SU1103367A2 - Автоматический регул тор мощности дуговой электропечи - Google Patents

Abstract

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ по авт. св. № 924923, отличающийс  тем, что. с целью снижени  инерционности дл  повышени  качества выплавл емой стали путем исключени  возможности науглероживани  жидкой стали при пуске печи с расплавленной шихтой, он дополнительно снабжен элементом ИЛИ-НЕ, элементом НЕ и элементом И, выход которого соединен с третьим входом сумматора, его первый вход через элемент НЕ соединен с выходом блоIca контрол  напр жени  питани  на электродах печи, второй вход элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами задатчика мощности. (Л

Description

Изобретение относитс  к электротермии, в частности к автоматическим регул торам положени  электродов дуговых сталеплавильных электропечей.

По основному авт. св. № 924923 известен автоматический регул тор мощности дуговой электропечи, содержащий реверсивный тиристорный преобразователь, задатчик мощности, к выходу которого подключен вход элемента ограничени , соединенного выходом с первым входом сумматора, второй вход которого через управл емый ключ св зан с источником посто нного напр жени , а выход подключен к тиристорному преобразователю , релейный элемент времени, вход которого через пороговый элемент соединен с выходом задатчика мощности, а выход св зан с управл ющим входом ключа, элемент ИЛИ, включенный между релейным элементом времени и управл ющим входом ключа, и блок контрол  напр жени  питани  на электродах печи, св занный через реле времени с вторым входом элемента ИЛИ 1.

В этом автоматическом регул торе производитс  контроль напр жени  на электродах печи и формирование импульсного сигнала на приподъем электродов при исчезновении на них напр жени  питани , благодар  чему исключаетс  науглероживание жидкой стали при отключении печи. Однако данный автоматический регул тор не исключает науглероживани  жидкой стали при пуске печи с расплавленной шихтой. Так, при пуске печи с расплавленной щихтой, например, после наращивани  или смены одного из электродов двигатели механизмов перемещени  электродов под действием напр жени  на выходе датчиков напр жени  дуги перемещают электроды вниз. При соприкосновении одного из электродов печи, например , фазы А с жидким щлаком, наход щимс  на поверхности жидкого металла, исчезает переменное напр жение на выходе датчика напр жени  дуги фазы /4, однако двигатель перемещени  электрода фазы А продолжает перемещать его вниз за счет действи  напр жени , обусловленного током разр да конденсатора выходного фильтра канала измерени  напр жени  дуги задатчика мощности, что приводит к погружению электрода в жидкий металл и следовательно, к его науглероживанию.

Целью изобретени   вл етс  снижение инерционности дл  повыщени  качества выплавл емой стали за счет исключени  возможности науглероживани  стали при пуске печи с расплавленной щихтой.

Указанна  цель достигаетс  тем, что автоматический регул тор мощности дуговой электропечи по авт. св. № 924923 дополнительно снабжен элементом ИЛИ-НЕ, элементом НЕ и элементом И, выход которого соединен с третьим входом сумматора, его первый вход через элемент НЕ соединен с выходом блока контрол  напр жени  питани  на электродах печи, второй вход элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами задатчика мощности.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого автоматического регул тора; на фиг. 2принципиальна  схема задатчика мощности

0 регул тора.

Выход задатчика 1 мощности соединен с входами порогового элемента 2 и элемента 3 ограничени , выход которого подсоединен к первому входу 4 сумматора 5. Выход порогового элемента 2 подключен через

5 релейный элемент 6 времени к первому входу 7 элемента ИЛИ 8, второй вход 9 которого соединен через реле времени 10 с выходом блока 11 контрол  напр жени  питани  на электродах 12 печи 13. Выход элемента ИЛИ 8 подключен к первому вхо0 ду 14 управл емого ключа 15, второй вход 16 которого соединен с источником 17 посто нного напр жени . Выход управл емого ключа 15 соединен с вторым входом 18 сумматора 5, выход которого соединен с

5 управл ющим входом реверсивного тиристорного преобразовател  19, к выходу которого подключен двигатель 20 перемещени  электрода 12. Выход элемента И 21 подключен к входу 22 сумматора 5, а его вход 23 через элемент НЕ 24 соединен с выходом

0 блока 11 контрол  напр жени  питани  на электродах 12 печи 13. Второй вход 25 элемента И 21 соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 26, входы 27 и 28 которого соединены соответственно с входами 29 и 30 задатчика 1 мощности. Задатчик 1 мощности содержит два разделительных трансформатора 31 и 32, два выпр мительных моста 33 и 34, два активноемкостных фильтра 35 и 36, на выход которых включены соответственно потенциометры 37 и 38 задани  тока и напр жени  дуги.

