Способ автоматического регулирования руднотермической электропечью с четным числом электродов Советский патент 1983 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к автоматизации электрического и теплового режима руднотермических печей, например ферросплавных.

Известен,способ, который предусматривает поддержание одинаковой активной мощности и активной составляющей напряжения на каждом электроде одной и той же фазы Cl.

Известен способ, в котором решают вопросы регулирования активной мощности на электродах при ограничениях по току электрода С2 .

Однако при этом возникают условия для различного заглубления электродов одной и той же фазы, что ведет к неоднородности теплового поля ванны;, особенно при сегрегации шихтовых материалов, что на практике часто имеет место.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования шестиэлектродной печи по активному сопротивлению под электродом и активной мощности фазы С 3.

По этому способу вводятся ограничения перемещения электрода по поло-, жению электрододержателя и температуре газа под сводом печи. При управу лении по этому способу из-за неравенства проводимостей шихтовых материалов наблюдается различное заглубление электродов одной и той же фазы.Кроме того, изменение сопротивления под одним электродом вызывает изменение тока в контуре, состоящем из двух электродов. Наличие дуги под вторым электродом приводит к изменению сопротивления этой дуги. В этом случае регу10лятор переместит оба электрода, хотя возмущение имело место только на одном электроде. Такие неоправданные перемещения электродов ухудшают структуру плавильного пространства и сни15жают технико-экономические показатели процесса.

Таким образом, известные способы регулирования не обеспечивают однородности теплового поля плавильного

20 пространства и проводят к неоправданному частным перемещениям электродов .

Цель изобретения - стабилизация режима плавки за счет более -равномер25ного ВЕлделения тепла в плавильном пространстве печи и сокращения числа перемещений электродов.

Поставленная цель достигается тем, что, используя известные приемы как

30 перемещение электродов и переключенив ступеней напряжения трансформатора в зависимости от тока электрода изменяют положение одного или обоих электродов в заданном интервале в зависимости от знака и значения разности падений напряжений на электродах в направлении ликвидации отклонения, а при возникновении ограничений по перемещению электродов и (или температуре производят переключение ступеней напряжения трансформатора этой.же фазы, причем при уменьшении тока опускают тот электрод, на котором большее падение напряжения, при увеличении же тока поднимают электрод с меньшим падением напряжений, а при равенстве падения напряжения на электродах отрабатывают режим обоими электродами. Регулирование осуществляется за счет отработки отклонения тока э-лектрода от заданного значения пере мещения электродов или переключением ступени напряжения печного трансформатора этой фазы. Ликвидация отклонения тока с помощью перемещения электродов выполняется в зависимости от разности напряжений на парных электродах фазы. Падение напряжения на электродах одной и той же фа:зы более достоверно характеризует их относительное заглубление. Это обусловлено тем, что с заглублением элej тpoдa уменьшается как активная, так и индуктивная составляющие сопротивления электрода и наоборот. Контроль разности падений напряжений на парных электродах позволяет определить их относительное заглубление и правильно выбрать регулирующее воздействие. Для увеличения тока опускается тот электрод, на котором большее падение напряжения. Соответственно для уменьшения тока поднимается электрод с меньшим падением напряжения. При равенстве паде НИИ напряжений отработка осуществляется обоими электродами. При необходимости может быть задана асимметрия падений напряжений с сохранением изложенного закона регулирования. Перемещение электродов как регулирующее воздействие используется в том случае, если положение электро додержателей и температура газов под сводом находятся в установленных гра ницах. В противном случае отработка отклонения тока осуществляется переключением ступеней напряжения печного трансформатора в сторону ликвидации отклонения. Такое ограничение по перемещению электродов связано с необходимостью ввода энергии в заданную область пла вильного пространства, что обеспечит более высокий энергетический КПД установки. Однородность теплового поля в пределах этой области обеспечивает ся перемещением парных электродов в зависимости от распределения паде-НИИ напряжения на них. Способ осуществляется различными устройствами и системами. На чертеже приведена блок-схема, реализующая способ автоматического регулирования. На блок-схеме выход трансформатора (А) тока (ТТ) парных электродов связан с первым входом блока 1 сравнения, второй вход которого связан с выходом блока 2 задания тока электрода. Выход блока 1 через элемент 3 задержки связан с первым входом логического блока 4. Второй вход блока 4 связан с выходом блока 5 сравнения- напряжений на первом и втором электродах Б и В через элемент задержки 6. Выходы датчиков (Г, Д) положения электродов (Д П1 и Ц П2) связаны соответственно с первыми входами блоков 7 и 8 сравнения, вторые входы которых подключены к выходу блока 9 задания рабочей зоны перемещений электродов. Выходы блоков 7 и 8 связаны соответственно с третьим и четвертым входами логического блока 4. Выход датчика Е температуры (ДТ) под сводом связан с первым входом блока 10 сравнения, второй вход которого связан с выходом блока 11 задания допускаемой рабочей температуры под сводом. Выход блока 10 через элемент 12 згщержки связан с пятым входом логического блока 4. Первый выход логического блока 4 через усилитель 13 связан с исполнительным механизмом 14 перемещения первого электрода, а второй выход блока 4 через усилитель 15 - с исполнительным механизмом 16 перемещения второго электрода. Третий выход блока 4 через усилитель 17 связан с переключателем 18 ступеней напряже- ния печного трансформатора Ж (ПТ). Четвертый выход блока 4 связан с информационным табло 19. Элементы задержки 3, 6 и 12 предназначены для фильтрации случа ных кратковременных воз-мущений, которые устройством не отрабатываются. Устройство работает следующим образом. На выходе блока 4 формируются шесть управляющих и один информационный сигналы: П1 - подъем первого электрода; 01 - опускание первого электрода; 02 - подъем второго электрода; 02 - опускание второго электрода; ПН - повышение напряжения печного трансформатора; СН - снижение напряжения печного трансформатора, И нарушение технологического режима.

