Пристрій для керування електричним режимом дугової електропечі

Пристрій для керування електричним режимом дугової електропечі, що містить для кожної фази датчик напруги, вихід якого сполучений з входом компаратора і керуючим входом першого ключа керування, датчик струму, вихід якого сполучений з першим входом регулятора, другий вхід якого сполучений з виходом першого ключа, а вихід сполучений з першим входом гідроприводу, другий вхід якого сполучений з виходом другого ключа керування, а його вихід сполучений з механізмом переміщення електрода, індикатор і механізм затиску електрода, який відрізняється тим, що в пристрій додатково введені для кожної фази U 1 3 34774 да і механізму переміщення, що мають великі маси, до 18 тонн) і малою чутливістю до упорів ковзаючого типу, коли виникають бокові зусилля, що діють на вигин (злам) електроду, можливістю помилкової роботи за відсутності упору, наприклад, при раптовому обриві дуги і нерухомому електроді. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищенню надійності, швидкодії і чутливості захисту електроду. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для керування електричним режимом дугової електропечі, що містить для кожної фази датчик напруги, ви хід якого з'єднаний з входом компаратора і керуючим входом першого ключа управління, датчик струму, ви хід якого сполучений з першим входом регулятора, другий вхід якого сполучений з виходом першого ключа, а вихід сполучений з першим входом гідроприводу, др угий вхід якого сполучений з виходом другого ключа управління, а його вихід сполучений з механізмом переміщення електроду, індикатор і механізм затиску електроду, з метою підвищення надійності захисту електроду додатково введені для кожної фази диференціатор тиску гідроприводу, вібродатчик механізму переміщення, два імпульсно-логічні детектори, блок пам'яті, два логічні елементи АБОНІ, елемент затримки, причому вихід диференціатора тиску сполучений з входом першого імпульсно-логічного детектора, перший і другий виходи якого з'єднані відповідно з першими входами першого і другого логічних елементів АБО-НІ, ви хід вібродатчика сполучений з входом другого імпульсно-логічного детектора, перший та другий виходи якого сполучені з другими входами відповідно другого і першого логічних елементів АБО-НІ, ви хід другого логічного елементу АБО-НІ сполучений через елемент затримки з третім входом першого логічного елементу АБО-НІ, четвертий і п'ятий входи якого сполучені відповідно з виходом датчика струму і компаратором, а його вихід сполучений з входом блоку пам'яті, перший вихід якого сполучений з входом другого ключа управління, а другий вихід - з входом індикатора, механізмом затиску електроду і входом першого ключа. Пропонований пристрій для керування електричним режимом дугової електропечі дозволяє в порівнянні з аналогом і прототипом збільшити швидкодію та чутливість, а, отже, надійність захисту електродів за рахунок застосування замість інерційного (2-10с) датчика тиску швидкодіючих (25мс) диференціатора тиску і вібродатчика, що відрізняються від датчика тиску функціональним призначенням і конструкцією. На виході датчика тиску сигнал пропорційний рівню тиску, а на виході диференціатора тиску сигнал пропорційний швидкості зміни тиску. Сигнал на виході вібродатчика пропорційний прискоренню електроду. Застосування в запропонованому пристрої для управління електричним режимом дугової електропечі двох да тчиків - диференціатора тиску і вібродатчика, підвищує швидкодію, чутливість і перешкодостійкість пристрою, а, отже, надійність захисту електродів, оскільки вірогідність одночасної появи синфазних вібро- та гідроперешкод над 4 звичайно мала (за експертними оцінками менше 0,0001). Пошук, проведений за джерелами патентної інформації, показав, що сук упність усіх істотних ознак корисної моделі, що заявляється, невідома. Отже, технічне рішення відповідає вимогам новизни. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється блок-схемою запропонованого пристрою для керування електричним режимом дугової електропечі, яка представлена на Фіг.1. Пристрій захисту електродів дугової електропечі містить датчик 1 напруги, підключений через перший ключ 2 управління до входу регулятора 3 і через компаратор 4 до п'ятого входу першого елементу АБО-НІ 5, його четвертий вхід сполучений з виходом датчика 6 струму і з другим входом регулятора 3, ви хід якого через гідропривід 7 пов'язаний з механізмом 8 переміщення. Диференціатор 9 тиску гідроприводу і вібродатчик 10 механізма переміщення пов'язані з входами першого 11 і другого 12 імпульсно-логічних детекторів, виходи яких сполучені з першими і другими входами першого 5 і другого 13 логічних елементів АБО-НІ, ви хід другого логічного елементу 13 сполучений через елемент 14 затримок з третім входом першого логічного елементу 5, ви хід якого сполучений з входом блоку 15 пам'яті, перший ви хід блоку 15 пам'яті пов'язаний з входом другого ключа 16 управління, а другий ви хід - з виходами індикатора 17 і механізму затиску електроду 18, імпульсно-логічні детектори 11 і 12 відповідно містять по два детектори 19,20 і 21, 22 та компаратори 23, 24 і 25,26. Пристрій працює таким чином. При опусканні електроду з верхнього положення вниз до електричного контакту з металевою шихтою запалення дуги захисту електродів забезпечується регулятором 3 за рахунок постійного порівняння в ньому сигналу, пропорційного напрузі між електродом і подіной печі, і сигналу, пропорційного струму, що протікає через електрод (дугу). При упорі електроду в струмопровідну