Регул тор работает следующим образом .

При наличии напр жени  на электродах 12 печи 13 и отсутствии отклонени  от заданного режима печи сигнал на выходе за5 датчика 1 мощности отсутствует. Напр жение на управл ющем входе реверсивного тиристорного преобразовател  19 равно нулю, двигатель 20 перемещени  электрода 12 неподвижен . Сигналы на выходе блока 11

Q контрол  напр жени  питани  на электродах 12 печи 13 и на входе 9 элемента ИЛИ 8 отсутствуют. Отсутствуют также сигналы на выходе элемента ИЛИ-НЕ 26, на входе 25 элемента И 21 и на запрещающем входе 22 сумматора 5. Сигналы на выходе элемен5 та НЕ 24 и на входе 23 элемента И 21 присутствуют .

При нарущении заданного режима в печи на выходах задатчика 1 мощности, элемента 3 ограничени , порогового элемента 2 и сумматора 5 по вл ютс  сигналы, величина и пол рность которых зависит от величины и характера возмущени . При этом двигатель 20 разгон етс , перемеща  электрод 12 в направлении компенсации рассогласовани . Если сигнал рассогласовани , поступающий с задатчика 1 мощности, небольщой величины (меньще порога насыщени  элемента 3 ограничени ), то двигатель 20 разгон етс  до пониженной скорости, величина которой пропорциональна величине напр жени  на выходе сумматора.

В случае дальнейшего роста сигнала рассогласовани  скорость двигател  20 возрастает , а при достижении им величины порога .насыщени  элемента 3 ограничени  дальнейшее увеличение скорости двигател  20 прекращаетс . Электрод 12 перемещаетс  с пониженной скоростью, при этом по вл етс  сигнал на выходе порогового элемента 2 и на входе релейного элемента 6 времени, выдержка времени которого обратно пропорциональна величине возмущени . По истечении выдержки времени релейного элемента б по вл етс  сигнал на входе 7 элемента ИЛИ 8 и на входе 14 управл емого ключа 15, при этом на втором входе 18 сумматора 5 по вл етс  напр жение от источника 17. Сигнал задани  скорости перемещени  электрода на выходе сумматора резко возрастает, и двигатель 20 разгон етс  до максимальной скорости.

После уменьщени  возмущени  до величины , меньшей порога срабатывани  порогового элемента 2, исчезает сигнал на его выходе, на входе 7 элемента ИЛИ 8 и на входе 14 управл емого ключа 15. Источник 17 посто нного напр жени  отключаетс  от входа 18 сумматора 5. Напр жение задани  скорости вращени  двигател  20 снижаетс  до величины порога насыщени  элемента 3 ограничени , и скорость двигател  20 снижаетс  от максимальной до пониженной. При уменьщении возмущени  до нул  двигатель 20 останавливаетс .

В случае исчезновени  напр жени  питани  на электродах 12 печи 13, например, за счет отключени  высоковольтного выключател  печного трансформатора по сигналу устройства защиты, сигналы на входах 29 и 30 задатчика 1 мощности, входах 27 и 28 элемента ИЛИ-НЕ 26, пропорциональные току и напр жению дуги, исчезают. При этом по вл етс  сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 26 и на входе 25 элемента И 21. Исчезает сигнал и на входе блока И контрол  напр жени  питани  на электродах 12 печи 13, при этом по вл етс  сигнал на его выходе, на выходе реле времени 10, входе 9 элемента ИЛИ 8, входе 14 управл емого ключа 15 и на входе элемента НЕ 24, сигнал на входе 23 элемента И 21 исчезает . При по влении сигнала на входе 14

