Способ регулирования длины дугового промежутка в вакуумной дуговой печи Советский патент 1993 года по МПК H05B7/148 

Изобретение относится к области специальной металлургии и может быть использовано в печах вакуумно-дугового переплава. . Цель изобретения - повышение качества металла вакуумно-дугового переплава и экономии электроэнергии за счет более точного поддержания заданной и оптимальной длины дугового промежутка и автоматизации процесса вакуумно-дугового переплава.« ;

На фиг. 1 представлена осциллограмма напряжения дуги без перемыканий межэлектродного промежутка каплями плавящегося металла; на фиг. 2 - осциллограмма напряжения дуги при перемыкании межэлектродного промежутка каплями плавящегося металла.

Исследования напряжения и тока дуги вакуумной дуговой печи при различных значениях межэлектродного промежутка и силы тока показывают, что с точки зрения технологии получения качественного слитка, для большинства марок переплавляемого металла необходимо поддерживать межэле.ктродный промежуток близкий к минимальному и без существенных возмущений тока, что, как правило, является оптимальной его величиной.

Сталевар определяет оптимальный режим плавки и оптимальную длину дугового промежутка по таким параметрам, как цвет ванны жидкого металла, регистрограммы тока плавления и другим. Для систем управления величиной межэлектродного промежутка и автоматизации процесса вакуумно-дугового переплава одним из самых определенных параметров определения оптимальной длины дугового промежутка может быть форма импульсов снижения напряжения дуги и величины частоты и длительности определенных импульсов.

Определять оптимальный минимальный межэлектродный промежуток при ваку- умно-дуговом переплаве возможно по началу возникновения полного перемыкания каплями металла межэлектродного промежутка, то есть при возникновении, площадки на вершине положительного импульса напряжения дуги и большом градиел

с

оо ел

00

енте изменения напряжения в конце этого импульса. При таком характере импульсов напряжения дуги данный межэлектродный промежуток или среднее напряжение дуги в этот период времени могут являться своеобразной точкой отсчета для задания определенной длины дуги. Поэтому измеряя частоту и длительность импульсов снижения напряжения дуги при капельных замыканиях, определяется опорное напряжение как функция от частоты и длительности этих импульсов. Экспериментальные данные показали практически пропорциональную зависимость частоты и длительности измеряемых импульсов от длины дуги в определенных пределах изменения длины, дуги. Так как частота и длительность измеряемых импульсов носит нестабильный характер то демпфируются эти значения инерционным звеном, и тогда опорное напряжение определяется по формуле

UonW U3aA+K FM(t)Tv,(t)(1-e-t/TA) где Uon(t) - опорное напряжение;

и3эд - задаваемое напряжение;

К - настроечный коэффициент;

FM(t) - частота импульсов снижения напряжения дуги, возникающих при капельном перемыкании межэлектродного промежутка каплями плавящегося металла;

Tw(t) - длительность импульсов снижений напряжения дуги, возникающих при капельном перемыкании межэлектродного промежутка каплями плавящегося металла;

е - постоянная величина:

t - текущее время;

Тд - постоянная времени демпфирования.

Применение предлагаемого способа позволяет автоматически поддерживать заданную длину дуги оптимальную с точки зрения частоты и длительности капельных перемыканий межэлектродного промежутка, независимо от сопротивления короткой сети и длины сплавляемого электрода, повысить точность поддержания заданной величины межэлектродного промежутка по ходу плавки, автоматизировать процесс ва- куумно-дугового переплава, повысить качество переплавляемого метал/ta и уменьшить удельный расход электроэнергии.

Формула и зобр е т е н и я

Способ регулирований длины дугового промежутка в вакуумной дуговой печи, при котором измеряют текущее значение напряжения дуги, фильтруют его, сравнивают с

опорным напряжением, определяют рассогласование и перемещают электрод в сторону его уменьшения, изменяют частоту импульсов снижения напряжения дуги, от- лишающийся тем, что, с целью

повышения качества переплавляемого металла, путем поддержания оптимальной- длины дугового промежутка, дополнительно измеряют длительность импульсов снижения напряжения дуги, возникающих при перемыкании межэлектродного промежутка каплями плавящегося металла, опорное напряжение определяют по формуле

Uon(t)U3afl- -KFu(t).Tu(tXl-e t/tfl), где Uon(t)-опорное напряжение; и3ад - задаваемое напряжение; настроечный коэффициент; Fu(t) - частота импульсов снижения напряжения дуги, возникающих при перемыкании межэлектродного промежутка каплями плавящегося металла;

Tu(t) - длительность импульсов снижения напряжения дуги, возникающих при перемыкании межэлектродйого промежутка каплями плавящегося металла; е - постоянная величина; t - текущее время; Тд - постоянная времени усреднения.

Фаг. /

Сущность изобретения: при регулировании длины дуги выделяют импульсы снижения напряжения дуги, возникающие при полном перемыкании дугового промежутка каплями плавящегося металла, а опорное напряжение получают в функции частоты и длительности этих импульсов. 2 ил.

«э. 2