Способ управления плавкой белого электрокорунда в электродуговой печи

(9 05 В 7/14 1 ЕЛЬСТВУ ЕЛОГОПЕЧИ нолотро- явля лекз ОО М (РЪ Сл хнологии е относится электрокорубам управлеокорунда в зобретенизводстваи к спос п да,ия и вк нобелво о ектр о элек печи ние пр лубудель- плавния - снижктроэнерг Цель изобрет ного расхода эл ке на шихте из прокаленного,гНа фиг.1 по К рядового иинозема,ема азана блок- осуществлен пре устройства для гаемого способа азы (для о), придля однои о аналогич остальных аз ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ Сви/научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности и Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) А,А.Педро, Г.М.Жилов, В.В.Работ нов, С,В,Короткин, М.И,Лифсон, И.1.Вовчик и Л,М.Махамалкин (53). 621.365.414(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР 1 1066048, кл. Н 05 В 7/14, 1982.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЛАВКОЙЭЛЕКТРОКОРУНДА В ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ(57) Изобретение относится к тегни.производства электрокорундачастности к способам управлениякой белого электрокорунда в эледуговой печи. Целью изобретенияется снижение удельного расходаФтроэнергии при плавке на шихте рядового и глубокопрокдленного глинозема. Это достигается тем, что предварительно устанавливают зависимость между отношением пятой гармоники тока электродов к первой 1 /1, и содержанием 1-фазы в шихте, по которой определяют диапазон величин отношений 1 /1 , соответствующих содержанию -фазы 70-80%. Измеряют фактические значения отношений 1 /1, в процессе плавки, а также отношений третьей гармоники к первой 1 /1, и осуществляют корректировку электрического режима печи. При этом если текущее значение 1 /1 меньше значений11 /1 , соответствующих содержанию1 фс(-фазы 70-80%, то корректируют электрический режим в сторону уменьшения 1/1, на 40-50% от измеренного, а при значении 1 /1, большем значений 1 /1 , соответствующих содержаниюФ,Ы-. фазы 70-80%, корректируют электрический режим в сторону увеличения 1 /1 на ту же величину. 2 ил.1 мер исполнения; на фиг.2 - графикизависимости 1 /1 и 1 /1 от содерзжания с-фазы в шихтеУстройство включает ванну 1 печи,самоспекаюпщйся электрод 2, заглубленный в шихту, печной трансформатор3 с переключателем 4 ступеней напряжения, являющийся датчиком напряжения, трансформатор 5 тока, которыйявляется датчиком тока электрода,регулятор 6 электрического режима,воздействующий на блок 7 перемещенияэлектродов или переключатель 4 сту 158236510 пеней напряжения при отклонениирегулируемого параметра, анализатор8 гармоник тока, блок 1 О сравненияфактического и заданного отношенийтретьей гармоники тока к первой,.блок 9 определения фактической величины а-фазы блок 11 сравнения фактического и оптимального значений офазы, усилитель 12, соединенный сзагрузочным устройством, датчик 13,износа футеровки (измерение толщиныгарнисажа) и блок 1 4 сравнения, выходкоторого соединен с регулятором электрического режима. 15Выполнение устройства не вызываетзатруднений так как в качестве регупятора электрического режима можноИспользовать известные регуляторы иустройство для анализа гармоник.В качестве датчика износа футерови (измерения толщины гарнисажа)ожно.использовать датчик температурыутеровки и сливаемого расплава, наример, как в известном устройстве. 25Оптимальным содержанием о-фазы в1 пихте для электроплавки белого корун-да является 70-80 При содержанииь-фазы вшихте менее 70 существенновозрастает время плавки что обуслав 30кивает повышение удельного расходаэлектроэнергии; при содержании с-фазы в шихте более 80 резко возрастает .расход электроэнергии на поддержаниеВысокой температуры всего расплавав печи, что связано с изменением рас 35йределения электроэнергии между электрической дугой и расплавом,В связи с тем, что содержание оФазы в рядовом глиноземе колеблется 40от 20 до 42, а в глубокопрокаленномот 60 до 80 , получение шихты с оптимальным содержанием о-фазы затруднено, так как продолжительность процесса плавки белого электрокорунда соиз Мерима с временем анализа содержанияЫ-фазы в шихте. Поэтому. электрический,режим плавки, который устанавливаютисходя из оптимального содержания ,Мфазы (обычно из расчета Ы-фазы) вШихте путем регулировки ступеней на 50Пряжения печного