управл емого ключа 15 по вл етс  напр жение на втором входе 18 сумматора 5 от источника 17. При этом двигатель 20 разгон етс  в направлении подъема электрода 5 12, приподнима  его на определенное рассто ние . Выдержка времени реле времени 10 (врем  наличи  сигнала на выходе реле времени) выбираетс  такой, чтобы к моменту исчезновени  сигнала на выходе реле вреJJ мени 10 переходный процесс в выходной цепи задатчика 1 мощности закончилс  и сигнал на его выходе, обусловленный током разр да конденсаторов его выходных фильтров, исчез. При исчезновении сигнала на выходе реле времени 10 исчезают сигналы на входе 5 9 элемента ИЛИ 8 и на входе 14 управл емого ключа 15. Источник 17 посто нного напр жени  отключаетс  от входа 18 сум . матора 5. Напр жение задани  скорости вращени  двигател  20 снижаетс  до нул , и двигатель 20 останавливаетс . После пода0 чи напр жени  на электроды 12 регул тор запускаетс  в работу.

При пуске печи с расплавленной шихтой , например, после наращивани  или смены одного из электродов 12 дуга еще не 5 горит, сигнал на входе 29 задатчика 1 мощности отсутствует, отсутствует также сигнал на выходе блока 11 контрол  напр жени  питани  на электродах 12 печи 13. Сигнал на входе 23 элемента И 21 присутствует, присутствует также сигнал на входе 30 0 задатчика 1 мощности и входе 28 элемента ИЛИ-НЕ 26. Сигналы на входе 25 элемента И 21 и запрещающем входе 22 сумматора 5 отсутствуют.

В это врем  двигатель 20 под действием напр жени  на входе 30, поступающего че5 рез задатчик 1 мощности, элемент 3 ограничени  и сумматор 5 на управл ющий вход реверсивного тиристорного преобразовател  19, перемещает электрод 12 вниз. При соприкосновении электрода 12 с жидким 0 шлаком, наход щимс  на поверхности жидкого металла, исчезают сигналы на входе 30 задатчика 1 мощности, на входе 28 элемента ИЛИ-НЕ 26, и по вл ютс  сигналы на входе 25 и выходе элемента И 21, а также на запрещающем входе 22 сумматора 5 5. При по влении сигнала на запрещающем входе 22 сумматора 5 исчезают сигналы на выходе сумматора 5 и управл ющем входе реверсивного тиристорного преобразовател  19. При этом двигатель 20 останавливаетс , прекраща  опускать электрод 12. В 0 это врем  конденсатор выходного фильтра 36 канала измерени  напр жени  дуги задатчика 1 мощности разр жаетс  через потенциометр 38. При подходе второго электрода 12 к жидкому металлу по вл ютс  сигналы на входе 29 задатчика 1 мощности

5 и входе 27 элемента ИЛИ-НЕ 26. При по влении сигнала на входе 27 элемента ИЛИ-НЕ 26 исчезают сигналы на его выходе , на входе 25 элемента И 21 и запрещающем входе 22 сумматора 5. При исчезновении сигнала на запрещающем входе 22 сумматора 5 сигнал с выхода задатчика 1 мощности через элемент 3 ограничени  и сумматор 5 поступает на управл ющий вход реверсивного тиристорного преобразовател  19, при этом двигатель 20 разгон етс  в противоположном направлении, приподнима  электрод 12 на рассто ние, соответствующее заданию, и зажига  электрическую дугу. При зажигании дуги по вл ютс  сигналы на входе 30 задатчика 1 мощности и входе 28 элемента ИЛИ-НЕ 26. В дальнейщем работа устройства повтор етс  в описанном пор дке.

Таким образом, предлагаемый регул тор положени  обеспечивает автоматический приподъем электродов печи при исчезновении на них напр жени  питани , а также отключаетс  задатчик мощности от управл ющего входа реверсивного тиристорного преобразовател  при соприкосновении электрода с жидким щлаком и отсутствии сигнала, пропорционального току дуги, на входе задатчика мощности, благодар  чему исключаетс  возможность погружени  электродов в жидкий металл и, следовательно, его науглероживание .

