Способ управления электрическим режимом дуговой электросталеплавильной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговых электропечах. Цель изобретения состоит в повышении производительности дуговой печи и сни- : жения удельного расхода электродов и достигается благодаря кратковременным вертикальным перемещениям электродов при устойчивом увеличении размаха электромеханических колеба НИИ электрода дуговой печи, работа ющей в режиме ограничения максимальной нагрузки в заданные интервалы времени. Гашение колебашш в период плавления колодцев производится крат с о ковременным увеличением длины дуги на , а в период жидкой ванны - (Л уменьшением длины дуги на 15-20%. 1 ил.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5ц 4 С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3894863/22-02 (22) 12,05.85 (46) 30.10.86. Бюл, II 40 (71) Кузнецкий металлургический ком-бинат им. В. И. Ленина (72) Н. А. Фомин, В. К. Буторин, И. И. Чухов, M. Б. Оржех, А. Е. Кошелев, И. И. Ливерц и О. И. Уланов (53) 669.18.27(088.8) (56) Окороков Н. В. Электрические печи черной металлургии. М,; Металлургия, 1956, с. 60-66.

Jron and. Steel, 1956, V. 38, У 6, р. 272-.278.

Авторское свидетельство СССР

В 779404, кл. С 21 С 5/52, 1977. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ

РЕЖИМОМ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ

„„Я0„„1266875 А 1 (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговых электропечах. Цель изобретения состоит в повышении про изводительности дуговой печи и сни,жения удельного расхода электродов и достигается благодаря кратковременным вертикальным перемещениям электродов при устойчивом увеличении размаха электромеханических колебаний электрода дуговой печи, работающей в режиме ограничения максимальной нагрузки в заданные интервалы времени. Гашение колебаний в период плавления коЛодцев производится кратковременным увеличением длины дуги на 15-207., а в период жидкой ванныуменьшением длины дуги на 15-20Х, 1 ил.

1266875

50

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к..выплавке стали в дуговых электросталеплавильных печах.

Цель изобретения — повышение производительности дуговой печи, снижение расхода электродов.

Изменение длины дуги посредством вертикальных перемещений электродов 1О позволяет гасить околорезонансные электромеханические колебания электррдов. Причиной возникновения электромеханических автоколебаний, согласно современным представлениям о процессе электродуговой плавки, является взаимодействие ряда факторов (магнитное выдувание электрической дуги, электродинамические силы, геометрия системы кратер - электрод и др.). Их воздействие на электроды и шихту может возбуждать биения и резонансные явления, поскольку собственные частотные характеристики электроца и шихты. с течением плавки 25 изменяются. Хотя сочетание факторов, возбуждающих околорезонансный режим, возникает случайно, наличие крупно-, кусковой шихты при малых мощностях электропотребления (в условиях ее or- ЗО раничения) способствуют сохранению этого сочетания в течение длительного времени (до нескольких минут), особенно сложившейся геометрии системы кратер — электрод, и устрйчивому З5 поддержанию аколорезонансного электромеханического режима. Это увеличивает риск поломки электрода как вследствие усталостных явлений, так и вследствие резкого массового обва- 4р ла шихты"вместо ее постепенного осаждения при отсутствии электромеханических воздействий. Кроме того, околорезонансные режимы (как и поломки электродов) сопровождаются обратными воздействиями на питающую электросеть, ухудшающими режим ее работы.

Следовательно, при управлении электрическим режимом дуговой печи, особенно при ограничении максимума потребляемой электрической мощности, весьма существенно своевременно выявлять возникновение околорезонансных электромеханических режимов (например, путем регистрации и анализа составляющих вибрации электродов) и своевременно предпринимать управляющие воздействия по их подавлению.

Околорезонансные электромеханические колебания электродов наиболее просто устраняются пбсредством изменения длины дуги на 15-20 с помощью крат ковременного вертикального перемещения электродов. При меньших перемещениях возможно сохранение режима околорезонансных колебаний электро1 дов и существует риск их поломок.

Направление перемещения электродов (вверх или вниз) для устранения колебаний определяется стадией периода плавления. Так в период проплавления колодцев обычно работают на коротких дугах с максимальной мощностью. Дополнительное уменьшение длины дуги даже кратковременно опасно из-за возможной перегрузки питающего трансформатора и подводящей си-. ловой электросети. Поэтому в период плавления колодцев *еобходимо гасить возникшие колебания путем увеличения длины дуги, но не более чем на 20 из-за возможного обрыва дуги. Если околорезонанснЬ|е колебания электро1 дов возникли при горении дуги в проплавленном колодце в стадии жидкая ванна, когда работают обычно на длинных дугах, то необходимо гасить коле- бания электродов путем уменьшения длины дуги на 15-20 . В эту стадию у электропечной установки имеются резервы мощности и поэтому кратковременное увеличение мощности не опасно.

