книги из ГПНТБ / Иванько, В. Ф. Пультовщик сталеплавильной электропечи учеб. пособие

тродов (якорь двигателя перемещения электродов через амперметр включен непосредственно на зажимы якоря ЭМУ) напряжение также равно нулю и двигатель пере­ мещения электродов остается неподвижен. Если же на­ рушится установленный режим, например уменьшится

ние такого знака, что двигатель перемещения электро­ дов будет перемещать электрод вниз до установления заданного режима. Наоборот, при увеличении тока в фа­ зе ток, вызванный небалансом напряжений в сопротив­ лениях сравнения, протекает по обмотке ОУ с другим направлением, поэтому меняется направление э.д.с. на зажимах ЭМУ и двигатель перемещения электродов на­ чинает поднимать электрод до установления заданного режима.

Печной трансформатор работает на различных сту­ пенях вторичного напряжения, но на сопротивлении сравнения СР-6 всегда должно подаваться одно и то же напряжение сравнения. Чтобы учесть это изменение вто­

на сопротивлении СР-6 напряжение сохранялось неиз­ менным. Чем больше напряжение, на которое переклю­ чен трансформатор, тем большая часть сопротивления включена в СР-7. Это достигается автоматически при переключении печного трансформатора путем шунтиро­

Как рассматривалось выше, ЭМУ имеет несколько обмоток управления: В схеме автоматического регули­ рования одна из управляющих обмоток включается как обмотка обратной связи. Эта обмотка включена на вы­ ходные зажимы ЭМУ так, чтобы создаваемый ею маг­ нитный поток приводил к некоторому снижению напря-

151

жения на выходных зажимах ЭМУ. Такое действие обмотки обратной связи направлено на устранение влия­

и возвратится обратно. Благодаря действию обмотки об­

еще некоторое время в том же направлении, что дол­ жно привести к установлению заданного режима. Об­

буждения двигателей перемещения электродов получа­ ется путем выпрямления переменного тока с помощью селеновых или других выпрямителей, собранных по схе­ ме двухполупериодного выпрямления. Зона нечувстви­

электронный электромашинный регулятор (БЭЭР) раз­ работан ЦЛА и применяется на ряде печей. У этого регулятора блок измерения и сравнения принципиаль­ но подобен блоку измерения регулятора РМД, только взамен автотрансформатора AT в токовой цепи измере­ ния и задания применен магнитный усилитель.

В БЭЭР изменен блок управления, в котором сигнал

152

электронного усилителя, мгновенно усиливается и пере­ дается в обмотку управления ЭМУ. Затем действие та­ кое же, как и'в схеме с электромашинным регулятором.

Так как электронные лампы практически безынерци­

являются электронные лампы и наличие электромашин­ ного усилителя, от которых можно ожидать отказа в ра­ боте.

В последнее время для дуговых сталеплавильных печей начали применять регуляторы с управляемыми кремниевыми диодами-тиристорами. По такой схеме регулирования работает 200-г электропечь. Из схемы полностью исключаются вращающиеся машины, кроме двигателя электрода, повышаются быстродейственность схемы и, по имеющимся литературным данным, ее наде­

мерно в два раза быстрее, чем при динамическом тор­ можении в схемах с электромашинным усилителем.

§ 9. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ВАКУУМНО-ДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ

Вакуумно-дуговые печи работают преимущественно на постоянном токе, так как дуга на постоянном токе горит более устойчиво и можно точно выдерживать за­ данный электрический режим и обеспечивать постоян­ ную скорость наплавления металла. Расходуемый элек­ трод является катодом, а наплавленный слиток анодом. Для питания печи в настоящее время применяют:

б) выпрямительные агрегаты на полупроводниковых вентилях.

153

Первые печи оборудованы машинными преобразова­

номинального резко снижать напряжение на якоре. Ге­ нераторы с таким свойством называют генераторами с крутопадающей характеристикой, что необходимо по условиям работы вакуумно-дуговой печи, так как сте­ кающие капли с плавящегося расходуемого электрода могут кратковременно замыкать дугу.

Чтобы получить такую крутопадающую характерис­ тику, обмотку возбуждения генератора разделили на две части. Одна часть (меньшая) включается как неза­ висимая обмотка возбуждения на неизменное напряже­ ние и поэтому ее магнитный поток не зависит от наг­ рузки, вторая часть обмотки возбуждения со значитель­ но большим числом ампервитков включается как параллельная обмотка генератора и, следовательно, ее магнитный поток уменьшается с ростом нагрузки, что обеспечивает крутопадающую характеристику генера­ тора. Благодаря этому ток короткого замыкания таких генераторов невелик и не превышает двукратного зна­ чения номинального тока.

Электрическая схема питания вакуумной печи от

ратор приводится во вращение синхронным двигателем мощностью 675 кет.

Рассмотрим другие элементы схемы силовой цепи питания ВДП (см. рис.58). Токоподвод от генератора выполняется шинами (медными или .алюминиевыми) и в подвижной части, где движется шток электрододер­ жателя, гибким кабелем, обычно водоохлаждаемым. По существу эти элементы представляют собой короткую сеть ВДП. Сопротивление короткой сети рассчитывают как сопротивление омическое постоянному току по фор­

154

разом, напряжение на дуге (ІІЛ) будет меньше напря­ жения на зажимах генератора (£/г ) на величину потерь напряжения в короткой сети в сопротивлении штанги расходуемого электрода. Эти потери напряжения в ко­ роткой сети и на расходуемом электроде составляют несколько вольт.

