СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ДУГОВОЙ ВАКУУМНОЙ ПЕЧИ
Вид РИД
Изобретение
Предлагаемый способ относится к области регулирования мощности в дуговых вакуумных печах.
Качество слитков, получаемых в дуговых вакуумных печах, т.е. их структура и степень очистки, определяются балансом энергии ванны жидкого металла, ее глубиной, температурой и гидродинамическими процессами, связанными с растеканием тока в объеме жидкого металла. Так как процесс плавки не является стационарным, то в общем случае для получения однородной по высоте слитка структуры полезная мощность печи должна изменяться по определенной программе.
Известный способ регулирования режима работы печи, заключающийся в стабилизации или изменении по заданной программе подводимой к печи мощности в зависимости от отклонения контролируемого параметра. от заданного значения с использованием сигналов, пропорциональных мощности боковых разрядов из-за случайного ее распределения внутри печи между электродом, слитком и кристаллизатором, не обеспечивает требуемой стабилизации теплового режима ванны жидкого металла, что приводит к послойной кристаллизации слитка и другим дефектам.
Предлагается в качестве контролируемого параметра использовать полезную мощность печи, которую определяют как разность между мощностью, подводимой к печи, и мощностью боковых разрядов.
При этом учитывается, что в процессе плавки возникают такие явления, как ионизация, устойчивая и неустойчивая боковая дуга, когда мощность, подводимая к печи, частично или полностью расходуется на разогрев боковой поверхности электрода и стенки кристаллизатора, а ток печи можно представить в виде суммы двух составляющих, одна из которых определяет полезную мощность печи и должна поддерживаться в процессе плавки постоянной или изменяться по заданной программе, а другая - определяет мощность боковых разрядов, вызывает дополнительный разогрев стенки кристаллизатора и неравномерное оплавление электрода.
Для компенсации потерь, вызванных утечкой тока на стенку кристаллизатора (тигля), воздействуют на источник тока, привод перемещения электрода и соленоид печи, минимизируя отклонения полезной мощности печи от заданной уставки. Это позволяет управлять мощностью, подводимой непосредственно к ванне жидкого металла, определяющей режим кристаллизации слитка.
На чертеже показана блок-схема одного из вариантов регулятора, реализующего предлагаемый способ.
Для формирования сигналов, пропорциональных величине тока утечки, на стенку кристаллизатора напряжение Uп, снимаемое с электронов печи, подают на вход схемы 1, состоящей из датчиков устойчивой боковой дуги, уставки которых выбраны равными 5, 10, 15% и т.д. от номинального тока печи Iп.
Сформированные сигналы, пропорциональные току и длительности боковых разрядов, поступают на вход вычислительного устройства 2, в которое также вводятся сигналы, пропорциональные току и напряжению печи, и требуемая программа изменения полезной мощности печи. Вычислительное устройство формирует напряжения, пропорциональные отклонению текущих значений мощности ванны жидкого металла от заданной программы и через усилители 3 и 4 управляет приводом перемещения электрода 5 и источником тока печи 6, минимизируя отклонения полезной мощности печи от заданной программы.
Способ регулирования режима работы дуговой вакуумной печи путем изменения подводимой мощности в зависимости от отклонения контролируемого параметра от заданного значения с использованием сигналов, пропорциональных мощности боковых разрядов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования и улучшения структуры выплавляемого металла, в качестве контролируемого параметра используют полезную мощность печи, которую определяют как разность между подводимой к печи мощностью и мощностью боковых разрядов.
