Регулятор электрического режима дуговой сталеплавильной электропечи Советский патент 1980 года по МПК H05B7/148 F27D11/10 G05F1/66 

1

Изобретение относится к электротермии.

Известен регулятор дуговой электропечи, содержащий датчик тока, соединенный через выпрямитель с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с блоком задания, а выход - с блоком управления механизмом перемещения электрода 1.

Однако такой регулятор не обеспечивает автоматический пуск печи и достаточно устойчивое регулирование.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор электрического режима дуговой сталеплавильной электропечи, содержащий для каждой фазы переключатель ступеней напряжения силового трансформатора, датчик активной мощности, блок задания активной мощности, снабженный двумя контактами реверсивный нуль-орган, входы которого соединены с датчиком тока дуги и блоком задания тока дуги, и два усилителя 2.

Однако этот регулятор не позволяег осуществлять регулирование по мощности нзза неоднозначности зависимости выделяемой в дуге мощности от тока дуги, в результате чего увеличиваются электрозатраты печи.

Для улучщения энергетических показателей печи предлагаемый регулятор снабжен потенциометром задания активной мощности, один вывод которого подключен 5 к блоку задания активной мощности, соеди ненному с первым входом первого усилителя, ко второму входу которого подключен датчик мощности, связанный через первый контакт реверсивного нуль-органа с первым 10 входом второго усилителя, соединенным через второй контакт нуль-органа с выходом первого усилителя, второй в.чод второго усилителя соединен с движком потенциометра задания активной мощности, второй 15 вывод которого заземлен, причем коэффициент усиления первого усилителя по первому входу в два раза больще, чем по второму.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагае20 мого регулятора; на фиг. 2 показаны рабочая и фиктивная характеристики печи, где Р - активная мощность печи;

/ - ток печи;

25о-а-b-с - восходящая ветвь рабочей характеристики печи;

с-Ь-d-е-нисходящая ветвь рабочей характеристики пе30чи;

с-d-е - фиктивная ветвь характеристики печи;

Рмакс - максимальиая выделяемая в дуге активная мощиость и а данной ступени напряжения печного трансформатора;

/макс - ток дуги, СООТВбТСТВующий максимуму выделяемой в дуге активной мощности на данной стуиенн папряження печного трансформатора;

РЗ - заданное значение выделяемой в дуге активной моидностн;

1я, /;/ - ТОКИ дуги, соответствуюш,ие заданному значению выделяемой в дуге активной мощности на восходящей и нисходящей ветвях рабочей характеристики печи; /КЗ-ток короткого замыкания;

Pta, Ptd - соответственно активная мощность печи в точках а и d рабочей характеристики иечи; fa, /d - соответственно ток дуги в точках and рабочей характеристики печи. Регулятор содержит переключатель ступеней напряжения силового трансформатора 1, к выходу которого подключены входы блока 2 задания тока дуги, соответствующего максимума выделяемой в дуге активной мощности, и блок 3 задания активной мощности. Ко входам реверсивного нульоргана 4 подключены выходы датчика 5 тока дуги и блока 2 задания тока дуги, соответствующего максимуму выделяемой в дЗге активной мощности на данной ступени напряжения печного трансформатора. Выход блока задания активной мощности 3 соединен с первым инвертирующим входом первого усилителя бис потенциометром 7 задания активной мощности. Выход 8 датчика активной мощности дуги соединен со вторым инвертирующим входом первого усилителя 6 и через контакт 9 реверсивного нуль-органа 4 - с иервым инвертирующим входом второго усилителя 10, второй вход второго усилителя соединен с движком потенциометра 7 задания активной мощности дуги. Выход первого усилителя 6 через контакт 11 подключен к первому входу второго усилителя.

Регулятор работает следующим образом.

Предположим, что режим печи отклонился от заданного РЗ. /з таким образом, что характеризуется точкой а рабочей характеристики печи, где текущее значение мощности Pta, а ток дуги - /а. Ввиду ТОГО, что 1ок дуги /а меньще тока /макс, соответствующего максимуму выделяемой в дуге активной мощности Рмакс на данной ступени напряжения печного трансформатора, в реверсивном нуль-органе 4, выявляющем знак разности /макс - /а, оказывается . замкнутым контакт 9 и разомкнутым контакт 11; при этом на первый инвертирующий вход усилителя 10 подается сигнал Pta- На выходе усилителя 9 сигнал рассогласования АР, управляющий перемещением электрода, равен

ДР().(1)

Под воздействием этого сигнала электрод перемещается вниз до тех пор, пока режим иечи не вернется в точку Ь (Рз, /з) рабочей характеристики печи.

