Установка для автоматического регулирования режима дуговой печи с расходуемым электродом и с непрерывным вытягиванием слитка из кристаллизатора Советский патент 1957 года по МПК G05F1/02 F27D11/00 F27D19/00 

Автоматическое регулирование режима дуговой печи с нерасходуемьш электродом для плавки в нейтральной среде металлов и сплавов, отличающихся повышенной химической активностью по отношению к кислороду, азоту и к большинству огнеупоров, обычно осуществляется в функции заданных электрических параметров - мощности, тока и напряжения. Процесс регулирования облегчается постоянством зависимости между длиной дуги, напряжением и током. В применяемых устройствах основной регулируемой величиной является длина дуги.

В дуговой печи с нерасходуемым электродом (вольфрам, графит) и с непрерывным вытягиванием слитка из кристаллизатора упомянутый выше автоматический процесс позволяет поддерживать уровень расплавленного металла в заданных ограниченных пределах, обеспечивающих безопасность плавки.

Ведение процесса дуговой плавки в печи с расходуемым электродом и

с непрерывным вытягиванием слитка из кристаллизатора оаиожняется опасностью выхода зоны плавления металла за пределы кристаллизатора и возможностью тяжелой аварии, связанной с проплавлением корпуса печи.

При дуговой плавке с расходуемым электродом и с вытягиванием слитка упомянутые выше схемы автоматического регулирования не предотвра1цают возможности аварии.

Известные схемы автоматического регулирования мощности дуги не могут быть использованы при плавке титана в вакууме или в разреженной среде инертного газа, так как в этих условиях очень часто возникают явления паразитных электрических разрядов различного вида - от тихого разряда до дугового при одновременном су цествовании основной дуги.

В таких условиях растягивание дуги в очень широких пределах не отражается па величинах напряжения и тока дуги. Чрезмерное растя -ивание дуги может привести к аварни с тяжелыми последствиями.

Особеиностыо предлагаемой Зстаповки для автоматического регулироваиия режима дуговой печи с расходуемым электродом и с непрерывным вытягиванием слитка из кристаллизатора, яВоТяется совместное примеиенение известных:устройств, осуществляюидих контроль уровия жидкого металла в кристаллизаторе и автоматическое поддержание заданной ;|;лины дуги и заданной мопшости последней. Эти.м обеспечивается надежная работа установки в условиях плавки титана и его сплавов в оакууме или в иейтральиой среде.

На чертеже представлена прииципиальная электрическая схема предлагаемой установки.

Для автолгатичеекого поддержапия заданного уровия расилавлениого металла ири пепрерывном вытягивании слитка в процессе плавления в стаиовке при.меиены источник // паправлениого радиоактивного изл}чения и счетная трубка Сч|, расположенные таким образо.м, что слиток при своем движении перекрывает ход лучей от источника Д к трубке Сч. Изменение уровня слитка вызывает измеиеиие величины тока через трубку Сч1, что, в свою очередь, влечет за собой измеиеиие потенциала с--тки и анодного тока лампы J/i. J аиодиую цепь этой лампы включеиа обмотка управления ОУ. электромашинного усилителя ГС, включенная иавстречу задаюигей обмотке 30i последнего.

Таким образом, при изменении уровня слитка происходит изменение иапряжения на выходных щетках электромашииного усилителя ГС, что приводит к изменению скорости двигате пя МС, осугцествляюп1его вытягивание слитка. При некотором нижнем предельном уровне слитка изменяется иолярность электромашинного усилителя, что приводит к изменению направления движения слитка.

Автоматическое поддержание заданной длины дуги при плавке расходуемого электрода осугцествляется, подобно описанному выше, с помощью источника Д2 направле1П1ого радиоактивного из.лучения и счетной трубки Сч2, расположенных таким образом, чтобы ири перемещении электрода Эд и слитка Ск изменялось количество гамма-квантов, попадающих от источника Д па счетную трубку Сч. Вызванное этим изменение тока трубки приводит к из.меиению потеициала сетки и аиодного тока ла.мпы Л2, питаюи;ей обмотку управления ОУ2 электромашинного усилителя ГЭ, включенную иаветречу задагоп1ей обмотке ЗОг. Электромащинный усилитель ГЭ питает двигатель Л4Э подачи электрода.

Таким образом, скороеть и направление врап;ения двигата1я Л4Э подачи электрода находятся в прямой зависимости от степени сближения слитка Ск и электрода Эд, т. е. от длииы дуги.

Взаимодействие задающей и управляющей об.моток электромащипиого Зсилителя ГЭ обеспечивает автоматическое поддержание заданной длииы дуги.

Автоматическое поддержание задаииой мощиости дуги обеспечиваетея соответствующи.1 изменением тока возбуждения генератора дуги ГД, приводи.мого во вращеиие электродвигателе.м МП.

Обмотка возбуждения ОВ генератора ГД иитается от электромашинного усилителя Г В с двумя обмотками возбуждения-задающей 30 и управляющей ОУ, включенными навстречу одна другой. Изменение тока дуги вызывает изменение напряжения на вторичной обмотке транеформатора тока ТТ, являющегося источником анодного напряжения для двухполупериодного вьшрямите чя на лампах Лу и Л.-,, .питающего обмотку управления ОУ электромашинного усилителя ГВ.

Таким образо.м, увеличение тока дуги повышает размагничивающее действие обмотки управления и уменьшает напряжение электромашинного усилителя ГВ, а также ток возбуждения генератора дуги ГД.

Уменьшение тока дуги вызывает обратное действие схемы.

Таким образом, схема обеспечивает автоматическое поддерживание тока и мощности дуги на заданном уровне.

Автоматический и непрерывный контроль уровня слитка и длины дуги осуществляется при помощи миллиамперметров ма, включенных в цепи обмоток управления соответствуюпдих электромащинных усилителей. Токи этих обмоток управления пропорциональны уровню слитка и дли не дуги, что позволяет проградуипо-вать упомянутые миллиамперметпы в единицах длины.

Питание задающих обмоток электромащинных усилителей i-i обмоток возбуждения двигателя вытягива1Я с.:1итка и подачи электрода осуществляется от источника стабилизированного напряжения постоянного тока.

В схеме осуществлена максимальная защита (максимальные реле РМВ, РМ1, РМ2) и защита от нарущений нормального режима печи (реле нормального режима РНР).

Предмет изобретения

Установка для автоматического регулирования режима дуговой печи с расходуемым электродом и с непрерывным вытягиванием слитка из кристаллизатора, уровень жидкого металла в котором контролируется с помон1,ыо радиоактивного индикатора, управляющего двигателем, осуществля 0 цим вытягивание слитка, о т л и ч а К) щ а я с я тем, что, с целью обеспечения надежной работы устройства в условиях плавки титана и его спл;и ог, п вакууме или в нейтральной среде, дополнительно применены; устройство для автоматического поддержания заданной длины дуги с номощью радиоактивного 1щдикатора, контролирующего положение электрода и управляющего двигателем, осуацествляющим подачу последнего, и устройство для автоматического поддержания заданной мопдности дуги, ток в которой контролируется трансформатором тока, дающим напряжение, управляющее током возбуждения генератора, питающего ДУГУ.