Материал: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие.

У регулятора релейно-контакториого типа предусмотрена одна ступень скорости на подъем и одна на спуск электрода. Скорость подъема и опускания не увязывается с величиной отклонения регу­ лируемого параметра от заданного, поэтому разработано несколько конструкций регуляторов, реагирующих на величину рассогласо­ вания параметров. Для них характерна переменная скорость пере­ мещения электродов, пропорциональная величине отклонения пара­ метров от заданного режима.

Рнс. 48. Структурная схема автоматического регулятора мощности типа СТУ-022:

выпрямители; R t — R, — р знсторы; 1РА, 2РА — реле автоматики; Р 0 — выходное устрой­ ство; У, УМ — усилители; Ф , — Ф0 — формирователи управляющих импульсов; Д Г „ Д Т 2 — датчики тока

такторного регулятора составляет примерно ±30% от заданного режима, гидравлического регулятора ±10% , а применяемого в по­ следнее время бесконтакторного электронного регулятора с магнит­ ными усилителями типа РБС ±3% .

Регулятор мощности на тиристорах типа СТУ-022 (рис. 48) работает следующим образом. При номинальном электрическом режиме на выходе схемы сравнения напряжение равно нулю. Паде­ ния напряжения на сопротивлениях R 1 и R z равны и противопо­ ложны по знаку. При этом фазосдвигающее устройство не формирует импульсов управления, тиристоры УВ1—У Вй заперты и ток в цепи якоря двигателя перемещения электрода отсутствует. При отклоне­ нии силы тока дуги от заданного на выходе схемы сравнения по­ является напряжение разбаланса U. Усилитель мощности УМ выдает сигнал ФСУ на формирование импульсов управления соот-

ветствуюгцей выпрямительной группой У ВХ—УВа или УВ4—УВа тиристорного преобразователя. В цепи якоря двигателя М возни­ кает ток определенной полярности, и двигатель перемещает электрод в нужном направлении. По мере перемещения электрода величина напряжения U уменьшается до нуля, и двигатель останавливается.

Предусмотрено также ручное дистанционное управление. Регу­ лятор можно применять на печах емкостью от 3 до 200 т. Зона чув­ ствительности регулятора может быть доведена до 1%. Время раз­ гона и торможения двигателя не превышает 0,3—0,5 с. Скорость перемещения электрода составляет 3—4 м/мин, т. е. заметно больше, чем в случае применения широко распространенных регуляторов с электромашннными усилителями.

Применение регулятора СТУ-022 вместо регуляторов с машин­ ным усилителем обеспечило повышение производительности печи и снижение удельного расхода электроэнергии. В результате сокра­ щения длительности контакта электродов с металлом уменьшается науглероживание металла и улучшается качество выплавленной стали.

И с п о л н и т е л ь н ы е м е х а н и з м ы регуляторов мощ­ ности дуговых электропечей по типу привода подразделяют на элек­ тромеханические, объемно-гидравлические и дроссельно-гидравли­ ческие. Исполнительные механизмы должны быть надежными в ра­ боте, удобными для ремонта и обслуживания, исключать поломки электродов при упоре в шихту в ручном режиме управления и в не­ токопроводящий скрап — при автоматическом регулировании. Кине­ матическая связь двигателя с электродом должна быть максимально жесткой, без зазоров. Привод должен исключать возможность опу­ скания электродов под действием собственной силы тяжести, обеспе­ чивать быстрый разгон, быстрое торможение механизма и макси­ мально возможную скорость перемещения электродов.

В качестве привода исполнительных механизмов применяют шунтовые двигатели постоянного тока, дающие возможность плавно изменять число оборотов, легко и быстро осуществлять остановку, сводить до минимума время, необходимое для изменения направле­ ния вращения. Двигатели питаются током от усилителей автомати­ ческих регуляторов.

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ МЕТАЛЛА

В печах большой емкости (100 т и более) глубина металличе­ ской ванны превышает 1,2 м, а диаметр на уровне раздела металл— шлак 5 м. Большая глубина ванны затрудняет протекание диффу­ зионных процессов между металлом и шлаком, а большой диаметр печи очень усложняет скачивание шлака. В большегрузных печах наблюдается очень слабое поверхностное перемешивание металла дугами. Так, если в печи емкостью 0,5 т дугами перемешивается около 30% объема металла, то в 30-т печи — лишь около 3%. По­ этому в печах большой емкости может происходить перепад темпе­

98

ратур по глубине ванны, достигающий 100° С и более, а химический состав металла может быть неравномерным.

Перемешивание металла вручную металлическими гребками в большегрузных печах малоэффективно, требует значительного времени и является очень тяжелой операцией.

В 1928 г. Л. И. Морозеиский предложил использовать для пере­ мешивания жидкого металла вращающееся электромагнитное поле.

и поэтому не находит широкого применения.

Для перемешивания металла с целью выравнивания химического состава и температуры по объему ванны и для облегчения скачива­ ния шлака используют «бегущее» поле, создаваемое статическим электромагнитом. Статор выполняют в виде вытянутого сердечника, изогнутого по форме днища печи. Обмотки статора питаются двух­ фазным током низкой частоты (0,5-^2 Гц) с углом сдвига фаз 90°. Целесообразность использования токов низкой частоты диктуется тем, что с понижением частоты возрастает перемешивающее усилие (эти две величины связаны обратной зависимостью), а двухфазный

электромагнит со сдвигом фаз на 90° создает «бегущее» поле — пло­ ское поле, перемещающееся в заданном направлении.

Переключением полюсов катушек можно изменить направление движения металла на обратное. Переключение полюсов одной из катушек вызывает встречное движение потоков металла вдоль оси статора, что может быть использовано для транспортировки шлакообразующпх п легирующих добавок в горючую зону печи под электроды (рис. 49).

Глава 7

ИНДУКЦИОННЫЕ ПЕЧИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧАХ

В основе индукционного нагрева лежит принцип работы транс­ форматора: под действием переменного магнитного поля, создавае­ мого индуктором (первичной обмоткой), в нагреваемом металле, являющемся вторичной обмоткой и одновременно нагрузкой, инду­ цируется электродвижущая сила (э. д. с.). Под действием наводимой в металле з. д. с. Е 2 в металле циркулирует ток 12.

За счет джоулева тепла, выделяющегося в металле при прохо­ ждении тока / 2, металл разогревается и плавится.

Из теории трансформатора известно, что наводимая во вторич­ ной обмотке э. д. с. пропорциональна магнитному потоку (Ф), пересекающему плоскость витков обмотки, частоте изменений маг­

Величина коэффициента пропорциональности а определяется характером изменения магнитного потока во времени. При питании первичной обмотки синусоидальным током

а = 4,44.

Расплавленный металл, а также плотно уложенная шихта как вторичная обмотка индукционной печи представляют собой единый

Таким образом, увеличить наводимую в металле э. д. с. можно, увеличивая либо магнитный поток, либо частоту питающего тока.

Первые индукционные печи появились в то время, когда еще не было экономичных генераторов тока высокой частоты. Поэтому получение необходимой в металле мощности достигалось в результате обеспечения большого магнитного потока.

100