Файл: Пирожников, В. Е. Автоматизация контроля и управления электросталеплавильными установками.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 68

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В.Е. Пирожников , АФ. Каблуковский

;1:3& II

В . Е . П и р о ж н и к о в , А . Ф . К а б л у к о в с к и й

АВТОМАТИЗАЦИЯ

КОНТРОЛЯ

И УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОСТАЛЕ­

ПЛАВИЛЬНЫМИ

УСТАНОВКАМИ

к о н т р о л ь н ы й

Сэ к з е м п л я р ___

гМОСКВА «МЕТАЛЛУРГИЯ» 1974

УДК 621.365.2

А?

S j y & T

Г о с . луб/ '>■: гая ' научно-толя: *'.:і:ая : библи отека f.' С Р I

Ч И Т А Л Ь Н О ГО ЗА Л А , і ;

9

УДК 621.365.2

контроля и управления

электросталеплавильными

Автоматизация

установками.

П и р о ж н и к о в

В.

Е.,

К а б л у к о в -

с к и й А. Ф. М., «Металлургия», 1974, с. 208.

Рассмотрены вопросы автоматизации дуговых сталеплавильных печей, установок электрошлакового переплава, вакуумных дуговых печей и установок обогрева прибыльной части слитка. Приведен ряд конструкционных разработок систем автоматического управления элек­ тросталеплавильными установками. Описаны системы управления тех­ нологическим процессом плавки в дуговых сталеплавильных печах и производством стали в электросталеплавильном цехе с применением вычислительной техники.

Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работни­ ков, занимающіеся вопросами автоматизации электросталеплавильного

производства, может быть использована

при проектировании систем

и средств автоматизации электрических

сталеплавильных установок,

а также студентами соответствующих специальностей. Ил. 100. Табл. 19. Список лит.: 106 назв.

Виктор Евгеньевич П ирожников-

** -

Анатолий Федорович Каблуко$с$ий . -

f

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОН ТРОЛЯ И У П РА В ЛЕН И Я Э Л Е КТРОСТАЛЕПЛАВ ИЛЬНЫ М И »УСТАНОВКАМИ

Редактор издательства Л . В. Швыркова,

-

*

 

Художественный редактор Д . В . Орлов

 

 

 

Технический редактор Е. Б. Вайнштейн.

 

 

 

Корректоры Н. И. Шефтель, Г. Л . Копперойнен.

 

Переплет художника А. Г. Сорензон

 

 

 

Сдано

в набор

25/VI

1973 г.

Подписано

в печать 19/ХІІ 1973 г.

Т-19741

Формат бумаги бОхЭОѴів* Бумага

типографская № 1

Печ. л. 13. Уч.-изд. л. 15,64

Тираж 3000 зк з .

Заказ № 379

Изд. № 2295

Цена 94 коп.

 

 

 

 

 

Издательство

«Металлургия»,

119034,

Москва,

Г-34,

2-й Обыденский пер.,

14

 

 

 

 

 

Ленинградская типография

№ 6 Союзполиграфпрома

при Государственном

комитете

Совета

Министров СССР

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,

193144,

Ленинград С-144, ул. Моисеенко,

10.

 

 

© Издательство «Металлургия», 1974.

3101 — 019 41—74

040 (01) — 74


 

О Г Л А В Л Е Н И Е

 

 

 

Введение

..........................................................................

 

 

 

5

 

Г л а в а

I. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ

 

 

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУ­

 

 

ЛИРОВАНИЯ

МОЩНОСТИ................................

 

7

1.

Условия регулирования электрического режима в дуговых сталеплавиль­

7

2.

ных печах .............................................................................................................

 

 

 

 

 

Силовая часть дуговой сталеплавильной печи ...........................................

 

9

3.

Основные положения теории электрической д у г и .......................................

 

14

4.

Коэффициент усиления

регулируемого о б ъ е к т а ...........................................

 

23

5.

Элементы автоматических регуляторов мощности и их классификация

25

6.

Чувствительность, быстродействие и устойчивость систем регулирова­

27

7.

ния электродов.....................................................................................................

 

 

 

 

 

Современные требования к автоматическим регуляторам...........................

 

31

 

Г л а в а

II.

ТИПЫ

АВТОМАТИЧЕСКИХ

 

 

РЕГУЛЯТОРОВ

М ОЩ НОСТИ ....................................

 

32

1. Электромашинные регуляторы м ощ ности

 

32

2.

Электронные регуляторы...................................

