Способ подачи электроэнергии в дуговую сталеплавильную печь Советский патент 1982 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к электротехнике, конкретнее к электрическим режимам ведения плавки в лУГОвой ста леплавильной печи. Известен электрический режим веде ния плавки в другой сталеплавильной печи, по которому устанавливается за данный расход электроэнергии на отдель ные периоды плавки.При равенстве за данного и фактического расхода электроэнергии программное устройство задает новые значения электрических параметров (.ступень напряжения, величину энергии и мощность) р1. Недостатком известного электрического режима является его расчетный характер, не учитывающий- многих характерных особенностей каждой плавки (химсостав шихты, ее расположение в ., плотность и т.д.). Уаиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му эффекту является способ электрического режима ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи,включающем измерение напряжения электрической дуги и подачу электроэнергии в печь при различной величине коэффициента мощности 8 различные периоды плавки Г2. Недостатком этого электрического режима ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи, как и предыдущего, является его расчетный характер. Так электроэнергия вводится в печь по директивному графику. Однако время, необходимое для полного расплавления шихты и нагрева расплава до заданной температуры, соответственно и расход электроэнергии меняется от плавки-fcплавке, так как зависит от химсостава шихты, ее плотности и расположения в печи после загрузки. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей работы электропечи. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подачи электроэнергии в дуговую сталеплавильную печь, включающем измерение напряжения электрической дуги и подачу электроэнергии в печь при различной величине коэффициента мощности в различные периоды плавки, в процессе всей плавки иэмеряшт величину постоянной составляющей в напряжении электрической дуги и при ее значении выше 15 В электроэнергию вводят в печь при коэффициенте мощности 0,680,75, уменьшая его до 0,65-0,68 при величине постоянной составляющей равной 10-15 В, и до 0,60-0,65 при величине постоянной составляющей ниже 10 В путем увеличения тока.

8ыбор в качестве управляющего электрическим режимом значения постоянной составляющей в напряжении электрической дуги объясняется следующим.

Ввиду различной электроэмиссионной способности материалов электродов и расплава в печи,а также условий охлаж-25

дения катодного пятна дуги появляется постоянная составляющая .в напряжении дуг.

Постоянная составляющая в зависимости от условий горения дуги изменяется в процессе плавки. При этом основание дуги испытывает давление со стороны столба дуги и при жидком состоянии катода (или анода ) на последнем образуются углубления. Благодаря этому возрастает теплоизоляция жидкого сплава, на который опирается дуга, и по.вышается температура области катода, а значение постоянной составляющей в напряжении дуги при этом уменьшается.

Критические значения величины постоянной составляющей и соответствующие им оптимальные значения коэффициента мощности определены экспе,рим.нтзльно..

Пррьаденные на печах емкостью 100 т исследования показали, что в начальный период расплавления, до образования жидкой ванны, величина постоянной составляющей в напряжении дуги составляет порядка 15-60 В. В этсгт момент плавки электроэнергию необходимо вводить в печь при коэффициенте мощности 0,68-0,75, что обеспечивает проплавление колодцев большого диаметра. При образовании жидкого расплава и направления его на подину величина постоянной составляющей находится в пределах 10-15 8. В этот период плавки электроэнергия вводится в печь при коэффициенте мощности 0,65-0,68. При этом интенсифицируется процесс нагрева расплава и сокращается время расплавления. После образования зеркала жидкой ванны величина постоянной составляющей может снижаться ниже 10 В. При величине постоянной составляющей ниже 10В электроэнергия вводится в печь., при коэффициенте мощности Д,6; 0,65, что обеспечивает экранирование дуг путем их заглубления. Уменьшение длины дуг и соответственно снижения коэффициента мощности осуществляется увеличением тока дуги.

По данному электрическому режиму плавка в дуговой сталеплавильной печи

проводится,например,следующим образом.

После завалки шихты в печь зажигают электрические дуги. При помощи фильтра или прибора магнитоэлектриляют текущее значение постоянной составляющей в напряжении дуги и в зависимости от ее величины изменяют параметры вводимой электроэнергии.

Во время прорезки колодцев величина текущего значения постоянной составляющей в напряжении дуги находится в пределах, превышающих 15 В. В этот момент плавки регулятор обеспечивает ввод электрической мощности в печь при. коэффициенте мощности по фазам, равном 0,68-0,75, что обеспечивает прорезание дугой колодцев большого диаметра. При появлении жидкого расплава и наплавлении его на подину, величина текущего значения постоянной составляющей в напряжении дуги снижается.

В этот:. период плавления она составляет 10-15 В, электроэнергию вводят 8 печь при величине коэффициента мощности 0,,68. При этом интенсифицируется нагрев расплава и сокращается время расплавления. Дальнейшее уменьшение величины постоянной составляющей в напряжении дуги ниже 10 В, что свидетельствует о горении дуг на жидкий расплав. В этот момент плавки увеличивают ток дуги, и электрическую мощность вводят в печь при коэффициенте мощности фаз 0,6-0,65. Такой режим обеспечивает экранирование дуг, интенсивный нагрев металла и повышение стойкости футеровки. ческой системы без выпрямителя выдеС учетом критических значений величин постоянной составляющей в напряжении дуги можно составить алгоритм электрического режима плавки в электропечи.

Применение способа подачи электроэнергии позволит интенсифицировать расплавление шихты и нагрев расплава за счет эффективного использования вводимой впечь мощности.Использование текущей информации об изменении постоян.иой составляющей в напряжении дуги для определения периода плавки и установки соответствующего режима по заданному алгоритму управления сократит период плавки, а также снизит облученность футеровки, что увеличит ее стойкость, в результате чего улучшатся технико-экономические показатели печи.

Расчетный технико-Экономический эф4)ект от внедрения режима ведения плавки а дуговой сталеплавильной печи емкостью 100 т составит 50 тыс.рублей в год.

Формула изобретения

Способ подачи электроэнергий в дуговую сталеплавильную печь, включающий измерение напряжения электрической дуги и подачу электроэнергии в печь при различной коэффициента мощности в различные периоды плавки.отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей работы электропечи,в процессе всей плавки измеряют величину постоянной составляющей в напряжении электрической дуги и при значении ее выше 15 В вводят электроэнергию в печь при коэффициенте мощности 0,68-0,75, уменьшая его до 0,,68 при величине постоянной составляющей, равной 10-15 8, и до 0, при величине постоянной составляющей ниже 10 В путем увеличения тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Morgenthaler М., Schacher Н. Prograramgereht fiir die Sterung von Lichtbogenofen, Brown Bov-eri, 1971, Mitt. 11.

2.Пирожников В. E., Каблуковский A. ф. Автоматизация контро;1я и правления электросталеплавильными становками. Металлургия, 197, . 116-127