Дл  выполнени  функции регулировани  положени  электродов многофазной дуговой сталеплавильной печи система регулировани  должна содержать каналы измерени  напр жени  и тока дуги (дл  каждой фазы), которые представл ют собой преобразователи однофазного переменного напр жени  и тока в сигнал посто нного напр жени  и обычно включают в себ  согласующие разделительные трансформаторы, однофазные полупроводниковые выпр мители и сглаживающие фильтры, на выход которых включены потенциометры задани  напр жени  и тока дуги. Применение сглаживающих фильтров  вл етс  соверщенно необходимым при управлении быстродействующим тиристорным электроприводом механизма перемещени  электрода (без них пульсации сигнала рассогласовани  будут отрабатыватьс  быстродействующим тиристорным электроприводом как полезный сигнал и нормальна  работа системы регулировани  будет невозможной). Наличие же фильтров вносит известную инерционность в систему регулировани , так как каналы измерени  напр жени  и тока дуги с позиций теории автоматического регулировани  в данном случае представл ют собой апериодические звень , что снижает показатели качества регулировани  системы в целом (быстродействие , перерегулирование, врем  регулировани , динамическа  ощибка).

С другой стороны инерционность каналов измерени  напр жени  и тока дуги задатчика мощности в значительной мере вли ет на качество выплавл емой стали и производительность агрегата. Так, при пуске печи на жидкую сталь электроды под действием напр жени  на выходе потенциометра задани  канала измерени  напр жени  дуги перемещаютс  вниз. При соприкосновении одного из электродов с жидким щлаком переменное напр жение на входе канала измерени  напр жени  дуги становитс  равным нулю. Однако сигнал посто нного тока на выходе канала измерени  напр жени  дуги достигнет нулевого значени  с некоторой задержкой, определ емой посто нной времени звена измерени  напр жени  дуги. Под действием этого спадающего напр жени  электрод продолжает перемещатьс  вниз, погружа сь в жидкий металл, науглерожива  последний. Кроме того, как показала практика эксплуатации регул торов положени , большое погружение одного из электродов в жидкую сталь затрудн ет пуск печи с расплавленной щихтой (чем-больще погружение, тем больше врем  отработки регул тором коротких замыканий при касании вторым электродом жидкого шлака). Если врем  отработки коротких замыканий больше времени срабатывани  защиты печного трансформатора, то зажигание электрических дуг не происходит, так как в этом случае раньще произойдет отключение печного трансформатора по сигналу токовременной защиты. На практике повторный пуск печи обычно осуществл етс  после перевода системы в ручной режим работы и приподъема электродов печи на небольщое рассто ние над жидкой сталью. Это обсто тельство снижает производительность сталеплавильного агрегата.

В предлагаемом регул торе положени  дл  исключени  возможности опускани  электродов в жидкий металл при пуске печи на жидкую сталь формируетс  запрещающий сигнал, отключающий задатчик мощности от управл ющего входа реверсивного тиристорного преобразовател . При сн тии сигнала с управл ющего входа реверсивного тиристорного преобразовател  электродвигатель перемещени  электрода останавливаетс  за счет действи  рекуперативного торможени , прекраща  перемещать электрод. При подходе второго электрода к жидкому шлаку запрещающий сигнал снимаетс  и в дальнейшем не вли ет на процесс регулировани .

Таким образом, использование предлагаемого регул тора положени  позвол ет не только предотвратить науглероживание жидкой стали и тем самым повысить ее качество , но и повысить производительность электропечного агрегата в целом.

Claims (1)

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ по авт. св. № 924923, отличающийся тем, что, с целью снижения инерционности для повышения качества выплавляемой стали путем исключения возможности науглероживания жидкой стали при пуске печи с расплавленной шихтой, он дополнительно снабжен элементом ИЛИ-НЕ, элементом НЕ и элементом И, выход которого соединен с третьим входом сумматора, его первый вход через элемент НЕ соединен с выходом блока контроля напряжения питания на электродах печи, второй вход элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ—НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами задатчика мощности.

   фие.1