Формирование управляющих и информационного сигналов осуществляется

при

&:) о, , , г. е.,; при , , г БН , при ,, , , при ,, ; при

,, С «н если ли 7, о

&2 Е{, если .

или ри

г Э О, С / вц , если 4 и :j О

2 6 бс:ли ,

или и

4J О, ле7/0, В е„ , если ли , о

2 е , если 4U и.

ли где Д Э Ээл - ; Л в е - Q ли . При отклонении тока электрода от заданной величины Dj сигнал рассогласования аЗ поступит в логически блок 4. Одновременно из блока сравне ния падений напряжений 5 в блок 4 поступит сигнал разности паде,ний напряжений ли на nepjBOM втором электродах (U-j-Uj). Если электроды находятся в рабочей зоне перемещения и температура газа под сводом 9 меньше допустимой величины QsdA 1° зависимости от знаков дЗ и ди на выходе блока 4 появятся сигналы и произойдет перемещение од ного или двух электродов в сторону ликвидации отклонения. Отработка про исходит по каналам управления переме щения. Если для отработки возмущения по .току необходимо переместить электрод, который находится на границе или за рабочей зоной перемещения,то на выходе блока 4 в зависимости от знака дЗ появится сигнал ПН или СН н переключение ступени напряжения печного трансформатора. И наконец, если величина тока электрода мала, а элек электрод, на котором большее падение напряжения находится на нижней границе зоны перемещения или ниже и тем пература газа под сводом равна или выше установленной, то на выходе логического блока 4 появится сигнал Н, который включает сигнализацию Нарушение режима. Пример. Ток электрода меньше заданной величины (дЗ 0). Падение напряжения на первом электроде больше, чем на втором (ди 0). Оба электрода находятся в рабочей зоне перемещения РН В и е„ е2 eg, Температура газа под сводом меньще допустимой величины 5 QjoiA Для ликвидации отклонения тока на выходе логического блока 4 появится сигнал 01 на опускание первого элект рода. При движении первого электрода может возникнуть такая ситуация, ког да напряжение 1) станет равным UQ ,

в логическом блоке 4по следующим законам:т.е. ди О, а лЗ 0. Тогда наряду с сигналом 01 на выходе блока 4 появится и сигнал 92 на перемещение второго электрода вниз. Если движение обоих электродов вниз до нижней границы зоны перемещения Р„ не обеспечит ликвидацию отклонения тока, то в связи с тем, что В Pj н на выходе блока 4 исчезнут сигналгл перемещения электродов 01 и 02, а появится сигнал переключения ступеней трансформатора на повышение напряжения ПН. Q . (ijc,A- . В этом случае процесс ликвидации .отклонения будет происходить аналогично температуре газа под сводом меньше допустимой величины Q Q j за исключением последней стадии. После исчезновения сигнала на опускание электродов 01 и 02 на выходе блока 4 взамен ПН появится информационный сигнал Н, что говорит о нарушении технологического режима. Электроды находятся в нижнем положении, ток электрода мал, а температура под сводом велика. Это может быть из-за поломки электрода или из-за того, что он короткий. В этом случае повышать . напряжение не следует. Пример 2. Ток электрода . больше заданной величины (дЗ 0). Оба электрода находятся в рабочей зоне Е, ЕВ 22 РВ«Н «--I В H Падение напряжения на первом электроде больше, чем на втором (ди 0). . Температура газа под сводом меньше допустимой величины (Q заА На выходе блока 4 появится сигнал 02 на подъем второго электрода. Если при обработке Uj станет равным и, то на выходе блока 4 появится второй сигнал П1 - подъема первого электрода. Если электроды дойдут до верхней границы рабочей зоны перемещения/ а ток еще будет более заданной величины, то сигналы П1 и П2 исчезнут и на выходе блока 4 появится сигнал СН - переключения печного

трансформатора на снижение напряжения.

а ОЗЙАв этом случае на выходе блока 4 появится сигнал СН, так как подъем электрода еще более повысит температуру газа под сводом.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составит около 50 тыс. руб. в год по одной печи большой единичной мощности за счет увеличения производительности агрегата и экономии электроэнергии.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования руднотермической электропечью с четным числом электродов, имеющей по два электрода на фазу, путем перемещения электродов и переключения ступеней напряжения трансформатора в зависимости от тока электрода, отличающийся, тем, что, с целью стабилизации режима печи, при отклонении значения тока в цепи электродов фазы от заданного и при

значениях температуры газа под сводом меньших максимально допустимых, изменяют положение одного или обоих электродов в Зсщанном интервале перемещений в зависимости от знака и

значения разности падений напряже- ВИЙ на электродах в направлении ликвидации отклонения, а при возникновении ограничений по перемещению электродов и температуре производят

переключение ступени напряжения

трансформатора этой же фазы, причем при уменьшении тока опускают тот электрод, на котором большее падение напряжения, при увеличении тока поднимают электродс меньшим падением напряжений, а при равенстве падения напряжений иа электродах отрабатывают режим обоими электродами.

Источники информации, принятые вд внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 318629, кл. С 21 С 5/52, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 556181, кл. С 21 С 5/52, 1974.

3.Регулялоры автоматические АРР-1. Паспорт ОЛХ 468.129, ЦНИИР, Чебоксары, -1977.