трансформатора иПеремещением электродов, не являетсяоптимальным для фактического содержания Ы-фазы в щихте конкретной плавки,Установлено, что между отношениемпятой гармоники (1 ) тока электродовк первой (1,) при фиксированном напряжении плавки и содержанием е(-фазы в шихте для каждой печи существует хорошо коррелируемая и воспроизводимая взаимосвязь. Это позволяетспустя 20-30 мнн после начала плавкиоценить фактическое содержание офазы в шихте и привести электрическийрежим плавки к оптимальному для. этогофактического содержания о-фазы, Приэтом если содержание а-фазы в шихТесоставляет менее 70 ., то корректировку электрического режима плавки производят переключением ступеней напряжения печного трансформатора и/илиперемещением электродов в сторону ,уменьшения отношения третьей гармоники (1 ) тока к первой (1,) на 40-50 .от текущего,Если содержание а-фазы в шихте составляет более 80 , то Корректировкуэлектрического режима плавки производят в сторону увеличения отношения1 /1, на ту же величину.Предельное изменение величины отношения 1 з/1в обоих случаях обусловлено допустимой мерой асимметриинагрузок электродов.П р и м е р. Процесс плавки белогоэлектрокорунда ведут в электропечимощностью 6,5 МВТ, Уставки регуляторуэлектрического режима задают: токэлектрода 1 э8,5 кА; напряжениеБ = 218 В (пятая ступень напряженияпечного трансформатора). В печь загружают глубокопрокаленный глинозем.При отклонении электрического режимарегулирование его происходит по известному способу, т.е. в первую очередь выдается сигнал Р в переключа 1тель 4 на переключение ступени напря,жения, если допускается переключениеступеней напряжения под нагрузкой,Если это регулирующее воздействиеосуществить нельзя, то регулятор 6выдает сигнал Р на перемещение электрода в сторону восстановления заданного режима. Одновременно от трансформатора 5 тока (или пояса Роговского)в анализатор 8 гармоник поступаетсигнал, пропорциональный току электрода, После соответствующей обработки на входе анализатора 8 появляютсядва сигнала, пропорциональные величине отношения третьей и пятой гармоникк первой те, 1 з/1 и 15/11Пусть1/1 ф 28а 1/1, = 39% По графику (фиг.2) зависимости отношенияпятой гармоники к первой от -фазыв расплаве определяют величину Ы5 158фазы, которая равна 81На основанииисследований установлено, что длятакого содержания о-фазы в расплавеоптимальным электрическим режимомявляется следующий: номер ступенипечного трансформатора. - вторая (напряжение 11 " 265 В); ток электродаТ,эСравнивая его с предварительнозаданным в начале плавки режимом(У = 218 В - пятая ступень напряжения ; 1 э = 8,5 кА), видим, что режимплавки не является оптимальным,поэтому необходимо переключить ступень напряжения печного трансформатора на вторую ступень, а ток электрода задать 1 = 12 кА,Регулятор электрического режимавыдает соответствующие сигналы Р, напереключатель 4 ступеней напряжения иРв блок 7 перемещения электродов,На вход анализатора 8 гармоник поступают сигналы, пропорциональныевеличинам третьей и пятой гармоник,а на выходе анализатора 8 - сигналы,пропорциональные отношению этих гармоник к первой. Значения их сталисоответственно 1 /1 = 7 и 1 /,1= б .В блоке О сравнения фактическаявеличина отношения третьей гармоникик первой (6%) сравнивается с предельно допустимым значением, которое длязаданного электрического режимадолжно быть 1 /1, ( 5.;. Отношениетретьей гармоники к первой показывает степень асимметрии нагрузки,и так как фактическая величина 1 З/1,больше. допустимого значения, товыравнивают нагрузку на электродахпутем изменения глубины их погруженияв ванну, причем так как каждая фазавлияет на нагрузку соседней фазы,то перемещение электрода осуществляют)начиная с второго электрода и т,д,до тех пор, пока на выходе блока 1 Оне исчезнет сигнал А 1 з/1 т,е.когда фТ /1 ь 1 1, . В блоке 11сравнивается фактическое значениесодержания(-фазы в расплаве, определенное в блоке 9, с оптимальными:значениями. В данном примере величинысодержания -фазы: фактическая 81 ;максимально допустимая 80 , практически одинаковы, поэтому на выходе блока11 нет сигнала Р на изменение содер 3жания количества глубокопрокаленногоглинозема в исходной шихте для следу 2365 6ющей плавки. Сигнал Рз на выходеблока 11 появляется в том случае, еСли содержание а-фазы в расплавебольше 802 на 5%, так как зонанечувствительности усилителя 12,. выдающего сигнал Р , так настроена,т.