шихту в регуляторі 3 формується керуючий сигнал на підйом електроду до тих пір, поки довжина виниклої дуги не стане такою, при якій рівні обох вхідних сигналів регулятора 3 не урівноважаться. При упорі електроду в струмонепровідну шихту регулятор 3 продовжує якийсь час (2-5мс) формувати керуючий сигнал на опускання електроду, але в початковий момент механічного контакту (навіть ковзаючого типу) на виходах диференціатора 9 і вібродатчика 10 з'являються синфазні коливальні електричні сигнали (затухаючі). Експериментальне встановлено, що при упорі електроду в ши хту спочатку виникають напівхвилі негативної полярності, а потім - позитивної. У решті всі х випадків (у початковий момент опускання, при експлуатаційній зупинці, підйомі електроду, вібро- і гідроударах) спочатку виникають напівхвилі позитивної полярності, потім - негативної. Ця властивість диференціатора 9 і вібродатчика 10 використовується для швидкого розпізнавання упору електроду в стр умонепровідну шихту. 5 34774 Якщо при опусканні електроду без дуги, але за наявності напруги на нім відбудеться упор в струмонепровідну шихту, то детектори 19 і 22 виділять перші негативні напівхвилі сигналів з виходів диференціатора 9 і вібродатчика 10 відповідно, в компараторах 23 і 26 будуть формуватися логічні «0» і подаватися до перших і других входів першого елементу АБО-НІ 4. Якщо у цей момент часу на решті входів цього елементу будуть сформовані логічні «0» (немає струму: х6=0, є напруга на електроді: х5=1), то на його виході з'явиться логічна «1», яка після запам'ятовування в блоці 15 пам'яті забезпечить відключення ключем 2 сигнала, пропорційного напрузі між електродом і подіної печі, а отже, миттєву зупинку електроду, запобігання його поломки. Одночасно відключається електропривод 18 електроутримувача (ослабляючи механічну напругу в електроді, що виникає від дії сил інерції) і спрацьовує індикатор 17 (сирена). Пультовщик печі по цьому сигналу піднімає електрод уручн у, впливаючи на ключ 16 управлінь. Зміною його положення в «Ручне управління» блок 15 пам'яті скидається в початковий стан (обнуляється), що приводить до зникнення сигналу індикатора 17, включенню механізму 18 затиску. Якщо з виходів диференціатора 9 і вібродатчика 10 першими з'являються напівхвилі позитивної полярності, наприклад в початковий момент опускання (без струму дуги), то вони, виділені детекторами 20 і 21 та преобразовані в компараторах 24 і 25 відповідно в логічні «0», попадають на вхід др угого елементу АБО-НІ 13, на виході якого з'являється логічна «1». На третьому вході першого елементу АБО-НІ 5 цей блокуючий сигнал з'являється не відразу, а у момент часу, коли на виходах ди ференціатора 9 і вібродатчика 10 виникають напівхвилі негативної полярності, наступні відразу за напівхвилями позитивної полярності, тобто, коли на першому, другому, четвертому і п'ятому входа х елементу 5 з'являються логічні «0». Затримка блокуючого сигналу «1» на час, що дорівнює половині періоду коливання вихідних сигналів (25мс) вібродатчика 10 і диференціатора 9 тиску, забезпечується елементом 14 тимчасової затримки. При роботі печі на виходах диференціатора 9 тиску і вібродатчика 10 внаслідок дії електродинамічних сил з'являються складні незгасаючі коливальні сигнали. Робота пристрою захисту від упору в ши хту в цьому режимі автоматично 6 забезпечується регулятором 3. Помилкова робота його блокується логічним сигналом х6=1 (див. Фіг.1), формованим на виході датчика 6 струму дуги і що подається на другий вхід елементу АБОНІ 5. При обриві дуги і одночасному упорі в струмонепровідну шихту це блокування миттєво знімається (х6=0). Форсований підйом електроду може здійснюватися вручн у або автоматично за допомогою дії на ключ 11 управлінь. Після розвороту ванни печі або відновлення провідності шихти за допомогою ключа 16 управлінь проводиться скидання пам'яті в блоці 15 і перевод регулятора в автоматичний режим роботи. Виникнення віброперешкод і перешкод, пов'язаних з гідроударами в трубопроводах гідроприводу, не приводить до помилкової роботи пристрою захисту. У декілька разів підвищується швидкодія і чутливість захисту. Розроблений спосіб може використовуватися на всіх металургійних промислових підприємствах України, де використовуються дугові електропечі. Економічний ефект від застосування пропонованого пристрою для управління електричним режимом дугової електропечі, складає не менше 30тис. грн. в рік за рахунок зменшення числа руйнувань електродів. При застосуванні пропонованого пристрою для управління електричним режимом дугової електропечі підвищується швидкодія і чутливість, а отже, надійність захисту електродів, за рахунок застосування замість інерційного (2-10с) датчика тиску, на ви ході якого сигнал пропорційний рівню тиску, швидкодіючих (2-5мс) диференціатора тиску, на виході якого сигнал пропорційний швидкості зміни тиску, і вібродатчика, на виході якого сигнал пропорційний прискоренню електроду, що відрізняються від датчика тиску функціональним призначенням і конструкцією. Крім того пропонований пристрій для керування електричним режимом дугової електропечі підвищує перешкодозахищеність пристрою, а отже, надійність захисту електродів, оскільки виникнення віброперешкод і перешкод, що пов'язані з гідроударами в трубопроводах гідроприводу, не приводить до помилкової роботи пристрою захисту, і вірогідність одночасної появи синфазних вібро- і гідроперешкод надзвичайно мала (по експертних оцінках менше 0,0001). 7 Комп’ютерна в ерстка C.Литв иненко 34774 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601