Известны способы управления процессом переплава металла в дуговых вакуумных печах по электрическим параметрам (силе тока, напряжению на дуге, длине дугового промежутка).
Предлагаемый способ отличается тем, что величину междуполюсного зазора определяют путем перемещения датчика, например радиоактивного, и двух индикаторов излучения вдоль кристаллизатора с заданной скоростью наплавления. С помощью нижнего индикатора при отклонении фактического уровня жидкого металла в слитке от заданного воздействуют на задание регулятору тока дуги, а с помощью верхнего индикатора, установленного от нижнего на заданную величину междуполюсного зазора, изменяют скорость подачи электрода при отклонении междуполюсного зазора от заданного.
Это позволяет улучшить качество металла.
На чертеже показана структурная схема системы автоматической стабилизации по предлагаемому способу.
От блока 1 силового питания дуговой вакуумной печи через поддон кристаллизатора 2 и штангу 3 подводится энергия, обеспечивающая горение дуги. Переплавляемый электрод 4 подвешен на лебедке 5 и перемещается с помощью исполнительного механизма 6
Блок 1 силового питания включает или генератор постоянного тока, или преобразователь переменного тока в постоянный.
Исполнительный механизм 7, управляемый регулятором 8 скорости, обеспечивает заданную скорость подъема платформы, на которой с одной стороны кристаллизатора 2 расположен источник 9 радиоактивного излучения, а с другой стороны на линии, проходящей через ось кристаллизатора, помещены один над другим два индикатора 10 и 11 интенсивности радиоактивного излучения. Индикатор 11 с помощью исполнительного механизма 12 может находиться на требуемом расстоянии от индикатора 10.
Исполнительным механизмом 7 устанавливается скорость подъема платформы, равная требуемой скорости наплавления слитка, и индикатором 10 измеряется величина
где Нз - заданная высота слитка в рассматриваемый момент плавки,
Н - фактическая высота наплавленного слитка.
Устанавливая с помощью исполнительного механизма 12 расстояние между индикаторами 10 и 11 таким образом, чтобы оно соответствовало заданной длине дуги lз, можно по показаниям индикатора 11 измерить величину
где L - фактическое расстояние между нижними торцами электрода и слитка.
Определяемая величина при Н=Нз характеризует отклонение длины дуги от заданного значения.
На вход программирующего и управляющего устройства 13 подается следующая информация: от зонда 14 и поддона (или верха кристаллизатора 2) - о напряжении на плечи; от шунта 15 - о токе дуги; от исполнительного механизма 7 - о длине наплавленной части слитка.
Программирующее устройство 13 выдает регулятору 16 скорости подачи электрода задание Vз, а регулятору 17 тока - задание на требуемое значение тока Iз. Регулятор 16 воздействует на привод перемещения электрода - исполнительный механизм 6 - таким образом, чтобы скорость V подачи электрода была равна заданной скорости Vз.
При отклонении длины межэлектродного промежутка от заданного значения сигнал, получаемый регулятором 18 длины дуги от индикатора 11, преобразуется в управляющий сигнал, подаваемый на вход регулятора 16 скорости подачи электрода, корректирующий заданное значение скорости таким образом, чтобы восстановить заданное значение длины дуги.
Быстродействующий регулятор 17 тока сопоставляет заданное значение тока Iз и фактическое I, получаемое от шунта 15, и обеспечивает соблюдение условий
Если сигнал на выходе индикатора 10, характеризуемый уравнением (1), не равен нулю, то в корректоре 19 мощности дуги он преобразуется в управляющий сигнал, подаваемый на вход регулятора тока и корректирующий заданное значение тока таким образом, чтобы скорость наплавления слитка стала равна требуемой.
Автоматическое регулирование весовой скорости наплавления и длины дуги осуществляется следующим образом.
На основе исследований и статических методов анализа для каждого диаметра кристаллизатора и марки переплавляемою металла в зависимости от высоты наплавленной части слитка устанавливается оптимальная программа скорости наплавления слитка и длины межэлектродного промежутка.
