 5 соединенс тиристорным преобразователем 8 через ключ 9, входяший в логический блок, выделенный пунктиром.Тиристорный преобразователь 8 обеспечивает питание двигателя 10 перемещения электрода, который, в свою очередь, соединен с датчиками 11 и 12 скорости вращения (частоты вращения) и тока якоря двигателя. Датчик 11 скорости врашения соединен с узлом 5 для формирования обратной связи по скорости, обеспечивающей стабильность скоростной характеристики и необходимые динамические качества электропривода,Датчик 2 тока соединен с пороговыми элементами 13 и 14 минимального тока и рабочего тока электрода. Второй вход элемента 14 соединен с выходом блока 4 задания.Датчик 12 тока двигателя соединен через пороговый элемент 15 рабочего тока двигателя, предназначенный для фиксации ьозникновения опасных усилий при давлении электрода на шихту по возрастанию тока якоря двигателя и элемент 16 задержки с логическим элементом 3 И 17. Элемент 16 служит для устранения ложных срабатываний поро826575 5 ьгового элемента 15 от пусковых токов дви- нутого ключа 9 и отключению привода перегателя. мещения электрода. При этом ток двигателяВыходы пороговых элементов 13 и 14 становится равным нулю, сигнал на выходе также соединены с элементом 17, причем элемента 17 совпадения исчезает, но элепороговый элемент 14 рабочего тока дуги мент 19 выдержки времени продолжает гене- соединен с элементом 17 через логический рировать сигнал в заданном временном инэлемент НЕ 8, предназначнный для фор- тервале, необходимом для проплавления немирования единичного сигнала при перехо- проводящих шлакообразующих компонентов де порогового элемента 14 в нулевое поло- (5 - 15 с). После окончания работы элеменжение, Выход элемента 17 функционально та 19 выдержки времени нормально замкнсвязан с ключевым элементом 9 через эле- тый ключ 9 возвращается в исходное сосмент 19 выдержки времени, предназначенный 1 р тояние. При этом включается привод передля периодического отключения нормаль- мещения электрода и производится опрос но замкнутого ключевого элемента 9 на вре- пороговых элементов 15, 13 и 14 тока дуги мя, необходимое для проплавления непрово- и рабочего тока двигателя перемещения дяших шлакообразующих компонентов. электрода. Если условия горения дуги неУстройство работает следующим обра- восстановились, производится продавивазом. ние электродом проплавившегося слоя неВ режиме расплавления проводящей ших- проводящих шлакообразующих компоненты в блок 3 сравнения с датчикови 2 тов, а затем, после задержки на 1 - 1,5 с фазного напряжения и тока электрода пос- (элемент 16), происходит вновь срабатыватупают сигналы, пропорциональные току и ние элементов 3 И,7, генерирование сигнанапряжению на электроде. Если печь рабо ла элементом 19о выдержки времени, затем тает в заданном электрическом режиме, то отключение привода ключевым элементом 9 эти сигналы противоположны по знаку и и т.д. до полного проплавления технологи- равны, сигнал на выходе блока 3 сравнения ческого слоя шихты, после чего продолжается нормальная работа системы автоматиравен нулю.При нарушении электрического режима ческого регулирования.токовый сигнал становится больше сигнала 2 Использование предлагаемого уст ойстпо напряжению (или наоборот), На выходе ва позволит сократить продолжительность блока 3 сравнения появляется сигнал разба- периода расплавления на 15 - 20/о, уменьланса, который подается на узел 5 и форми- шить удельный расход электроэнергии в с едруется в соответствии с заданным коэффи- нем на 40 Ж-"-, исключить поломки электроциентом усиления, зоной нечувствительности дов при попадании под них непроводящих и уровнями выходного напряжения. Этот компонентов шихты, увеличить компанию сигнал соответственно отрабатывается при- печи между горячими ремон а, фводом перемещения электрода до восстанов- стен в среднем на 15"/о, исключить простой ления заданного электрического режима. печи необходимыйПосле п оплавлениядля последующеи заосле проплавления проводящего верхнего грузки шлакообразующих материалов.слоя шихты электрод подходит к слою непроводящих шлакообразующих компонентовшихты. При этом ток дуги постепенно (втечение 5 - 15 с) уменьшается вследствиеуменьшения проводимости шихты под элект- Регулятор мощимощности дуговои электропенродом. Сигнал по напряжению на выходе чи содержащий н40ий на каждыи электрод датРблока 3 сравнения будет больше токового, чики напряжения и тока электрода, подклюследовательно, регулятор будет продол- ченные выхода им к двум входам блока сравжать перемещение электрода вниз, нения соединенного треть1ретьим входом с выхоосле уменьшения то а дуги ниже уров- дом задатчика режжима, и выходом - с одня технологически заданного рабочего то- ним из входов перека дуги пороговый элемент 14 рабочего тока 4 которого соединен с задатчиком нормнрованэлектрода переходит в нулевое состояние и ного биполярноого сигнала, а выход - с перчерез элемент НЕ 18 на элемент 17 поступа- вым входом узла Фом узла ормирования коэффициеннечувствительности и выет нормированный сигнал, аналогичный сиг- та усиления, зобы нечувствитнал поступает от порогового элемента 13 ходных уровней сигнала при перемещении минимального тока электрода. При каса- электрода выходод которого связан со входом нии электродом шихты возникает давлениетиристорн го преоб азователя поэлектрода на шихт что внхту, что влечет за собои ного выходом к двигателю перемещения электувеличение тока якоря двигателя 10 и после рода снабженномус абнному датчиком тока якоря ирости вращения двигателя, соесра атывания по)рогового элемента 15 рабо- датчиком скорости вра ения ивторым входом узла чего тока двигателя, через элемент 16 за- диненным выходом со втордержки подается нормированный сигнал наформирования отличаю ит, результате срабатывает эле- целью повышения производительности печи на вхо лмент 17, который вводит единичный сигнал путем интенсификации процесса прд элемента 19 выдержки времени, что ния непроводящих слоев шихты, связь узла приводит к срабатыванию нормально замк- формирования с тиристорным преобразова826575 Соста Техред А Тираж 8 Государств елам изобре сква, Ж - 35 Патент, г.итель О Бойкас рпак Редактор А. ВласенкоЗаказ 2339/25ВНИИ Корректор Ю.Подписноеомитета СССРозкрытийкая наб., д. 4/5д, ул. Проектная, 4 акаренк нного тений иРауш Уж горо 113035, Мфилиал ППП телем осуществлена через управляемый ключ, соединенный управляющим входом через блок выдержки времени с выходом логического элемента 3 И, первый вход которого через цепочку из элемента задержки и порогового элемента тока якоря двигателя связан с датчиком тока якоря, второй через логический элемент НЕ - с выходом порогового элемента рабочего тока электрода, а третий - с выходом порогового элемента минимального тока электрода, вход которого и первый вход порогового элемента ра- бочего тока электрода подключены к упомянутому выходу датчика тока электрода, второй вход порогового элемента рабочего тока электрода соединен с выходом задатчика режима. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 548942, кл, Н 05 В 7/148, 1977.2. Патент США Мв 3914526, кл. 13 - 13,1975.3. Сидоренко М. Ф., Косырев А. И. Автоматизация и механизация электросталеплавильного и ферросплавного производства,М., Металлургия, 1975, с. 41,