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

ческого процесса различных интервалов восстановительного периода плавки в ДСП-100.

Требуемую полезную мощность Рпол і можно получить на раз­ личных ступенях напряжения при различных силах тока. Однако для каждого интервала, как правило (рис. 60), существует лишь одна оптимальная ступень напряжения и соответствующее ей значе­ ние рабочего тока, обеспечивающие наилучшее сочетание показа­ телей работы печи минимума расхода электроэнергии A1F*, мини­ мума себестоимости передела 1 т стали АС* и наименьшего коэффи­ циента износа футеровки К*

где РА— мощность дуги; Ад —■длина дуги;

a — расстояние дуги до стенки печи.

Следует отметить, что согласно уравнению (ІѴ-28), стоимость передела стали в рассматриваемых условиях может изменяться лишь в зависимости от расхода электроэнергии, так как длительность каждого интервала регламентирована.

126

Р и с . 60. Совмещенные электрические и тепловые характеристики печи для трех ступеней напряжения печного трансформатора U t > U 2 > Ua (/ — зона рацио­ нальных режимов)

Таким образом в окислительный и восстановительный периоды плавки условия минимума стоимости передела стали АС* и минимума удельного расхода электроэнергии А W* полностью совпадают.

4. Программное управление процессом плавки стали в ДСП

Во многих странах проводятся работы по автоматизации управле­ ния выплавкой стали в дуговых сталеплавильных печах (ДСП)

сиспользованием счетно-решающих и программирующих устройств.

ВСоветском Союзе значительное внимание уделяется программиро­ ванию работы ДСП и процесса плавки в ней.

Существующие и разрабатываемые программирующие устрой­ ства можно разделить на три группы. К первой группе относятся устройства, в которых программируется только электрический ре­ жим. На рис. 61 приведена схема программного управления электри­ ческим режимом ДСП. Она состоит из автоматического регулятора мощности печи АРМ, программирующего устройства ПУ, реги­ стрирующего и сигнализирующего устройства РСУ и переключа­ теля ступеней напряжения ПСН печного трансформатора ПТ. При этом программирующее устройство управляет АРМ и ПСН. Коррек-

127

тивы в установленную программу вводятся оператором ОП, наблю­ дающим за температурой наиболее горячего места футеровки Д 2 и за температурой жидкого металла Д г.

В качестве примера разработок программирующих устройств первой группы могут быть устройства типа ДР = 400 [63], разра­ ботанные фирмой «Броун Бовери». Это устройство изменяет уста­ новку регулятора мощности и переключает ступени напряжения печного трансформатора в зависимости от суммарного потребления энергии тремя фазами печи.

На программирующей панели устройства устанавливается при помощи переключателей требуемый расход электроэнергии на от­ дельные периоды плавления (зажигание дуги, проплавления колод­ цев, формирование жидкой ванны и т. д.). В устройстве имеется ка­ нал, обеспечиващий необходимые измерения расхода электроэнер­ гии. При равенстве заданного и фактического расходов электроэнер­ гии программное устройство задает новые значения параметров — ступень напряжения, величину энергии и мощность.

Программирующие устройства второй группы отличаются от устройств первой группы наличием регулятора теплового режима APT, который заменяет оператора, необходимого для устройства первой группы, и выполняет управление тепловым режимом более точно и надежно.

Схема программного управления электрическим и тепловым ре­ жимами ДСП представлена на рис. 62 [64]. Датчик температуры металла Д г связан с регулятором теплового режима APT, воздей­ ствующим на переключатель ступеней напряжения ПСН и автомати­ ческий регулятор мощности АРМ, который обеспечивает подачу заданного количества электроэнергии в печь. Температура футе­ ровки непрерывно контролируется датчиком Д 2.

128

Структурная схема системы управления приведена на рис. 63. Функциональные блоки управляющего устройства АПЛУ связаны с датчиками контролируемых параметров, исполнительными меха­ низмами и световым табло. Механизированной термопарой погруже­ ния периодически измеряется температура металла Ти\ непрерывно

Р и с . 63. Структурная схема системы программ­ ного управления

контролируется температура футеровки Тф и расход электроэнергии W3. В систему управления входят механизмы переключений ступе­ ней трансформатора ПСН, приводы дросселя ПД, приводы высоко­ вольтного разъединителя ПВР, а также регулятор перемещения электродов РПЭ.

Управляющее устройство АПЛУ имеет следующие функциональ­ ные блоки: блок регулирования электрического режима с вычисли­ тельным устройством 1, который рассчитывает задание регулятору электрического режима; блок регулирования теплового режима печи (с вычислительным устройством) 2, обеспечивающий выдачу сигнала, пропорционального необходимому изменению мощности для полу­ чения заданной температуры металла и исключения превышения до­ пустимых температур футеровки; блоки формирования и выдачи сигналов 3—5; связанных с технологией выплавки данной марки стали; блок управления высоковольтной аппаратурой 6; блок управ­ ления 7 световым табло. Световое табло 8 информирует цеховой пер­ сонал о ходе плавки и выдает команды для выполнения пока еще немеханизированных производственных операций.

На основании изучения технологии и статистического иссле­ дования процесса выплавки данной марки стали разработаны про­ граммы процесса. Управление плавкой осуществляется таким обра­ зом, чтобы минимизировать себестоимость стали.

Фактическая мощность учитывается счетчиком импульсов под­ счетом числа оборотов диска счетчика активной энергии за единицу времени. Период плавления завершается после нагрева металла до заданной температуры. В остальные периоды плавки мощность регу­ лируется по температуре металла, измеряемой механизированной тер­ мопарой, которая периодически в соответствии с программой вво­ дится в печь. По данным измерения температуры металла вычисли­ тельным устройством автоматического регулятора теплового режима рассчитывается мощность.

Устройства третьей группы являются более сложными, поскольку в них предусмотрено также частичное программирование техно­ логического режима работы дуговой сталеплавильной печи. На рис. 64 представлена структурная схема комплексного регулирова­ ния электрического, теплового и технологического режимов плавки стали в дуговой сталеплавильной печи1.

ЭП — для электромагнитного перемещения металла; 0 2 — для до­ зированного введения кислорода; ПЭ — привод электродов; ПВР —

130