Устройство для определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной электропечи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 556569

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.11.75 (21) 2191147/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 24.06.77 (51) М. Кл Н 05В 7/148

F 27D 19/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 621.365.22 (088.8) (72) Авторы изобретения И. В. Лапшин, К. А. Чехович, В. E Пирожников и В. М. Дасюк (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАДИЙ ПЛАВЛЕНИЯ

ШИХТЫ В ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродуговому нагреву, и может быть использовано в черной и цветной металлур гии для управления мощностью дуг в электродуговых печах.

Известно устройство для определения стадий плавления металлической шихты и управления печью, содержащее устройство измерения электрической мощности, устройство определения коэффициента мощности, цепи сравнения сигналов этих устройств с заданием (11.

Однако это устройство не обеспечивает точности при определении стадий процесса плавления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной электропечи, содержащее датчик расхода электроэнергии, выход которого предназначен для подключения в систему отработки выходных сигналов устройства, и блок генерирования сигналов промежуточного и наинизшего положений электрода, один из выходов которого, генерирующий сигнал наинизшего положения электрода, соединен с входами блока сравнения сигнала наинизшего положения электрода с заданием, блока измерения скорости проплавления колодца и блока сравнения сигналов промежуточного и наинизшего положений электрода, второй выход, генерирующий сигнал промежуточного положения электрода, соединен с указанным блоком сравнения промежуточного и наинизшего положений электрода, а выход блока сравнения наинизшего положения электрода с заданием предназначен для подключения в систему отработки выходных сигналов устройства (2).

Эта система позволяет определять четыре стадии процесса плавления: зажигания дуг, проплавления колодцев, образования жидкой ванны и закрытых дуг и используется для управления мощностью дуг в дуговых сталеплавильных печах.

В этом устройстве первая стадия начинается с зажиганием дуг и оканчивается при прохождении электродом заданного расстояния.

Для определения окончания стадии используются устройство для генерирования сигнала

20 наинизшего положения и устройство сравнения этого сигнала с заданием, т. е. сигнал окончания стадии (или начала новой стадии) появляется при прохождении электродом заданного расстояния.

25 Окончание второй стадии — проплавления колодцев — определяется, когда скорость опускания электродов будет ниже заданной при условии, что электрод прошел заданное расстояние. Для фиксации окончания стадии слу30 жит устройство для определения скорости

556569

65 проплавления колодцев, устройство сравнения скорости с заданием, а также устроиство сравнения наинизшего положения электрода с заданием. окончание стадии ооразования жидкои ванны определяется по расходу количестьа электроэнергии с момента начала стадии.

Для определения момента окончания стадии закрытых ду1 используется сигнал импеданса дуг. J5 счетчике подсчитывается количество оросков амплитуд импеданса выше определенного уровня и сравнивается с заданным. сли количество «выоросов» ниже определенного уровня и нет запрещения по положению электрода, то формируется сигнал начала периода открытых дуг.

L1ри использовании известного устройства для определения окончания стадии проплавления колодцев возможны существенные погрешности. 1ак, использование граничного значения положения электрода, достижение которого разрешает формирование сигнала окончания стадии, приводит к тому, что, вопервых, при ооразовании жидкой ванны до достижения граничного значения сигнал окончания периода не оудет сформирован, во-вторых, после прохо кдения электродом гранично o значения возможны погрешности, ооусловленные возможностью обвалов шихты: сигнал наинизшего положения электрода не меняет своего значения, т. е. формируется сигнал образования жидкой ванны, но жидкая ванна еще не ооразована.

Кроме того, наличие в системе устройства, раоотающего по статистическому сигналу— количеству оросков амплитуд импеданса — и требующего определенное время усреднения, предопределяет запаздывание системы при определении момента окончания стадии закрытых дуг.

