Устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи Советский патент 1990 года по МПК H05B7/144 

Устройство относится к электротермии, в частности к устройствам управления дуговыми электропечами.

Целью изобретения является повышение надежности защиты электродов дуговой электропечи.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство защиты электродов дуговой электропечи содержит датчик 1 напряжения, подключенный через первый ключ 2 управления к входу регулятора 3 и через компаратор 4 - к пятому входу первого элемента ИЛИ-НЕ 5, его четвертый вход соединен с выходом датчика 6 тока и с вторым входом регулятора 3, выход которого через гидропривод 7 связан с механизмом 8 перемещения.

Дифференциатор 9 давления гидропривода и вибродатчик 10 механизма перемещения связаны с входами первого И и второго 12 импульсно-логических детекторов, выходы которых соединены с первыми и вторыми входами первого 5 и второго 13 логических элементов ИЛИ-НЕ, выход второго логического элемента 13 соединен через элемент 14 задержки с третьим входом первого логического элемента 5, и второго 13 логических элементов ИЛИ- НЕ, выход второго логического элемента 13 соединен через элемент 14 задержки с третьим входом первого логического элемента 5, выход которого соединен с входом блока 15 памяти, первый выход блока 15 памяти связан с входом второго ключа 16 управления, а второй выход - с выходами индикатора 17 и механизма зажима электрода 18, импульс- но-логические детекторы 11 и 12 соответственно содержат по два детектора 19. 20 и -, 22 и компаратора 23, 24 и 25, 26.

Устройство работает следующим образом.

При опускании электрода из верхнего положения вниз до электрического контакта с металлической шихтой зажигание дуги защиты электродов обеспечивается регулятором 3 за счет постоянного сравнения в нем сигнала, пропорционального напряжению между электродом и подиной печи, и сигнала, пропорциональному току, протекающему через электрод (дугу). При упоре электрода в токопроводящую шихту в регу- лято)е 3 (|)()рмируется управляющий сигнал на подъем .электрода до тех пор, пока длина возникшей дуги не станет такой, при которой уровни обоих входных сигналов регулятора 3 не уравновесятся. При упоре электрода в токонепроводящую шихту регулятор 3 продолжает некоторое время (2-5 мс) формировать управляющий сигнал на опускание электрода, но в начальный момент механического контакта (даже скользящего типа) на выходах дифференциатора 9 и вибродатчика 10 появляются синфазные колебате тЬ- ные электрические сигналы (затухаюц;ие).

5

Экспериментально установлено, что при упоре электрода в щихту вначале возникают полуволны отрицательной полярности, а затем - положительной. Во всех остальных случаях (в начальный момент опускания, при эксплуатационной остановке, подъеме электрода, вибро- и гидроударах) вначале возникают полуволны положите тьной полярности, затем - отрицательной. Это свойство дифференциатора 9 и вибродатчика 10 ис- 0 пользуется для быстрого распознавания упора электрода в токонепроводящую шихту Если при опускании электрода без дуги, но при наличии напряжения на нем произойдет упор в токонепроводящую щихту, то 5 детекторы 19 и 22 выделят первые отрицательные полуволны сигналов с выходов дифференциатора 9 и вибродатчика 10 соответственно, в компараторах 23 и 26 сформируются логические «О и подадутся к первым и вторым входам первого элемента ИЛИ- 0 НЕ 4. Если в этот момент времени на остальных входах этого элемента будут сформированы логические «О (нет тока: , есть напряжение на электроде: хг, 1), то на его выходе появится логическая «1, которая после запоминания в блоке 15 памяти обеспечит отключение ключом 2 сигнала, пропорционального напряжению между электродом и подиной печи, а следовательно, мгновенную остановку электрода, предотвращение его поломки. Одновременно от- 0 ключается электропривод 18 электрододер- жателя (ослабляя механическое напряжение в электроде, возникающее от действия сил инерпии) и срабатывает индикатор 17 (сирена). Пультовщик печи по этому сигналу поднимает электрод вручч-. о, воздействуя 5 на ключ 6 управления. Изменением его положения в «Ручное управление блок 15 памяти сбрасывается в исходное состояние (обнуляется), что приводит к исчезновению сигнала индикатора 17, включению .еханиз- ма 18 зажима.