Таким образом, кратковременное вертикальное перемещение электродов нарушает сочетание факторов, при котором возникает и поддерживается ко лебательный режим, из-за изменений геометрии системы кратер — электрод, и может применяться как одно из средств экономии электродов, снижения простоев дуговой печи из-за их поломки, подавления негативных эффектов обратного влияния электромеханиВ ческих процессов, сопровождающих электродуговую плавку, на режим работы питающей электросети, На чертеже представлен график распределения времени от начала плавки до поломки электрода. указанные электромеханические явления и их последствия подтверждаются фактическими данными для 100-тонной дуговой печи с трансформатором номинальной мощности 60 ИВА. В массиве плавок В 1 зарегистрировано

137 поломок электродов фазы, в масси1266

3 ве 11- 2-43. Распределение моментов поломок электродов фаз в обоих массивах пЪказывает, что наблюдаются две области сгущения, охватывающие свыше 90 всех поломок ° Первое сгущение по времени соответствует заглублению электрода на глубину порядка его диаметра, когда массовый обвал шихты маловероятен. Основной и притом непосредственной пргч,иной поломок 1О этой группы являются электродннамические силы. Второе сгущение соответствует периоду осаждения шихты, и наряду с электродинамическими силами причиной поломок этой группы может 15 быть также обвал. Однако, в этом случае электродинамические силы оказывают опосредованное влияние, усиливая интенсивность обвала и тем самьц риск поломки электрода. Цри их отсут- 20 ствии более вероятны постепенный обвал, или осаждение шихты, не всегда приводящие к поломкам электрода. Геометрия разлома электродов в подавляющем большинстве случаев имеет ха- 25 рактерный вид и сообразуется с направлением поляризации электромеханических колебаний, Приведенные факты подтверждают, что важнейшей непосредственной или опосредованной gp причиной поломки электродов являются электродинамические силы.

Для экспериментального изучения вибрационного поведения электродов проведена- серия измерений соответ-, ственно ГОСТ 15094-69 и 9899-79 с .применением виброизмерительного датчика ВВА-2/МЦ03, усилителя-преобразователя типа Спектр, вторичного прибора КСУ-2М. Датчик устанавливает-. 4p ся выше свода печи на электрододержателе, поскольку измерения такого рода непосредственно в кратере не представляются возможными. Получена серия диаграмм (скорость движения 45 диаграммной ленты 180 мм/ч), с поломкой электрода и без поломок. Во всех случаях перед поломкой электрода регистрировались устойчиво увеличенные в 2-2,5 раза колебания вы- so ходного сигнала с частотой 2-5 Гц, возникающие за 3-6 мин и длились вплоть до поломки. Длительность и характер возникающего режима вполне достаточны для. его распознавания и Ss реализации управляющих воздействий как при автоматическом, так и при875 4 ручном управлении плавкой. Действительный размах вибросмещений нижней части электрода превышает измеренный на электродержателе по меньшей мере на порядок, а ее состояние приближается к пластическому, и наблюдаемая длительность усиленных электродинамических воздействий достаточна для появления и развития усталостных явлений в материале электрода, ведущих к его разрушению.

Экспериментальная иллюстрация наиболее просто реализуемого воздействия по подавлению электродинамических сил — изменение геометрических характеристик системы кратер — элект род вертикальным перемещением электрода. Устойчиво увеличенный размах колебаний регистрируют несколько раз, например на 20 и 97 мин. Б первом нз указанных случаев размах уменьшился после кратковременного подъема электрода (длина дуги увеличивается на

20 ), во втором — кратковременным опусканием электрода (длина дуги уменьшается на 20 ), I

Таким образом, предлагаемый способ позволяет достичь поставленных целей по повышению производительности дуговой печи и снижения удельного расхода электродов на 20% за счет предотвращения их поломок, а также снизить негативное обратное. влияние электромеханических процессов в дуговой печи на режим работы питающей силовой электросети, Формула изобретения, Способ управления электрическим режимом дуговой электросталеплавильной печи, включающий уменьшение активной мощности печи при наличии электромеханических колебаний электрода в заданные интервалы времени путем изменения тока и(или) напряжения, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью снижения расхода электродов и повышения производительности печи при возбуждении устойчиво увеличенных электромеханических колебаний электрода, кратковременно изменяют длину дуги вертикальным перемещением электрода, прн этом длину дуги увеличивают на 15-20 в процессе прохождения колодцев и уменьшают на 15-20 в пройденном колодце.

1266875 и г Е 8 О 1г A И 18 гО„, Составитель А. Щербаков

Редактор И. Сегляник Техред М.Ходанич . Корректор В. Бутяга

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5726/20

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4