Регулятор электрического режима индукционной канальной печи

 

O П И С A H И E иiiооiяв

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 28.10.81 (21) 3348585/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83, Бюллетень _#_a 8

Дата опубликования описания 01.03.83 (5l)M. Кл.

Н 05 В 6/06

Гесударстеаиай каввтет

СССР ве аман кзевретвккй и етхрыти11 (53) УДК 621. 365.

° 51 (088.8) (72) Авторы изобретения

П рис"яййюк т

А.И. Демченко, С.М. Сердюк, Ю.А. В

Киевский институт. автоматики им. (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА

ИНДУКЦИОННОЙ КАНАЛЬНОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для контроля и управления индукционной канальной печью, предназначенной для хранения и безковшевой заливки металла в литейные формы. 5

Известна система автоматического контроля и управления индукционной печью, предназначенной для периодической разливки жидкого металла.

Система содержит пирометр излучения, свизированный на струю металла, разливаемого в литейные формы и соединенный с блоком управления печи (1 )

Однако при этом происходит размыкание тсонтактов по достижению температуры соответственно заданного нижнего и верхнего пределов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является го реГулятор электрического режима индукционной канальной печи, содержащий блок управления, один выход ко2 торого подключен к управляющему входу печного трансформатора, а входк выходу датчика температуры металла в канале, установленного в футе" ровке индукционной единицы. Этот регулятор осуществляет непрерывное регулирование нагрева металла (2 ).

Недостаток известной системы состоит в.низком качестве регулирования, вызванном тем, что регулятор не учитывает неоднородность и переменный характер физико-химических свойств расплава в ходе технологического процесса, вследствие чего в индукционной канальной печи происходит зарастание канала непроводящими шлаковыми включениями. Указанное явление имеет место как в режиме хранения, когда при минимальной заданной задатчиком температуре жидкого металла и, соответственно, минимальном расходе электроэнергии значительно возрастает вязкость непроводящих шлаковых включений и no"

3 10 тери тепла шлакометаллической эмульсии через футеровку печи мало возмещаются в результате теплосодержания жидкого металла, так и в насосном режиме при максимальнэй заданной температуре металла вследствие нарушения технологического процесса, в частности, при интенсивном барботаже жидкого металла во время заливки его в тигель дозатора в канал могут попадать крупные куски шлака, При этом вследствие возрастания гидравлического сопротивления канала и уменьшения электромагнитных сил, воздействующих на жидкий металл, происходит уменьшение скорости циркуляции жидкого металла в канале печи, что приводит к уменьшению расхо-, да жидкого металла, непрерывно поступающего из канала в тигель при од" ном и том же коэффициенте трансформации печного трансформатора, что способствует нарушению равномерности выдачи порций металла в заливочную машину. В свою очередь нарушение сквозного течения жидкого металлао в канале ведет к возможности его локальных перегревов, что при высокой температуре в канале может пов" лечь размягчение футеровки канала, и понижение мощности индукционной единицы.

Кроме того, скопление шлака может привести к разрыву витка, кристаллизации жидкого металла и образованию трудноустранимой пробки. В этом случае происходит охлаждение канала с металлом и при отсутствии сигнализации автоматическое повышение напряжения на трансформаторе индуктора печи без дополнительных манипуляций может привести к дополнительному расходу электроэнергии.

Эти факторы в конечном итоге ведут к сбоям в работе индукционного агрегата и понижению его производительности, . а для режима хранения металла также вызывают необходимость повышения минймально допустимого температурного уровня расплава, что., в свою очередь, увеличивает удельный расход электроэнергии.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков и повышение качества регулирования.

Для достижения указанной цели регулятор электрического режима индукционной канальной печи, содержащий блок управления, один выход которого

01509

16

15 а первым выходом - к входу блока

З5

4 подключен к управляющему входу печного трансформатора, а вход - к вы- ходу датчика температуры металла в канале, установленного в футеравке индукционной единицы, снабжен блоком аварийной сигнализации, блоком сравнения и оптическим пирометром, светопровод которого установлен в футеровке индукционной единицы и соединяет полость канала с информационным входом пирометра, выход которого связан с первым входом блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу датчика температуры, управления, другой выход которого соединен с первым входом блока аварийной сигнализации, связанного вторым входом с вторым выходом блока сравнения.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Регулятор включает датчик 1 температуры жидкого металла термопару ), который установлен в огнеупорном материале канала с жидким металлом 2 и светопровод 3, контактирующий с жидким металлом, движущимся в канале печи ч и связанный с водоохлаждаемым пирометром 5 излучения. Датчик 1 температуры жидкого металла соединен с входом блока 6 управления, содержащим контактные задатчики нижней и верхней температуры расплава.

Второй выход датчика 1 температуры и пирометр 5 излучения соединены с входом блока 7 сравнения, выход которого связан с блоком 8 аварийной сигнализации и блоком 6 управления °

Блок 8 аварийной .сигнализации связан с выходом блока 6 управления, который соединен с печным трансформатором 9, Блок 6 управления может выполняться на элементной базе специализированного комплекса технических средств для локальных информационно-управляющих систем

КТС ЛИУС-2.