Если с выходов дифференциатора 9. и вибродатчика 10 первыми появятся полуволны положите;|ьной полярности, например в начальный мо.мент опускания (без тока дуги), то они, выделенные детекторами 20 5 и 21 и преобразованные в компараторах 24 и 25 соответственно в логические «О, попадают на вход второго элемента ИЛИ-НЕ 13, на выходе которого появляется логическая «1. На третьем входе первого элемента ИЛИ-НЕ 5 этот блокирующий сигнал появ- 0 ляется не сразу, а в момент времени, когда на выходах дифференциатора 9 и вибродатчика 10 возник;;ют полуволны отрицательной полярности, следующие сразу за полуволнами положительной полярности, т. е., когда на первом, втором, четвертом и пятом входах элемента 5 появляются логические «О. Задержка блокирующего сигнала «1 на время, равное половине периода колебаний выходных сигналов (2-5 мс) виброд гчика 10

и дифференциатора 9 давления, обеспечивается элементом 14 временной задержки.

При работе печи на выходах дифференциатора 9 давления и вибродатчика 10 вследствие воздействия электродинамических сил появляются сложные незатухающие колебательные сигналы. Работа устройства защиты от упора в шихту в этом режиме автоматически обеспечивается регулятором 3. Ложная работа его блокируется логическим сигналом Х(, (см. чертеж), формируемым на выходе датчика 6 тока дуги и подаваемым на второй вход элемента ИЛ И-НЕ 5. При обрыве дуги и одновременном упоре в токо- непроводящую шихту эта блокировка мгновенно снимается ().

Форсированный подъем электрода может осуществляться вручную или автоматически посредством воздействия на 11 управления. Пэсле разворота ванны печи или восстановления проводимости шихты с помощью ключа 16 управления производится сброс памяти в блоке 15 и перевод регулятора в автоматический режим работы.

Возникновение вибропомех и помех, связанных с гидроуларами в трубопроводах гидропривода, не приводит к лож.- м работе устройства защиты. В несколько a: повышается быстродействие и чувст . -е.:ьность защиты

Быстродействие и чувствительность, а следовательно, надежность защиты электродов повышается за счет применения вместо инерционного () датчика давления быстродействующих (2-5 мс) дифференциатора давления и вибродатчика, отличающихся от датчика давления функциональным назначением и конструкцией.

На выходе датчика давления сигнал пропорционален уровню давления, а на выходе дифференциатора давления сигнал.пропорционален скорости изменения давления. Сиг- на,1 на выходе вибродатчика пропорционален ускорению электрода.

Применение двух датчиков - дифференциатора давления и вибродатчика, повышает помехозащищенность устройства, а следо- , надежность защиты электродов, так как вероятность одновременного появления синфазных вибро- и гилрО 1о ;е..ч -.рез- вычайно мала (по экспертны.м оценкам .ve- нее 0,0001).

Формула изобретения

0

0

5

э

YcTpoficTBo для управления электриче- ски.м режимом дуговой электропечи, (:одер- жащее для каждой фазы датчик напряжения выход которого соединен с входом ко:,;ла- ратора и управляющим в:,одом первого ключа управления, датчик тока, выход которого соединен с первым входом регулятора, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход соединен с первым входом гидропривода, второй вход которого соединен с выходом второго ключа управления, а его выход соединен с механизмом перемещения электрода, индикатор и механизм зажима электрода, отличающееся тем, что. с целью повышения надежности защиты электрода, оно дополнительно снабх е: : для каждой фазы дифференциатором ;: ..- ления гидропривода, вибродатчиком мс. низма перемещения, двумя импульснс гическими детекторами, олоком ::;:;- . двумя логическими элементамм . Л. -.- -.. элементом задержки, приче ; ЕО ХС;, :i;: р-:: - ренциатора давления соедмпе -: с i. xc.. :.; первого импульср)-логическэг(, детект . , первый и второй выходы KOTopoi o соедин ;;; соответственно с первыми входами lepBt ,

0 и второго логических элементов ИЛИ- .Л: . выход вибродатчика соединен с входом рого импульсно-логического детектор;:, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответственно второго и первого .логических элементов ИЛИ-НЕ,

5 выход второго логического элемента ИЛИ- НЕ соединен через элемент задержки с третьим входом первого логического, элемента ИЛИ-НЕ, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с выходом датчиQ ка тока и компаратором, а его в.ыход соединен с входом блока памяти, первый выход которого соединен с входом второго к,-1:Очг управления, а второй выход -- с о. чол.ом индикатора, механизм зажима электр.-,).;а ; дом первого ключа.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности защиты электрода. При работе печи на выходах дифференциатора 9 давления и вибродатчика 10 под действием электродинамических сил появляются сложные незатухающие колебательные сигналы. Защита от упора в шихту в этом режиме обеспечивается регулятором 3. Ложная работа его блокируется логическим сигналом, формируемым на выходе датчика 6 тока дуги и подаваемом на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 5. При обрыве дуги и одновременном упоре в токонепроводящую шихту эта блокировка мгновенно снимается. 1 ил.