Короткая сеть трехфазной дуговой электропечи

 

КОРОТКАЯ СЕТЬ ТРЕХФАЗНОЙ .ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащая шинные выводы трансформатора, соединенные через мост расшихтовки и гибкие кабели с трубошинами, выполненными по два на каждую фазу, отличающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей электропечи путем повышения симметрирования индуктивного сопротивления короткой сети, трубошины соседних фаз расположены попарно коаксиально, причем в каждой паре длина внешней трубошины составляет 0,1-0,9 длины внутренней трубошины. Q S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) Н 05 В 7/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3377826/24-07 (22) 15.01.82 (46) 23.03.84. Бюл. ¹ 11 (72) Ю.Ф.Фролов, Н.А.Пирогов, Ю.Т.Борисов, А.Н.Попов, В.Н.Курлыкин и И.Г.Францлих (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт .электротермического оборудования (53) 621.365.22(088.8) (56) .1. Патент Великобритании № 1166148, кл. Н 05 В 7/148, 1968 °

2. Авторское свидетельство СССР № 465858, кл. Н 05 В 7/11, 1972.. (54)(57) КОРОТКАЯ СЕТЬ ТРЕХФАЗНОЙ

ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащая шинные выводы трансформатора, соединен- ные через мост расшихтовки и гибкие кабели с трубошинами, выполненными по два на каждую фазу, отличающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей электропечи путем повышения симметрирования индуктивного сопротивления короткой сети, трубошины соседних фаз расположены пойарно коаксиально, причем в каждой паре длина внешней трубошины составляет 0,1-0,9 длины внутренней трубошины.

1081813

Изобретение относится к электротермни, конкретнее к конструкции токопровода дуговой электропечи.

Известна конструкция короткой сети дуговой электропечи, в которой проводники расположены в пространстве в одной плоскости. Такое расположение проводников носит название

"ноиннанарной снсееии" f1) .

Недостатком этой конструкции яв- 1О ляется ее несоответствие требованиям по симметрированию мощности по фазам токопровода на высокоомных печах. Исследования, проведенные на .установке для внепечного рафиниро- 15 вания металла с конструкцией вторичного токопровода показали, что степень несимметрии мощности по фазам составляла 12Х по причине несимметрии индуктивных сопротивлений 20 отдельных фаз, достигающей 8,5Х.

Наиболее. близкой к изобретению по технической сущности является ко" роткая сеть трехфазной дуговой электропечи, содержащая шинные выводы 25 трансформатора, соединенные через мост расшихтовки и гибкие кабели с трубошинами, выполненными по две на каждую фазу f2)

Недостатком известной сети является то, что,при работе печи рукава электродержателей, а следовательно, и закрепленные на них проводники соответствующих фаз в действительности располагаются на разных уровнях Ç5 из-за различной длины электродов, глубины нроплавления колодцев и т.п.

В результате в пространстве проводники различных фаз располагаются по вершинам неравностороннего треуголь- 4О ника. Поэтому фактическая несимметрия мощности по фазам такой системы получается существенно выше расчетных значений.

Целью изобретения является улучше-45 иие энергетических показателей электропечи путем повышения симметрирования индуктивного сопротивления короткой сети.

Для достижения поставленной цели. в короткой сети трехфазной дуговой электропечи, содержащей шинные выводы трансформатора, соединенные через мост расшихтовки и гибкие кабели с трубошинами, выполненными по две на 55 каждую, трубошины соседних фаз расположены попарно коаксиально:, причем в каждой паре длина внешней трубошины составляет 0,1-0,9 длины внутренней трубошины.

На фиг. 1 представлена короткая сеть, внд сверху; на фиг. 2 — схема коаксиального расположения трубошин, принадлежащих разным фазам в трехфазной системе (А,8,C — электрические фазы вторичного токопровода); на фиг. 3 — индуктивное сопротивление трехфазной системы попарно коаксиальных трубчатых проводников в зависимости от.отношения длин коак. сиального участка (Р1) к внутренней (0g ) трубе.

Короткая сеть содержит мост 1 расшихтовки от выводов печного трансформатора 2 до неподвижных башмаков 3, гибкие кабели 4, трубошины

5, соединенные гибкими связями 6 с электродами 7.

Мостом 1 расшихтовки осуществляется соединение полюс-фаз трансформатора 2 в треугольник, поэтому по гиб-, ким кабелям 4 и трубошинам 5 протекают линейные токи.

Для обеспечения возможности перемещения электродов 7 в рабочем режиме независимо один от другого применяется гибкий токопровод б, по которому ток поступает от трубошины 5 к электродам 7.

В данном варианте конструкции трубошины 5 всех трез фаз крепятся на рукаве среднего электрододержателя, крайние электрододержатели ис-. пользуются только для зажима и вертикального перемещения электродов (электрододержатели не показаны).

На участке электрододержателей короткая сеть состоит из шести труб, каждой фазе принадлежат две трубы разных диаметров. При этом труба меньшего диаметра, принадлежащая одной фазе, расположена коаксиально в трубе большего диаметра, принадлежащая другой фазе. фазе A принадлежат трубы 8 и 9, фазе 6 — трубы 10 и 11, фазе 0 — трубы 12 и 13. Трубы, принадлежащие разным формам, электрически изолированы одна от другой.