Выключатель тока для установок с током до 6000 а представляет собой автоматы, которые включаются ди­

станционно. Для больших токов вследствие отсутствия автоматов на большие токи не устанавливают выклю­ чатель тока. Включение и отключение печи производит­ ся включением и отключением машинного преобразова­ теля с одновременным включением и снятием возбужде­ ния генератора ГПН.

ряжения на дуге от тока дуги) дуги, горящей в разре­

Генераторы ГПН имеют существенные недостатки, заключающиеся в том, что они недолговечны и имеют низкий коэффициент полезного действия.

В последнее время для ВДП применяют выпрями­ тельные агрегаты, которые имеют выходное максималь­ ное напряжение 75 в и комплектуются на токи: 12500; 25000, 37500 а. Эти выпрямительные агрегаты работают на кремниевых выпрямителях.

153

Рассмотрим основное оборудование, входящее в вы­ прямительный агрегат для ВДП.

Электроэнергия высокого напряжения (6—35 кв) по­ ступает на первичную обмотку трансформатора и тран­ сформируется на ряд ступеней вторичного напряжения в диапазоне 82—40 в. В цепь вторичной обмотки вклю­ чены дроссели насыщения для ограничения токов корот­ кого замыкания и за дросселями насыщения — кремние­ вые выпрямители, включаемые параллельно. В общей цепи последовательно с ВДП включается реактор.

В перспективе развития ВДП намечается параметри­ ческий источник тока, предложенный Московским энер­

такой схеме напряжение на нагрузке меняется соответ­

Первые регуляторы ВДП были подобны регуляторам ду­ говых сталеплавильных печей, но для печей ВДП нужна весьма большая точность регулирования, обеспечиваю­ щая неизменное во времени наплавление слитка и работу на короткой дуге, чтобы дуга не перебрасывалась на стенки кристаллизатора.

В основе работы автоматического регулятора тока находятся обеспечение изменения тока согласно задан­ ной программе наплавления слитка, хорошая стабили­ зация тока и регулирование длины дуги.

Стабилизация величины тока в соответствии с за­ данной программой осуществляется воздействием на преобразователь тока, только это воздействие произво­ дится различно в зависимости от вида преобразователя.

В схеме с генератором постоянного тока ГПН стаби­ лизация тока осуществляется воздействием на возбуж­ дение генератора, причем удобно воздействовать на не­ зависимую обмотку возбуждения ГПН. Если ток увели­ чился выше заданного значения, то регулятор должен уменьшить ток возбуждения в независимой обмотке воз­ буждения, тогда соответственно уменьшают магнитный поток и напряжение ГПН так, чтобы ток дуги принял прежнее значение;

156

Рис. 60. Принципиальная схема автоматического управления стабилизацией тока В Д П

157

его. Поэтому стали использовать дополнительную поп­

в следующем: при достаточно короткой дуге появляется периодическое шунтирование дуги каплями металла. При этом установлено, что при неизменном токе опре­ деленной длине дуги соответствует частота капельных шунтирований дуги за неизменный промежуток време­ ни. Таким образом, регулирование длины дуги произво­ дится по сопротивлению печи с корректированием от действия средней частоты импульсов шунтирования дуги, что выражается частотой импульсов напряжения.

Эта схема соответствует схеме автоматического ве­ дения плавки. Назначение блоков в структурной схеме следующее:

1) блок АРВ-І регулирует длину дуги, в блоке име­ ется фильтр, задерживающий кратковременные случай­ ные возмущения и реагирующий только на системати­ ческий небаланс, обеспечивает автоматическое зажига­ ние дуги, автоматическое поддерживание заданного параметра регулирования;

2) блок АРВ-ІІ корректирует уставку блока АРВ-І по средней частоте импульсов напряжения печи, сигна­ лизирует начало расплавления расходуемого электрода;

3) блок АРВ-ІѴ —усилитель мощности;

!5«

Рис. 61. Структурная схема автоматического регулятора A P B

ВДП с машинными преобразователями. Схема электро­ снабжения печей ЭШП имеет сходство со схемой элек­

159

работает без нагрузки и в несколько раз реже, чем вы­ ключатель дуговой сталеплавильной печи: отключение после окончания плавки и включение на новую плавку.

2. Отсутствует дроссель для ограничения толчков то­ ка при обвалах шихты, так как здесь нет обвалов ших­ ты1 .

3. Печной трансформатор ЭШП имеет значительно более низкие вторичные напряжения по сравнению с вторичными напряжениями дуговой сталеплавильной печи, но число ступеней вторичного напряжения велико, а интервалы между ступенями невелики, составляя 4— 2,5 в. Переключение ступеней вторичного напряжения производится всегда над нагрузкой, чтобы не нарушать процесс наплавления слитка.

Принцип изменения вторичных напряжений транс­ форматора ЭШП такой же, как на трансформаторе ду­ говой сталеплавильной печи, т.е. изменение числа вит­

При производстве переключения, когда контакты пе­ реключателя переходят с одной отпайки обмотки на другую, в ветвь короткозамкнутых витков включается реактор, специально предназначенный для этих целей

инаходящийся внутри трансформатора.

4.Электрод печи ЭШП (расходуемый электрод) вы­ полнен из металла, поэтому он обладает значительным индуктивным сопротивлением.

5.Нет дуги в печи ЭШП при наплавлении слитка, поэтому токи и напряжения синусоидальны, дуга име­ ется при расплаве шлака.

6.Преимущественное распространение среди печей ЭШП получили однофазные печи поэтому в схеме элек­

Подвод тока от вторичной обмотки однофазного трансформатора выполняется по схеме, приведенной на рис. 62, а.

1 Может применяться дроссель на низкой стороне печного тран­ сформатора, но с другой целью.

160