Цель изобретения — повышение точности определения стадий плавления шихты и связанное с этим увеличение производительности печи.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено блоком, генерирования сигналов перемещений электрода, выход которого соединен с входами блоков измерения перемещений электрода вниз и вверх, выход блока измерения перемещений электрода вверх соединен с блоком сравнения перемещений электрода вверх с заданием, который соединен с одним из входов первого логического элемента И, соединенного другим входом с выходом блока измерения скорости проплавления колодца, а выход элемента И предназначен для подключения в систему отработки выходных сигналов устройства, блок измерения перемещений электрода вниз вторым входом соединен с датчиком времени, а выходом — с блоком сравнения перемещений электрода вниз с заданием, выход которого соединен с одним из входов второго логического элемента И, соединенного другим входом с блоком сравнения сигналов промежуточного и наинизшего поло5

4 жений электрода, а выход второго элемента И предназначен д. я подк.точения в систему отpdooTKH выходных сигналов усгроиства. г1а ЧЕртЕжЕ ПрИВЕдЕНа СтруКтуриая СХЕМа предлагаемого устроиства. у строиство содержит олок генерирования сигналов промежуточного и наинизшего положении l, олок сравнения наинизшего полож— ния электрода с заданием 2, олок определения скорости проплавления колодца д, олок сравнения сигналов промежуточного и наинизшего положении электрода ч, датчик расхода электроэнергии б, олок генерирования сигналов перемещений электрода О, блок измерения перемещений электрода вверх 7, блок сравнения перемещений электрода вверх с заданием о, первый логический элемент И 9, соединенный с блоком определения скорости проплавления колодца и олоком сравнения перемещений электрода вверх с заданием, блок измерения перемещений электрода вниз 10, датчик времени ll, соединенный с входом блока измерения перемещений электрода вниз, блок сравнения величины перемещений электрода вниз с заданием 12, второй логический элемент И 1д, соединенный с блоком сравнения сигналов промежуточного и наинизшего положений электрода и с блоком сравнения величины перемещений электрода вниз с заданием.

Блок генерирования сигналов перемещений электрода b представляет собой цифровой датчик пространственного перемещения (на валу двигателя перемещения электрода — диск с отверстиями и считывающее устройство) н формирователь импульсов. В отличие от блока генерирования сигналов 1, который выдает информацию о текущем положении электрода, блок 6 генерирует сигнал, пропорциональный изменению положения электрода, т. е. дис..ретной в данном случае величины перемещения электрода.

Блок измерения перемещений электрода вверх 7 выполнен в виде импульсного двоичного реверсивного счетчика с входной логикой, обеспечивающей работу счетчика при перемещении электрода вверх и при списывании набранной величины до нуля (т. е. при отработке обвалов).

Блок измерения перемещений электрода вниз 10 представляет собой реверсивный счетчик, но с входной логикой, обеспечивающей работу счетчика при перемещении электрода вниз и при списывании набранной величины до нуля, Кроме того, в заданные временные интервалы осуществляется сброс счетчика на нуль.

Устройство работает следующим образом.

Блок генерирования сигналов промежуточного и наинизшего положений электрода ) формирует сигналы а и в о положении электрода. При этом сигнал наинизшего положения в формируется пропорционально наименьшему за весь интервал плавления до данного момента значению положения электрода.

556569

Блок генерирования сигналов перемещении электрода b формирует ди1р1рсреыциальпый

СИГПВЛ В ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКтРВД 1.

1 ервая стадия плавления — стадия зажигания дуг — заканчивается при прохождении электродом заданного расстояния, начиная с момента зажигания дуг. Для определения окончания стадии сигнал и сравнивается с заданием в олоке сравнения 2.

11ри достижении заданного значения формируется сигнал d окончания стадии зажигания дуг.

Окончание следующей стадии — стадии проплавления колодца — характеризуется замедлением скорости перемещения электрода и о11ределяется блоком определения скорости проплавления колодца 3 по замедлению перемещения электрода вниз.

Сигнал блока 3 служит для определения окончания этой стадии (сигнал e), если отсутствуют оовалы шихты. ,Цля фиксации оовалов служит блок 7, в который подаются сигналы с переыещения электродов с олока 0.

Наличие в счетчике какого-либо числа, соответствующего перемещению электрода вверх, свидетельствует о возникновении обвалов шихты.