 

 

................................................

 

34

3.

Регуляторы с магнитными усилителями...........................................................

 

37

4.

Регуляторы на тиристорах

..............................................................................

 

 

 

39

5.

Гидравлические регуляторы ..............................................................................

 

 

или коррек­

44

6.

Автоматические регуляторы

мощности с

49

 

тирующим устройствами для управления электрическим режимом . . .

 

Г л а в а

III. АВТОМАТИЗАЦИЯ И

МЕ­

 

 

ХАНИЗАЦИЯ

 

ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛО­

 

 

ГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ПРИ ВЫ­

 

 

ПЛАВКЕ СТАЛИ В ДУГОВЫХ . . . .ПЕЧАХ

55

1. Общие сведения ..................................................................................................

процессов внепечной обработки с т а л и

55

2.

Предпосылки развития

59

3.

Варианты технологии выплавки стали в крупных . . . .дуговых печах

71

4.

Автоматический контроль температуры металла и внутренней поверхности

74

5.

футеровки .............................................................................................................

 

 

 

 

 

Контроль химического состава с т а л и ..............................................................

 

83

6.

Автоматизация подачи в печь кислорода и . . .газо-кислородной смеси

89

7.

Автоматизация подачи шлакообразующих, раскислителей и легирующих

92

8.

добавок ..................................................................................................................

 

 

 

 

 

Автоматизация и механизация заправки футеровки . . .дуговых печей

99

9.

Отсос газов и регулирование давления под .......................сводом печи

 

102

 

Г л а в а

IV.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ

УП­

 

 

РАВЛЕНИЕ

 

ПРОЦЕССОМ

ПЛАВКИ

 

 

В

ДУГОВЫХ

СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ

 

 

ПЕЧАХ

..........................................................................

 

 

 

105

1. Общие закономерности

тепловых

процессов и энергетических показа­

105

2.

телей Д С П .............................................................................................................

 

 

 

 

 

Связь между электрическими и тепловыми ................процессами в Д С П

111

3.

Разработка методики и определение рациональных электрических и теп­

116

 

ловых реж и м ов .....................................................................................................

 

 

 

 

 

 

1*

 

 

 

 

 

3


4.

Программное управление процессом плавки стали в Д С П ........................

127

5.

Системы автоматического управления процессом выплавки стали . . . .

134

6.

Применение вычислительной техники в электросталеплавильном произ­

 

 

водстве .....................................................................................................................

 

 

148

 

Г л а в а

V. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВ­

 

 

ЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЛАВКИ В УСТА­

 

 

НОВКАХ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕ­

 

 

ПЛАВА

..............................................................................

 

160

1.

Краткая характеристика и особенности метода электрошлакового пере­

 

 

плава .....................................................................................................................

 

 

160

2.

Характеристика установок электрошлакового переплава как объекта ре­

 

 

гулирования ..........................................................................................................

 

 

163

3.

Автоматические регуляторы электрического режима промышленных уста­

 

 

новок электрошлакового переплава ...............................................................

 

166

4.

Системы автоматического управления электрошлаковым переплавом . . .

171

 

Г л а в а

VI. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВ­

 

 

ЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЛАВКИ В ВА­

 

 

КУУМНЫХ ДУГОВЫХ

П Е Ч А Х ............................

176

1.

Общие сведения ..................................................................................................

 

 

176

2.

Рабочий процесс и выбор параметров регулирования...............................

178

3.

Автоматические регуляторы тока для В Д П ...................................................

 

181

4. Автоматические регуляторы длины дуги для

ВДП ...................................

185

 

Г л а в а

VII. АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТА­

 

 

НОВОК

ОБОГРЕВА

ПРИБЫЛЬНОЙ

 

 

ЧАСТИ

СЛИТКА ..........................................................

 

193

1. Методы замедленного охлаждения головной части с л и т к а ........................

193

2.

Влияние электрических методов обогрева прибылей на качество слитка

195

3.

Управление процессом электрического обогрева прибыльной части слитка

198

4.

Программное управление процессом электрического обогрева прибыльной

 

 

части с л и т к а ..............................................................................

 

. . . .

201

Список л и тер ату р ы ..................................................................................................

 

 

205


ВВЕДЕНИЕ

XXIV съезд КПСС определил дальнейшие пути развития народ­ ного хозяйства страны на основе высоких темпов социалистического производства, повышения его эффективности, ускорения роста про­ изводительности труда, улучшения качества выпускаемой продук­ ции, научно-технического прогресса, в том числе механизации

иавтоматизации.