Устройство работает следующим образом.

После заливки жидким металлом тигля индукционной печи (магнитодинамического насоса ) расплав поступает в канал 4, где происходит его циркуляция по замкнутому контуру с возвращением в тигель и подогрев под воздействием электромагнитных сил, создаваемых путем взаимодействия магнитного поля индуктора печи с элект5 1001509 d рическим током, индуктированным в жидком металле. Непрерывное измерение температуры жидкого металла осуществляется датчиком температуры и. пирометром 5 излучения со светопроводом 3. При этом оба пирометрических устройства .имеют идентичную градуировочную характеристику и при нормальных режимах работы печи регистрируемые температуры совпа- 10 дают. Датчик температуры жидкого металла и светопровод 3 установлены в огнеупорном материале печи под каналом 4 с жидким металлом на его выходе в районе, где обычно зарас- 15 тание канала отсутствует. При этом датчик температуры находится вблизи от поверхности жидкого металла, а светопровод 3 контактирует с жидким металлом. Сигнал от датчика zo температуры жидкого металла поступает в блок б управления, содержащего задатчики нижнего и верхнего йределов температуры жидкого металла.

Верхний предел соответствует режиму 25 дозирования, а нижний предел — режиму хранения. При достижении заданных пределов происходит выдача соответствующего сигнала на трансформатор печи и температура стабилизи- 5в руется. При движении жидкого металла через канал печи металл неизбеж но увлекает с собой значительную часть взвешенных в металле непроводящих шлаковых включений. При этом электрический ток, проходящий по

Формула изобретения

SS жидкому металлу, обтекает эти включения и в них электромагнитные силы не создаются, что приводит при вязком шлаке, имеющем более высокую тем- 0 пературу плавления, к возможности постепенного накапливания непроводящих шлаковых включений и зарастания ими особенно криволинейных каналов. Зарастание канала непроводящими шлаковыми включениями сопрсвождается уменьшением скорости циркуляции жидкого металла в канале. При снижении скорости потока ниже минимально допустимой, установившейся в режиме хранения, происходит образование на внутреннем торце светопровода, контактирующего с жидким металлом, тонкого слоя закристаллизовавшегося металла (скрапины ). При этом происходит снижение показаний температуры жидкого металла пирометром 5 излучения по сравнению с показаниями датчика 1 температуры. Сигнал рассогласования формируется в блоке 7 сравнения, с выхода которого он поступает в блок 6 управления, откуда выдается команда на нагрев на первичную обмотку трансформатора 9 индуктора печи, вторичной обмоткой которого является жидкий металл ° Наг-! рев осуществляется до момента исчезновения сигнала рассогласования на выходе блока 7 сравнения, что определяется очисткой канала,а соответ;. ственно и расплавлением скрапины, образовавшейся на торце светопровода 3, контактируеющего с жидким металлом. При этом температура жидкого металла не должна превышать температуры, установленной задатчиком верхнего предела температуры расплава. При достижении верхнего значения температуры расплава и одновременно поступлении сигнала из блока 7 сравнения включается блок 8 аварийной сигнализации.

Это обеспечивает на верхнем пределе температуры металла аварийную сигнализацию, а на нижнем — увеличение скорости и температуры жидкого металла, циркулирующего в канале печи, приводящее к расплавлению закристаллизовавшихся корольков металла, разжижению шлака и его выносу в тигель печи, устраняется возможность. ,локальных перегревов металла, обра зования трудноустранимой пробки и обеспечивается повышение производительности агрегата при более низком температурном режиме хранения жидкого металла, что в конечном итоге повышает надежность управления.

Регулятор электрического режима индукционной канальной печи, содержащий блок управления, один выход которого подключен к управляющему входу печного трансформатора, а вход — к выходу датчика температуры металла в канале, установленного в футеровке индукционной единицы, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, регулятор снабжен блоком аварийной сигнализации, блоком сравнения и оптическим пирометром, светопровод которого установлен в футеровке индукционной единицы и сое диняет полость канала с информацион1OOi5O9 8 дом с вторым выходом блока сравнения. ным входом пирометра, выход которого связан с первым входом блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу датчика температуры, а первым выходом - к входу блошка управления, другой выход которого соединен с первым входом блока аварийной сигнализации, связанного вторым вхоI

Источники информации, принятые во вниманиЕ при экспертизе

1. Патент Великобритании

М 1146364, кл. G 3 R, 1973 °

2. Патент Великобритании

N 1442816, кл. Н 5 Н, 1975 .

Составитель О. Турпак

Редактор Е. Кинув Техред«N.Кастелевич КорректорМ. Коста

Заказ 1 5 /7 Тираж 843 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Рауаская наб. д. 4/5

l. В у ° д ° филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, ч