способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи
Классы МПК: | F27B3/28 размещение устройств для управления, наблюдения, сигнализации и тп устройств C22B9/20 электродуговая переплавка |
Автор(ы): | Евсеева Н.В., Яськин В.Н., Токовой О.К., Волкодаев А.Н., Лившиц Д.А., Фрейнд Е.А., Чекунов Г.М., Кочкин В.Н., Зиновьев В.Ю., Речкалов А.В., Фролов В.Г. |
Патентообладатель(и): | ОАО Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-08-26 публикация патента:
10.06.2000 |
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве стали в ДСП для создания адаптивной системы управления плавкой. Технический результат - повышение точности фиксирования стадий плавления шихты и нагрева металла. В способе определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, включающем измерение расхода электроэнергии и выделение из тока дуги высших гармоник, из несинусоидального напряжения дуги выделяют седьмую и девятую гармоники. Измеряют их величину и по изменению величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги в зависимости от израсходованной электроэнергии фиксируют стадии плавления шихты и нагрева металла. При уменьшении величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги вплоть до их полного исчезновения при расплавлении шихты определяют стадию подвалки. По появлению или резкому увеличению седьмой и девятой гармоник напряжения дуги при нагреве металла определяют снижение степени экранирования дуг шлаком. 2 з.п.ф-лы, 4 ил., 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
1. Способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, включающий измерение расхода электроэнергии и выделение высших гармоник, отличающийся тем, что из несинусоидального напряжения дуги выделяют седьмую и девятую гармоники, измеряют их величину и по изменению величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги в зависимости от израсходованной электроэнергии фиксируют стадии плавления шихты и нагрева металла. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при уменьшении величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги вплоть до их полного исчезновения при расплавлении шихты определяют стадию подвалки. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что по появлению или резкому увеличению седьмой и девятой гармоники напряжения дуги при нагреве металла определяют снижение степени экранирования дуг шлаком.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве стали в дуговых сталеплавильных печах (ДСП) для создания адаптивной системы управления плавкой. Известен способ распознавания технологических стадий плавления стали в дуговой печи, в котором определяется расход электроэнергии, дисперсия тока, вторая, третья и пятая гармоники. По набору перечисленных признаков с помощью вычислительного блока определяется вероятность стадии плавления (1). Недостатком этого способа является отсутствие четкой функциональной зависимости между набором признаков и конкретной стадией плавления. Известен способ, принятый аз прототип, определения стадий плавления по суммарной комплексной координате, как функции многих параметров. В качестве такой координаты принята сумма относительных (нормированных к первой) значений второй, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой гармоник тока. Для конкретных условий находят зависимость комплексной информативной координаты от времени плавки, в течение которого выделены такие стадии:1 - прорезка колодцев,
2 - образование "лужи" жидкого металла,
3 - обвалы шихты,
4 - формирование ванны жидкого металла,
5 - доплавление (2). Для комплексной информативной координаты определяют математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение на протяжении серии плавок для конкретной печи. Эта информация хранится в памяти машины. Специальный блок выделяет максимальное напряжение, соответствующее наличию конкретной стадии в данный момент времени. Недостатком этого способа является необходимость исследования значений вероятности стадий плавления по мере изменения типа шихты, технологии ведения плавки, состояния печи и т.д. Это требует дополнительных трудозатрат и снижает точность способа. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности фиксирования стадий плавления шихты и нагрева металла. Поставленная задача достигается тем, что предлагается способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, включающий измерение расхода электроэнергии и выделение высших гармоник, при этом из несинусоидального напряжения дуги выделяют седьмую и девятую гармоники, измеряют их величину и по изменению величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги в зависимости от израсходованной электроэнергии фиксируют стадии плавления шихты и нагрева металла, причем при уменьшении величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги вплоть до полного исчезновения их при расплавлении шихты определяют стадию подвалки, а по появлению или резкому увеличению седьмой или девятой гармоники напряжение дуги при нагреве металла определяют снижение степени экранирования дуг шлаком. Исчезновение высших гармоник в кривой напряжения дуги по мере расплавления твердой шихты и возникновения их при обвалах твердой шихты и при открытии дуг из-за уменьшения высоты плавка на жидкой ванне связано с изменением тепловых условий горения дуги. При ухудшении тепловых условий горения дуги (работа на холодный металл или открытие дуг при работе на жидкой ванне) устойчивость горения дуги ухудшается, что проявляется в искажении формы кривой напряжения дуги. Выбор для определения стадии плавления седьмой и девятой гармоники напряжения обусловлен тем, что информативность гармоник уменьшается по мере повышения их номера. Если вторая-шестая гармоники несут более сложную информацию, то информативность седьмой и девятой гармоник связана, как удалось установить, прежде всего, и изменением температурных условий столба дуги, соприкасающегося либо с твердой шихтой, либо с жидким металлом, закрытого шлаком или горящего в открытом пространстве. Определение величины среднего напряжения седьмой и девятой гармоник напряжения дуги по ходу плавки дает возможность, не останавливая процесс плавления, своевременно фиксировать момент образования "лужи" металла (исчезает или стремится к нулю девятая гармоника); момент расплавления металлошихты под дугой (снижается или стремится к нулю среднее значение напряжения седьмой гармоники), что является сигналом, наряду с расходом электроэнергии, к началу подвалки; исчезновение напряжения седьмой и девятой гармоник после расплава подвалки является параметром, связанным с образованием зеркала жидкого металла; всплески седьмой и девятой гармоник при работе на жидкой ванне и при расходе электроэнергии до 40 - 45 МВт
![способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, патент № 2150643](/images/patents/321/2150020/183.gif)
![способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, патент № 2150643](/images/patents/321/2150020/183.gif)
![способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, патент № 2150643](/images/patents/321/2150020/183.gif)
![способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, патент № 2150643](/images/patents/321/2150020/183.gif)
![способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, патент № 2150643](/images/patents/321/2150020/183.gif)
![способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, патент № 2150643](/images/patents/321/2150020/183.gif)
1. Авторское свидетельство СССР N 1146835, кл. Н 05 В 7/144, 1985. 2. Авторское свидетельство СССР N 1216836, кл. Н 05 В 7/144, 1986.
Класс F27B3/28 размещение устройств для управления, наблюдения, сигнализации и тп устройств
Класс C22B9/20 электродуговая переплавка