Способ измерения сопротивления шлаковой ванны при электрошлаковом переплаве

 

СНОСОВ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ШЛАКОВОЙ ВАННЫ flPM ЭЛЕКТРОШЛАКОВОМ ПЕРЕПЛАВЕ, основанный на из мерении тока и напряжения на участке электрод-поддон и преобразовании их последовательно в сигнал, пропорциональный величине активного сопротивления , отличающийся тем, что, с целью повышения точности непрерывного измерения активного сопротивления шлаковой ванны непосредственно по ходу плавки, дополнительно измеряют длину электрода, по величине которой определяют внешнее индуктивное сопротивление электро да , сигналы по току и напряжению преобразуют в сигнал, пропорциональный индуктивному сопротивлению электрода , считая, что индуктивное сопротивление шлаковой ванны равно нулю, активное сопротивление шлаковой ванны определяют по. формуле з(Г е где , - активное и индуктивное сопротивление участка электрод-по.ддон; k -коэффициент, зависящий от магнитных свойств электрода; Xg - расчетное внешнее индуктивное сопротивление электрода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (ã)) 139 А

yS1) С 21 С 5/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

j21) 3267597122-02

<22) 30.03.81. (46) 07.04.83. Бюл. И 13 (72) Ю. М, Миронов, В. M. Яров, В. Г. Ковалев, В. Н, Александров, A. Г. Матисон, Н), И. Тимонов, Ю.Я.Изаксон-Демидов и Н.Я. Седойкин (71) Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт релестроения !

53) 669.)87.2(088.8)

<56) 1. Матисон A. Г. и др,. Измерительные преобразователи активных мощ- ности и проводимости для электроплавильных печей. M., "Энергия", 1978, вып. 11 (195).

2. Электрооборудование и автоматика электротермических установок.

Справочник под ред. A.Ï.Àëüãàóçåí.

М,, "Энергия", 1978. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ШПАКОВОй ВАННЫ ПРИ ЭПЕКТРОШПАКОВОМ ПЕРЕПЛАВЕ, основанный на измерении тока и напряжения на участке электрод-поддон и преобразовании их последовательно в сигнал, пропорциональный величине активного сопротивления,отличающийся е тем, что, с целью повышения точности непрерывного измерения активного сопротивления шлаковой ванны непосредственно по ходу плавки, дополнительно измеряют длину электрода, по величине которой определяют внешнее индуктивное сопротивление электрода, сигналы по току и напряжению преобразуют в сигнал, пропорциональный индуктивному сопротивлению электрода, считая, что индуктивное сопротивление шлаковой ванны равно нулю, активное сопротивление шлаковой ванны определяют по формуле

ВИЗм 1 хиэ 1 хe где R„ç ì xèç а в ое и индукти ное сопротивление участка электрод-поддон;

- коэффициент, зависящий от магнитных свойств элек трода; хŠ— расчетное внешнее индуктивное сопротивление электрода.

1010139

Изобретение относится к электро- технике, а именно к электрошлаковому переплаву.

Известен способ (1 J и=мерения сопротивления шлаковой ванны, основан- ный на измерении значений тока и напряжения ла участке электрод-поддон, включающий в себя слиток, шлаковую ванну и электрод или часть его, и последующем преобразовании в сигнал, 16 пропорциональный величине активного сопротивления данного участка по формуле

1/ ж /

2 к

ИЗИ P где \/

Цель изобретения — повышение точ45 ности непрерывного измерения активного сопротивления шлаковой ванны непосредственно по ходу плавки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения сопротивления шлаковой ванны при электро- о шлаковом переплаве, основанному на измерении тока и напряжения на участке электрод-поддон и преобразовании их последовательно в сигнал, пр.;Iop циональный величин"-. актив>ого сопротивления, /101>< пни тельно измеряю > pJIII ну электрода, II(> величин.-. котор->и определяк т внеlllll" å индук тив»ое с «>по- напряжение на участке электрической цепи: слиток-шлаковая ванна-электрод;

V I1 „- амплитуда напряжения и то20

"ка на участке;

Ч - сдвиг фаз между током и напряжением.

Недостатком способа является неучет индуктивного сопротивления

25 электрода, а также то, что в измерен ное сопротивление входит активное соп ротивление электрода.(1араметры элект1рода (активное и реактивное сопротивление) в ходе плавки сильно меняются, Изменение может достигать

40-454 от общего сопротивления, а индуктивное до 20-25i.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является cnocob учета изменения в ходе плавки пу- 3$ тем программной коррекции измеренного сопротивления, либо жесткого временного программирования, либо координатно-временного (2 1.