Впостановлении ЦК КПСС о ходе работ по автоматизации техно­ логических процессов в черной металлургии подчеркивается, что осуществление комплексной автоматизации технологических про­ цессов является одним из решающих факторов успешного выполне­ ния задач, поставленных XXIV съездом партии перед метал­ лургами. Поэтому большое значение автоматизация технологических процессов имеет для развивающейся отрасли черной металлургии — электрометаллургии. Рациональный уровень автоматизации электро­ сталеплавильного производства позволит стандартизировать техноло­ гические операции, обеспечить высокий уровень производительно­ сти труда, улучшить качество металлопродукции, повысить экономи­ ческую эффективность производства.

Применение современных систем автоматизации для управления процессами выплавки и разливки стали обеспечивает четкое соблю­ дение установленной технологии, минимальный разброс физиче­ ских и механических свойств готового проката конкретной марки стали от плавки к плавке и стабильную экономию материальных

иэнергетических ресурсов.

Вближайшее десятилетие в существующих, новых и строящихся электросталеплавильных цехах предстоит выполнить комплекс ра­ бот по усовершенствованию и реконструкции основного и вспомога­ тельного оборудования, повышению мощности трансформаторов, разработке и внедрению в производство новых технологических процессов, включающих обработку металла вне плавильного агре­ гата газами, их смесями и вакуумом, легирование расплавов жидкими лигатурами и ферросплавами, а также по созданию рациональных систем автоматического управления процессом выплавки, внепечной обработки и разливки стали.

Всвязи с повышением удельной мощности трансформатора до 800— 1200 кВА/т дуговые сталеплавильные печи будут использо­ ваться в основном для расплавления твердой садки. Рафинирование стали будет осуществляться вне печных агрегатов. Предусматри­ вается дальнейшее развитие вакуумной металлургии и электрошлакового переплава.

Исходя из перспектив развития электросталеплавильного про­ изводства представляется целесообразным обобщить проведенные работы по контролю и автоматизации технологического процесса плавки стали в дуговых печах и на установках вакуумного и электрощлакового переплава.

5


В предлагаемой книге авторы стремились отразить опыт автома­ тизации дуговых сталеплавильных печей, установок электрошлакового переплава, вакуумных дуговых печей и электроустановок прибыльного обогрева слитка. Из обширного материала, накоплен­ ного предприятиями, институтами и организациями, ведущими ра­ боты по автоматизации агрегатов и злектросталеплавильного произ­ водства, в книгу помещены лишь наиболее важные разработки.

При написании книги авторы стремились изложить материал в форме, доступной широкому кругу читателей, как специалистам, занимающимся разработкой средств и систем автоматизации техно­ логических операций электросталеплавильного производства, так и технологам, специалистам в области эксплуатации сталеплавильных агрегатов. Необходимость охарактеризовать большое число агрегатов электросталеплавильного производства, где применяется автоматика, в некоторой мере ограничило описание отдельных технических деталей и приборов, с которыми специалисты могут ознакомиться

влитературе более узкого назначения.

Вкниге значительное внимание уделяется автоматизации кон­ троля и управления процессом выплавки стали в дуговых сталепла­ вильных печах. Авторы сочли полезным включить материалы по технологии выплавки отдельных марок стали, развитию внепечного рафинирования металла, по механизации и автоматизации основных

технологических операций в дуговых сталеплавильных печах, а также рассмотреть основные принципы построения систем автома­ тического регулирования мощности в дуговых сталеплавильных агрегатах. Рассмотрены вопросы, связанные с созданием и внедре­ нием новейших систем комплексного управления с использованием электронных вычислительных машин.

В специальных разделах книги разобраны основные задачи автоматизации, связанные с особенностями конструкции и техноло­ гии процессов электрошлакового и вакуумного дугового переплава

иописано современное состояние средств контроля и автоматизации этих агрегатов.

Главы I, II, IV—VII написаны В. Е. Пирожниковым, глава III— А. Ф. Каблуковским.

Авторы считают своим долгом выразить глубокую признательность

иблагодарность канд. техн. наук, доценту М. Ф. Сидоренко, сде­ лавшему ряд ценных замечаний в процессе рецензирования рукописи книги.

Авторы надеются, что эта книга окажется полезной для работни­ ков электрометаллургических и машиностроительных заводов, про­ ектных и исследовательских институтов, студентов вузов и техни­ кумов, и будут благодарны за критические замечания и советы.