Если происходит короткое замыкание или режим печи отклоняется таким образом, что характеризуется точкой а рабочей характеристики печи, знак разности измеияется па противоположиый и в реверсивном нуль-органе 4 замыкается контакт И, а контакт 9 размыкается. При этом иа выходе усилителя 6 сигнал равен

2R J

Р/ Р.

f л

2R Ь:(2/макс-Я/.(2)

Этот сигнал через замкнутый контакт 11 реверсивного нуль-органа 4 подается на первый инвертирующий вход усилителя 10, на выходе которого управляющий сигнал рассогласования АР, управляющий перемещением электрода, равен:

(2Я«акс-Яу 3 d-()

Таким образом, вместо сигнала - Ptd на вход усилителя 10 подается сигнал, определяемый выражением (4), что соответствует замене нисходящей ветви рабочей характеристики печи от точки с (Рмакс/макс) до точки е зеркальным ее отображением относительно ординаты (пунктирная линия с-d-е). Тем самым ликвидируется неоднозначность рабочей характеристики иечи. Под воздействием сигнала АР, определяемого выражением (3), регулятор начинает неремещать электрод вверх, а рабочая

точка, характеризующая режим работы печи, по фиктивной ветви характеристики е-d-с перемещается к точке с. После прохождения точки с знак разности токов дуги /макс - /3 изменяется на первоначальный, и управляющий сигнал вновь определяется выражением (1). Рабочая точка, характеризующая режим печи, переходит на восходящую ветвь рабочей характеристики печи о-а-b-с, а регулятор возвращает ее

в заданную точку b (Рз, /з)

При переключении ступеней напряжения печного трансформатора величины Рма-с AiaKc изменяются. Поэтому при иерекл;очении ступеней переключатель ступеней напряжения печного трансформатора воздействует на блок 2 задания тока дуги, соответствующего максимуму выделяемой в дуге активной мощности и блок задания максимума выделяемой з дуге активной мощности 3 с тем, чтобы они соответствовали напряжению дуги на каждой ступени напряжения печного трансформатора.

Использование предлагаемого регулятора повысит точность поддержания вводимой в печь активной мощности, что ориентировочно увеличит нроизводительность печи на 0,5-1%. Это ежегодно обеспечит на дуговой нечи емкостью 100 т увеличение выпуска качественной стали на 1500-3000 т.

Формула изобретения

1. Регулятор электрического режима дуговой сталеплавильной электропечи, содержащий для каждой фазы переключатель ступеней напряжения силового трансформатора, датчик активной мощности, блок задания активной мощности, реверсивный нуль-орган, снабженный двумя контактами, входы которого соединены с датчиком тока дуги и блоком задания тока дуги, и два

усилителя, отличающийся тем, что, с целью улучщеиия энергетических показателей печи, он снабжен потенциометром задания активной мощности, один вывод которого подключен к блоку задания активно) мощности, соединенному с первым входол; первого усилителя, ко второму входу которого подключен датчик мощности, связанный через первый контакт реверсивного

нуль-органа с нервым входом второго усилителя, соединенным через второй контакт нуль-органа с выходом первого усилителя, второй вход второго усилителя соединен с двнжком потенциометра заданпя мощности,

второй вывод которого заземлен, причем коэффициент усиления первого усилителя по первому входу в два раза больще, чем по второму.

2. Регулятор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я

тем, что входы блоков задания тока дуги и активной мощности соединены с переключателем ступеней напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Свенчанский А. Д. и др. Автоматическое регулирование электрических печей. М., «Энергия, 1965, с. 337.

2. Фарсанов Г. А. Автоматизация процессов электроилавки стали. М., «Металлургия, 1972, с. 87.

Г,1

7|S rtCi:

fl la

i5

Ч

J маяс jI(t

/rj

Риг. 2