По командам, получаемым от программирующего устройства 13 до начала плавки, регулятор 8 скорости и исполнительный механизм 7 устанавливают источник 9 излучения и индикатор 10 в положение, соответствующее верхней плоскости затравки 20. Задатчик длины дуги программирующего устройства 13 воздействует на исполнительный механизм 12, устанавливая указанную длину дуги. Одновременно программирующее устройство 13 выдает задание регулятору 17 тока. Электрод опускается до затравки 20 и при появлении тока поднимается до тех пор, пока не будет соблюдено уравнение (2).
Регулятор тока устанавливает значение тока, соответствующее уравнению (3). После этого устройство 13 выдает задание регулятору 8 скорости на требуемую скорость наплавления слитка и далее, через заранее заданное время от момента зажигания дуги, включаются цепи корректора 19 мощности дуги, который, обеспечивает автоматическое управление процессом формирования нижней части слитка.
По мере наплавления слитка устройство 13 изменяет задание регулятору 17 тока и, если это предусмотрено программой, с помощью механизма 12 изменяет заданную длину дуги, в результате чего обеспечивается оптимальное автоматическое управление технологическим процессом вплоть до момента выведения усадочной раковины.
Процессы образования капель на различных участках нижнего торца электрода, как и явление турбулизации зеркала ванны жидкого металла на слитке, создают помехи при измерении длины дуги и скорости наплавления слитка.
По предлагаемому способу для уменьшения влияния указанных помех и мощности радиоактивного излучения источника 9 индикаторы 10 и 11 являются не точечными, а распределенными, причем длина индикатора 10 выбирается меньше диаметра слитка, а длина индикатора 11 - меньше диаметра электрода. При этом источник 9 и индикатор 10 располагают в одной горизонтальной плоскости, а индикатор 11 - параллельно индикатору 10. Применение регулятора 18 длины дуги и корректора 19 мощности фильтров также позволяет уменьшить помехи и мощность источника излучения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ПРОМЕЖУТКА В ПРОЦЕССЕ ВАКУУМНОЙ ДУГОВОЙ ПЛАВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2002 |
|
RU2227167C1 |
| СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ВАКУУМНОЙ ДУГОВОЙ ПЛАВКИ | 2004 |
|
RU2278176C1 |
| Установка для автоматического регулирования режима дуговой печи с расходуемым электродом и с непрерывным вытягиванием слитка из кристаллизатора | 1956 |
|
SU107896A1 |
| СПОСОБ ВАКУУМНОГО ДУГОВОГО ОКОНЧАТЕЛЬНОГО ПЕРЕПЛАВА СЛИТКОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА МАРКИ ВТ3-1 | 2020 |
|
RU2749010C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ПРОМЕЖУТКА В ВАКУУМНОЙ ДУГОВОЙ ПЕЧИ | 1970 |
|
SU282545A1 |
| Способ автоматического управления электрическим режимом в вакуумной дуговой печи с расходуемым электродом | 1988 |
|
SU1607082A1 |
| СПОСОБ НАПЛАВЛЕНИЯ СЛИТКОВ В КРИСТАЛЛИЗАТОРАХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ СПЕЦЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИИ | 2019 |
|
RU2736949C2 |
| СПОСОБ ВАКУУМНОЙ ДУГОВОЙ ПЛАВКИ СЛИТКОВ | 2009 |
|
RU2425157C2 |
| СПОСОБ КОНТРОЛЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ПРОМЕЖУТКА В ПРОЦЕССЕ ВАКУУМНОЙ ДУГОВОЙ ПЛАВКИ | 2008 |
|
RU2374337C1 |
| СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВАКУУМНОЙ ДУГОВОЙ ПЛАВКИ | 2006 |
|
RU2324748C2 |
Способ управления технологическим процессом переплава металла в дуговых вакуумных печах путем стабилизации тока по величине междуполюсного зазора и весовой скорости наплавления металла на слиток и использованием датчика уровня металла, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества металла, величину междуполюсного зазора определяют путем перемещения датчика, например радиоактивного, и двух индикаторов излучения вдоль кристаллизатора с заданной скоростью наплавления, причем с помощью нижнего индикатора при отклонении фактического уровня жидкого металла в слитке от заданного воздействуют на задание регулятору тока дуги, а с помощью верхнего индикатора, установленного от нижнего на заданную величину междуполюсного зазора, изменяют скорость подачи электрода при отклонении междуполюсного зазора от заданного.