е. при а-фазе = 85Если фактическое содержание а-фазы меньше10 75%, то на выходе усилителя 12 появляется сигнал Р на увеличение количества глубокопрокаленного глиноземав исходной шихте для следующей плавки,Кроме того, в приведенном15 примере возможен случай, когда припереходе на оптимальный электрическийрежим отношение третьей гармоникик первой значительно меньше допустимого значения, например 1 /1= 2%. В этом случае на выходе блока10 сравнения появляется сигнал разбаланса, но в регулятор он не поступает, а передается на пульт аппаратчика, В соответствии с этим сигналомаппаратчик может увеличить заданиена ток электрода в пределах номинального тока печного трансформатора,например 1 э = 12,5 кА (номинальныйток печного трансформатора 1 н =30 = 13,3 кА), что уменьшит время плавки.В приведенном примере при переходес пятой ступени напряжения на вторуюи величины тока электрода с 8,5 на1 2 кА удельный расход электроэнергиисокращается на 65 кВт ч/т, а толщинагарнисажа увеличивается со 100 до200 мм,Таким образом, алгоритм управленияпо предлагаемому способу следующий:40 1. в электропечь загружается шихта,состоящая из рядового и глубокопрокаленного глинозема;2. задается предварительный (первоначальный) электрический режим, т.е.45 в регулятор 6 поступает задание наномер ступени и ток электрода ( )33. измеряется величина гармонических составляющих тока (пояс Роговского;)50 4, определяется отношение третьейеи пятой гармоник тока к первои(анализатор 8 гармоник); 5. определяется фактическое значение о-фазы в расплаве по величине отношения пятой гармоники тока к первой (блок 9 - дисплей или измерительный прибор, отградуированный в единицах с-фазы);, сравнивается оптимальный электрИческий режим для фактического значеня (-фазы с предварительно заданм (осуществляется аппаратчиком игпи технологом);7. при отклонении фактического режима от оптимального регулятору изменяют уставки на номер ступени и ток электрода; регулятор осуществляет отработку известным способом; вначале п реключает ступень напряжения до зад иной, затем перемещает электрод до 1 э,й.8. одновременно сравнивают отношение третьей гармоники к первой с допустимым для заданного режима плавки (лок 10), иа) если 1 з/11 з/1 р, , то сигнал п 9 ступает в регулятор, который осуще- д сбавляет перемещение электрода до тех пр, пока не станет 1/1,1/1 1 долгб) если 1 /1, ( 1 /1, сигнал поступает на пульт управления и аппаг ртчик (технолог) сам решает, увеличить ток электрода или нет;9. сравнивается фактическое содержание (-фазы в расплаве с оптималь-. нфпчи значениями, иа) если с-фаза 4.Ы-фазы ЗО максимально допустимого значения (80+53), то уменьшают количество гдубокопрокаленного глинозема в шихте для следующей плавки (сигнал Р ),б) если -фаза( в -фазы Минимально допустимого значения(70-5 ), то увеличивают количествоглубокопрокаленного глинозема вшихте для следующей плавки (сигналр ) Формула изобретенияСпособ управления плавкой белого электрокорунда в электродуговой печи, включающий измерение и анализ гармонического состава тока электродов и корректировку электрического режима переключением ступеней печного трансформатора и/или перемещением электродов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения удельного расхода электроэнергии при плавке на шихте из рядового и глубокопрокаленного глинозема, по ходу плавки измеряют отношения пятой и третьей гармоник тока к первой, по предварительно установленной для электродуговой печи зависимости между отношением пятой гармоники к первой и содержанием ь-фазы в шихте определяют содержание о-фазы в последней и при ее величине менее 70 осуществляют корректировку электрического режима печи в сторону уменьшения отношения третьей гармоники к первой на 40-50% от измеренного, а при величине содержания а-фазы в шихте более 80 осуществляют корректировку электричес- кого режима в сторону увеличения отношения третьей гармоники к первой яа ту же величину,1582365 стор ЮЬг 1 Форректор М.Самборска Составитель А,ИвановТехред Л.Олийнык тор А а е Подписи ГКНТ СЧС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О Заказ 2098ВНИИПИ Государственного113035,Тираж 675митета по изосква, Ж, Р ениям и открытия кая наб., д4/5