Трубы большего диаметра 8, 11 и

13 располагаются коаксиально по отношению к соответствующим трубам меньшего диаметра 9, 10 и 12 на протяжении

0,1-0,9 длины трубы меньшего диаметра каждой пары. Большая длина труб большего диаметра неприемлема по условиям обеспечения электрической изо1081813

Э ляции между трубами разных диаметров (т. е. разных форм) и по условиям крепления кабелей к трубошинам; Меньшая длина труб большего диаметра нецелесообразна, так как положительный эффект от применения такой конструкции слишком мал.

С целью выявления оптимальной длины хоаксиального участка труб вторичного токопровода дуговых стале- 10 плавильных печей выполняют исследование параметров. вторичных токопроводов разных конструкций. Для исследования используют математическую модель вторичного токопровода, которая в доста- tS точной степени адекватна реальным токопроводам дуговых сталеплавильных печей (ДСП) .

Исследуют трехфазную систему из шести трубошин, расположенных попар- 20 но .коаксиально. Трубошины соединены по схеме "звезда". Каждой фазе принадлежат две трубы. Коаксиально расположенными (попарно) являются трубы принадлежащие разным фазам (фиг.2). 25

На протяжении исследования длина труб сохраняется постоянной и составляет для труб меньшего диаметра

6,3 м, для труб большего диаметра

7,3 м, что исключает влияние труб gp на индуктивное сопротивление системы.

От варианта к варианту изменяется в пределах 0,001-1,0 протяженность коаксиального участка труб.

Выполнено 20 вариантов исследования (фиг.3).

При отношении Я, /Ру от 0 до 0,1 степень уменьшения Х (т.е. эффективность мероприятия) слишком мала, . чтобы явилось целесообразным применятb 4р некоторое конструктивное усложнение токопровода. Наименьшая величина

Х достигается К1 = f (т.е. 2 /t =

1). Однако такое соотношение длин наружной и внутренней труб практиче- 45 ски не может быть реализовано по двум причинам.

Поскольку по наружной и внутренней трубам протекают токи разных фаз, между трубами требуется надежная,электрическая изоляция. Для обеспечения высокой степени ее надежности (для предотвращения перекрытия по поверхности) изолирующий материал должен укладываться как между трубами, так и на участках внутренней трубы, вы-дящих за пределы наружной трубы.

Кроме того, предлагаемый вторич,ный токопровод предусматривает наличие подвижных башмаков, к которым крепятся гибкие кабели. Башмаки крепятся к трубам каждой фазы или полюсфазы, в рассматриваемом случае — к наружным и внутренним токоведущим трубам. Для крепления башмаков к трубам требуется определенный участок трубы. Айализ конструкции вторичных токопроводов ДСП различной ем- кости показывает, что требует-, ся участок внутренней трубы, выходящий из наружной трубы и составляющий до 0Ä05 доли общей длины внутренней трубы. Такой же длины участок внутренней трубы требуется для крепления к ней гибкого токопровода, возводящего ток к электродам. Таким образом, на протяжении 0,1 доли своей длины внутренняя труба не может быть расположена коаксиально с наружной.

Таким образом, в конструкции вторичного токопровода электропечи целесообразно предусматривать пары трубошин разных фаз нли полюс-фаз, расположенных коаксиально на протяжении

О, 1-0,9 длины наибольшей из трубошин каждой пары.

Предлегаемый вторичный токопровод ,другой. электропечи работает следую-щим образом.

Электрический ток поступает от выводов печного трансформатора 2 к не« подвижным башмакам 3, от которых по гибким кабелям 4, трубошннам 5 и гибким связям 6 попадает к электродам 7.

При этом благодаря коаксиальному расположению трубошин различных фаз существенно уменьшается величина индуктивного сопротивления вторичного токопровода, что достигается благодаря уменьшению взаимной индуктивности двух коаксиально расположенных труб, по которым протекают токи сдвинутые по фазе íà 120 (в случае проо

7 текания по трубам линейных токов) или на 180 (в случае протекания по о трубам фаэных токов) . Уменьшение взаимной индуктивности и, следователь. но, средней по фазам величины индуктивного сопротивления тем больше, чем на большем протяжении трубошины различных фаз расположены коаксиально. С другой стороны, благодаря наличию коаксиального участка трубошин, требуемая протяженность которого определяется заранее, достигается

1081813

Фиг.1 такая величина индуктивного сопротивления каждой фазы на участке трубошин, чтобы в сумме с индуктивными сопротивлениями двух участков получи1 лась минимальная несимметрия индуктивного сопротивления всего вторичного токопровода в целом.

Предлагаемый вторичный токопровод может быть использован, например, в конструкции электропечи, применяемой для внепечной обработки жидкого металла (полупродукта), выпускаемого из сталеплавильной печи, конвертора и т.д.

Экономический эффект достигается в результате увеличения срока службы. огнеупорной футеровки электропечи вследствие повышения симметрии величин мощности. дуг различных фаз.

Кроме того, в тех случаях, когда увеличению используемой активной мощности препятствует повышенная величина индуктивного сопротивления, экономический эффект от применения предлагаемого вторичного токопровода может быть достигнут за счет повышения производительности электропечи вследствие использования большей мощности. Расчетный экономический эффект от внедрения вторичного токопровода предлагаемой конструкции печи емкостью 100 т с трансформатором 50 ИВА составляет

50 тыс.руб.

1081813

ТРуЮа 100 х 15

Труда Ndл E5 ,Ф

Фиг.2

Х,И0м

0,70

060

0,50

000 аЗ0

azo

OJ0

09 10

0á 0, Заказ 1568/53 Тираж 783

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.,Проектная; 4

Составитель Г. Тараканова

Редактор И. Шулла Техред Л.Микеш Корректор С. Шекмар