Однако и в э ом случае точность определения сопротивления шлаковой ванны зависит от конкретного протекания процесса плавки. тивление электрода, сигналы по >.оку и напряжению преобразуют в сигнал, пропорциональный индуктивному сопротивлению. электрода считая, что индуктивное сопротивления шлаковой ванны равно нулю, активное сопротивление шлаковой ванны определяют по фор муле

= Р - с/х

tD ИЗ% (ИЗМ р) 1 где R õ - активное и индуктивное сопротивление участка электрод-поддон;

- коэффициент, зависящий от магнитных свойств электрода; х - расчетное внешнее индуке тивное сопротивление электрода.

Сущность способа измерения активного сопротивления шлаковой ваннь, заключается в следующем.

Так как ванна обладает лишь активным сопротивлением, а индуктивное сопротивление слитка намного меньше индуктивного сопротивления электрода хЭ, то можно считать, что

x=x

Э (2) ХЭ= х + х где x — индуктивное сопротивление проводника, обусловленное электромагнитным полем вне про водни ка; х. — индуктивное сопротивление, 1 обусловленное эле ктромагни тным полем внутри проводника.

В то же время активное сопротивление проводника К связано с внутренним" сопротивлейием х соотноше1 нием

Ку kx. — коэффициент, зависящий от магнитных свойств проводника (для немагнитного проводника k -=1,а для магнитного

1<=1, 67), где k

С учетом выражений (1)- (3) при условии, что сопротивление слит ка

R -4, выражение для акт>1в «>г o !.ollротивления шлаковой ваннhl и >е 1 вид ш изм <" иэм "> }

Известно, что индуктивное сопротив>ление проводника условно можно разделить на две составляющие

Составитель Г. Демин

Техред Ж.Кастелевич Корректор Н. немчик

Редактор К ° Волощук

Заказ 2412/14 Тираж 566

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 101

Ф где Р„.,х „ - активное и индуктив, ное сопротивление участка электродподдон.

Величина индуктивного сопротивления х определяется лишь геометрическими размерами электрода, ее можно определять в зависимости от длины расходуемого электрода. Например, для цилиндрического электрода, полаP»d эл где р — аЬсолютная магнитная проницаемость вакуума;

P,d — длина и диаметр электрода;

ЭЛ а — коэффициент, зависящий от поперечных размеров электрода; ьо — круговая частота напряжения питающей сети.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство включает датчик 1 тока, датчик 2 напряжения,. преоЬразователь 3 сигнала, пропорционального активному сопротивлению участка электрод-поддон, преобразователь 4 сигнала по току и напряжению в сигнал, пропорциональный индуктивному сопротивлению электрода, датчик 5 внешнего индуктивного сопротивления электрода, первый сумматор 6, масштабный усилитель 7, второй сумматор 8.

Выходы датчика 1 тока и датчика 2 напряжения соединены с входами преобразователей 3 и 4 сигнала по току и напряжению в сигналы, пропорциональные активному сопротивлению и индуктивному сопротивлению, выход преобразователя 4 соединен с первым входом первого сумматора

6, второй вход которого соединен с выходом датчика 5 внешнего индуктивного сопротивления, выход сумматора

6 через масштабный усилитель 7 со- единен с одним входом второго сумматора 3, другой вход которого соединен с выходом преобразователя 3.

Устройство работает следующим

5 образом.

Сигналы, пропорциональные току и напряжению на участке "электрод-поддон, через датчики 1 и 2, представляющие собой, например, согласующие трансформаторы и выпрямители с фильтром, поступают на устройство, преобразующее поступающие сигналы в сигнал, пропорциональный активному сопротивлению у .азанного участка.

Одновременно сигналы с датчиков 1 и 2 поступают на преобразователь 3, где ток и напряжение преобразуются в сигнал, пропорциональный индуктивному сопротивлению участка элект20 род-поддон.

В ходе плавки идет непрерывное измерение длины электрода. Сигнал, пропорциональный длин е электрода, поступает на преоЬраэователь, пре2$ образующий длину электрода в сигнал, пропорциональный внешнему индуктивному сопротивлению участка электрод-поддон, оЬусловленному электромагнитным полем вне проводЗр ника.

В сумматоре 6 производится вычитание величин, затем сигнал поступает через масштабный усилитель ) на вход второго сумматора, где производится вычитание сигналов.

В результате на выходе блока 8 получаем сигнал, пропорциональный активному сопротивлению шлаковой ванны.

Применение предлагаемого изоЬретения позволяет повысить производительность в результате повышения допустимой скорости плавления, снизить расход электроэнергии из-за повышения точности поддержания межэлектродного промежутка и гарантировать получение слитков беэ дефектов.