Пристрій для контролю плавки в електродуговій печі

Корисна модель відноситься до області електрометалургії, а саме до пристроїв для контролю плавки в електродугових печах за непрямими параметрами і може бути використана для здійснення безперервного контролю плавки, для коректування електричних режимів за ходом плавки і для побудови датчиків параметрів плавки для систем АСУТП електроплавки. Найбільш близьким аналогом пристрою, що заявляється, вибраним за прототип, є пристрій для контролю плавки в електродуговій печі, що містить блок вимірювання параметрів електричної мережі печі, а саме датчики миттєвих значень струму, напруги і швидкості зміни струму, блок віднімання, входи якого з'єднані з датчиками миттєвих значень напруги і швидкості зміни струму, два блоки ділення і два керованих запам'ятовувальних блоки [А.с. СРСР №1012769, МПК5 Н05В7/148, G05F1/66, oп. 30.12.83]. Спільними суттєвими ознаками відомого пристрою і пристрою, що заявляється, є блок вимірювання параметрів електричної мережі печі. Недоліком відомого пристрою є його складність і низька точність контролю, внаслідок вимірювання параметрів із значною дисперсією. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення пристрою для контролю плавки в електродуговій печі, в якому шляхом модернізації конструкції забезпечується можливість визначення параметрів електродугової печі і режиму її роботи, що обумовлює підвищення точності контролю плавки на різних типах печей. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для контролю плавки в електродуговій печі, що містить блок вимірювання параметрів електричної мережі печі, згідно з корисною моделлю в нього введені блоки завдання реактивного і активного опору печі, виходи яких з'єднані з входами блоку розрахунку відносної напруги дуги і блоку розрахунку відношення реактивного і активного опору печі, а їх виходи з'єднані з входом блоку розрахунку кута запалювання дуги, при цьому вихід блоку вимірювання параметрів електричної мережі печі з'єднаний з входом блоку розрахунку відносної напруги дуги. Введення блоків завдання реактивного і активного опору печі, виходи яких з'єднані з входами блоку розрахунку відносної напруги дуги і блоку розрахунку відношення реактивного і активного опору печі дозволяє визначати показники, які безпосередньо характеризують параметри електродугової печі і режим її роботи відносну напругу дуги і відношення реактивного і активного опору печі. А введення блоку розрахунку кута запалювання дуги дозволяє, в свою чергу, визначати кут запалювання дуги, який залежить від цих показників, і ефективно контролювати електричний режим на різних типах печей. В результаті підвищується точність контролю плавки. Корисна модель ілюструється кресленням, на якому представлена загальна схема пристрою для контролю плавки в електродуговій печі. Пристрій, що контролює процес плавки в електродуговій печі 1, містить блок 2 вимірювання параметрів електричної мережі печі - струму електрода і фазної напруги низького боку пічного трансформатора Т, наприклад аналізатор параметрів електричної мережі, підключений до вимірювальних трансформаторів струму і напруги низького боку пічного трансформатора Т, блок 3 розрахунку відносної напруги дуги, наприклад мікропроцесорний модуль розрахунку, блок 4 розрахунку відношення реактивного і активного опору печі, наприклад мікропроцесорний модуль розрахунків, блок 5 розрахунку кута запалювання дуги для однофазної печі або для трифазної печі, наприклад мікропроцесорний модуль розрахунку. Пристрій також містить блок 6 завдання значення реактивного опору печі, наприклад завдатчик цифрового сигналу, блок 7 завдання значення активного опору печі. Виходи блоків 6 і 7 підключені до входів блоків 3 і 4, а їх виходи, у свою чергу, - до входу блоку 5. При цьому вихід блоку 2 підключений до входу блоку 3. Пристрій працює таким чином. При роботі електродугової печі сигнали струму електрода I e і фазної напруги Uф низького боку трансформатора Т поступають на вхід блоку 2 вимірювання параметрів електричної мережі печі. За допомогою блоків 6 і 7 задають значення реактивного Х і активного R опору печі. Цифрові сигнали струму електрода І е і фазної напруги Uф поступають на вхід блоку 3 розрахунку відносної напруги дуги, в якому за відомими формулами здійснюється розрахунок напруги дуги U ¶ = U 2 - (I e X) 2 - I e R, ф (1) і відносної напруги дуги U b= ¶ . Uф Блок 3 здійснює розрахунок відносної напруги дуги синхронно з надходженням вимірюваної інформації з блоку 2 і подає результат розрахунку на вхід блоку 5 розрахунку кута запалювання дуги. Одночасно на другий вхід блоку 5 надходить результат розрахунку з виходу блоку 4 розрахунку відношення реактивного і активного опору печі за формулою: X g= , R На основі цих показників блок 5 визначає кут запалення дуги q : для однофазної печі q = arctg g - arcsin( b 1 + g 2 1- e 1+ e p g p g ), (2) для трифазної печі 2 (1 - e q = arctgg - arcsin[ b 1 + g 2 3 2p 3g )(1 + e 1+ e p g p 3g ) ), (3) Результат розрахунку кута запалювання дуги на виході блоку 5 у цифровій формі використовують для контролю технологічного процесу плавки. Значення g характеризує параметри електродугової печі, b - режим роботи печі. Таким чином, з формул (2) і (3) видно, що кут запалення дуги залежить від параметрів електродугової печі і режиму її роботи. На основі експериментальної перевірки встановлено, що контроль кута запалення дуги на різних типах печей дозволяє ефективно контролювати їх електричний режим. Основні переваги пропонованої корисної моделі полягають у тому, що для контролю процесу плавки використовують параметри, що безпосередньо характеризують процес плавки - відносна напруга дуги і параметри, що характеризують плавильну піч, - відношення реактивного і активного опору печі. Найперспективніше застосування пропонованої корисної моделі при побудові систем контролю параметрів плавки для АСУТП. Застосування пропонованої корисної моделі дозволяє за рахунок підтримання оптимального електричного режиму знизити питому витрату електроенергії на 5-10%, оптимізувати склад і час введення шлакоутворювачів, а також запобігти аварійним ситуаціям.