Сигнал блока 7 сравнивается с сигналом задания в блоке сравнения 8, и если сигнал измерителя больше сигнала задания, то запрещается через первый логический элемент И 9 прохождение сигнала окончания стадии. Если запрещения нет, то при уменьшении скорости перемещения электрода блок 3 формирует сигнал окончания стадии проплавления колодцсв.

Окончание следующей стадии — стадии начала образования жидкой ванны (С11гнал f)— определяется датчиком расхода активной энергии 5 при израсходовании заданного количества электроэнергии.

Для определения окончания стадии закрытых дуг сравниваются сигналы положения электрода и сигнал наинизшего положения электрода.

Когда разность между ними достигнет заданной величины, соответствующей подъему электрода до уровня устойчивой жидкой ванны, формируется сигнал окончания стадии, поступающий на второй логический элемент

И 13.

При общем подъеме жидкой ванны перемещение электрода вниз качественно характеризует процессы, связанные с обвалами шихты.

Блок измерения перемещений электрода вниз

10, представляющий сооой двоичный реверсивный счетчик с входной логикой, определяет перемещение электрода вниз. Сброс измерителя на нуль осуществляется через определенные интервалы времени. Импульсы сброса форми-. руются датчиком времени 11. Таким образом, число, набранное в счетчике за заданный ин15

2Д

39

Qf) терзал I;pl.ileI«I, харак1еризуст вел11чин обВала. Оно сравниВается с лаДаниеы В олоке сравпеп1И1 Id> и если оно оольше зад11ния, То на второи логическии элемент ll 16 поступает запрет для прохождения сигнала окончания стадии, если меньше илп равно — разрешается прохождение сигнала о окончания стадии. а строиство позволяет оолее эффективно ьводить электроэнергию в печь, что ускоряет время расплавления на Π— 10 мин.

Формула изобретения

Устроиство для определения стадий плавления шихты в дуговои сталеплавильной электропечи, содер кащее датчик расхода электроэнергии, Выход которого предназначен для подключения в систему отраоотки выходных сигналов устроиства, и олок генерирования сигналов промежуточного и наинизшего положении электрода, один из выходов которо:Iо, генерирующии cHI Hd;I íàèíèçøåãî положения электрода, соединен с входами блока сравнения сигнала наинизшего положения электрода с заданием, олока измерения скорости проплавления колодца и олока сравнения III Hà.loâ проыежуточного и наинизшего положении электрода, Второи выход, генерирую1ции сигнал промежуточного положения электрода, соединен с указанным блоком сравнения промежуточного и наинизшего положений электрода, а выход блока сравнения наинизшего положения электрода с заданием предназначен для подключения в систему отработки выходных сигналов устройства, о тл и ч а 1ощ е с с я тем, что, с целью повышения точности определения стадий плавления шихты, оно снабжено блоком .генерирования сигналов перемещений электрода, выход которого соединен с входами блоков измерения перемещений электрода вниз и вверх, выход блока измерения перемещений электрода вверх соединен с блокоы сравнения перемещений электрода вверх с заданием, который соединен с одним из входов первого логического элемента И,соединенного другим входом с выходом блока измерения скорости проплавления колодца, а выход элемента И предназначен для подключения в систему отработки выходных сигналов устройства, блок измерения перемещений электрода вниз вторым входом соединен с датчиком времени, а выходом — с блоком сравнения перемещений электрода вниз с заданием, выход которого соединен с одним из входов второго логического элемента И, соединенного другим входом с блоком сравнения спгналов промежуточного и наинизшего положений электрода, а выход второго элемента И предназначен для подключения в систему отработки выходных сигналов устройства. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент СИЛ ¹ 3435121, кл. 13 — 13, 1969.

2. Патент СШЛ ¹ 3588306, кл. 13 — 13, 1971.

556569.Составитель Г. Рабинович

Техред И, Позня ковская Корректор Л. Брахнина

Редактор С. Заика

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1:266/4 Изд. № 454 Тираж 1011 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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