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

От большого насоса масло силовой магистрали через фильтр 9 по­ ступает в коллектор 11, из которого подается к следующим золот­ никам 4 и далее к гидродилиндрам 5. Избыток масла сливается через предохранительный клапан 8 в бак.

От малого насоса масло управления через фильтр 10, коллек­ тор 12 и дроссели 13 с регуляторами поступает в усилительные полости золотников. Избыток масла через предохранительный клапан 6 сливается в бак. Манометры 7 служат для настройки кла­ панов 6 и 8.

Измерительная цепь регулятора построена на принципе сравне­ ния напряжений, пропорциональных силе тока и напряжению дуги. Напряжение, снимаемое с сопротивлений R 3 и R t, через до­ бавочное сопротивление Rb, подается на управляющую катушку 14 золотника. Напряжение осцилляции подается на катушку от транс­ форматора Т через сопротивление Re;

Электромеханический преобразователь состоит из катушки 14, жестко скрепленной с иглой 15. Катушка перемещается в поле постоянного магнита 16. Игла перемещается во втулках и своим нижним концом в той или иной степени перекрывает калиброванное отверстие в диафрагме, в результате чего изменяется давление в камере управления 17 и нарушается равновесие между усилием от давления масла в управляющей камере и усилием пружины 18. Под действием разности этих противоположно направленных осевых усилий золотник перемещается. Регулирование скорости и изменение направления перемещения плунжера гидроцилиндра осуществляется изменением величины площади щелей в пазах в результате осе­ вого перемещения золотника 19.

Дуговые сталеплавильные печи емкостью 6, 12, 25 и 50 т, выпу­ скаемые Новосибирским заводом электротермического оборудо­ вания, оснащены гидравлическими механизмами перемещения элек­ тродов.

Применение гидропривода позволило упростить кинематику ме­ ханизма перемещения электродов, уменьшить габариты шахт, по­ скольку отсутствуют противовесы, улучшить управляемость печей. Исполнительный механизм стал быстродействующим, гибким, высо­ коточным. Поэтому появились новые возможности улучшения ка­ чества регулирования электрического режима и основных технико­ экономических показателей работы печей.

Принципиальная схема регулятора АРДГ показана на рис. 20 Сигнал, пропорциональный силе тока дуги, через трансформатор тока 1, задатчик 2, распределительный трансформатор 3 подается на обмотки возбуждения и управления двигателя с полым ротором 4. Сигнал фазового напряжения дуги подается от разделительного трансформатора 5 на обмотки возбуждения и управления двига­ теля 6. Конденсатор 7 обеспечивает сдвиг фаз между токами возбуж­ дения и управления, необходимый для появления вращающего момента

М = KUit/2 sin ф,

45

7

где U, — напряжение на обмотке возбуждения; U2 — напряжение на обмотке управления;

Ф— угол сдвига между токами обмоток управления и воз­ буждения.

При заданном режиме развиваемые двигателями моменты равны,

итак как они направлены в разные стороны, система неподвижна.

Вслучае разбаланса момент одного из двигателей становится больше, и система поворачивается. При этом сидящее на валу дви­ гателей зубчатое колесо 8, сцепленное с рейкой 9, обеспечивает установку управляющего золотника гидроусилителя 10. Последний вызывает соответствующее перемещение поршня силового цилин­ дра 11. Демпфер 12 является фильтром, не позволяющим системе реагировать на кратковременные возмущения. Гидроусилители упра­

вляются от вспомогательных насосов, развивающих давление до 13 кгс/см2. Энергия для перемещения электродов подается от насосно­ аккумуляторной станции (НАС), которая состоит из масляного бака, баллонов с индуктивными датчиками уровня, насосов и пластинча­ тых фильтров. Насосы включаются только при понижении уровня масла в баллонах, о чем сигнализируют датчики уровня.

Максимальная скорость перемещения электродов при автомати­ ческом регулировании задается дросселем 13.

На рис. 21 показана принципиальная схема работы распредели­ тельного золотника регулятора АРДГ.

46

Распределительный золотник 1 перемещается в гильзе 2, запрес­ сованной в корпусе 3. Своими кромками золотник 1 может частично или полностью перекрывать отверстие 4, через которое осуществляется подвод жидкости к цилиндру или отвод из цилиндра. Жидкость

Золотник 1 перемещается под действием разности двух осевых усилий: усилия слева от подводимой через отверстие 7 жидкости нагнетающего насоса, оказывающей давление на золотник 1 через плунжер 8, и усилия справа от подводимой в камеру 9 через отвер­ стие 10 жидкости управления (нагнетаемой специальным насосом), оказывающей давление на золотник / через промежуточный золот­ ник 11, соединенный жестко с золотником 12.

Давление жидкости слева равно давлению напорной силовой магистрали и является постоянным. Величина давления жидкости справа зависит от степени дросселирования ее между кромками управляющего золотника 13 и золотника 12 на пути от подводящего отверстия 10 к выходному отверстию 14 в камеру 9. Слив жидкости управления из камеры 9 осуществляется между кромками управ­ ляющего золотника 13 и промежуточного золотника 11 через отвер­ стия 15 и 16 и также сопровождается дросселированием.

Управляющий золотник 13 выполнен заодно с зубчатой рейкой, сцепляемой с шестерней 17, к которой приложены противоположно направленные моменты М г и М 2 от двигателей, питаемых напря­ жениями, пропорциональными силе тока и напряжению фазы печи. При номинальных значениях силы тока и напряжения моменты на электродвигателях уравновешиваются, а управляющий золотник остается неподвижным. При разбалансе силовой схемы сравнения управляющий золотник 13 перемещается в том или ином направле­ нии. При этом давление в камере меняется по величине, что вызывает соответствующее перемещение промежуточного «следящего» золот­

47

Для демпфирования системы предусмотрен поршенек 18, жестко связанный с рейкой через муфту 19 и перемещаемый в корпусе 20, в который через отверстие 21 и жиклеры 22 подается жидкость от насоса управления.

Пружины 23 при исчезновении питающего напряжения устанав­ ливают управляющий золотник 13, а следовательно, и распредели­ тельный золотник 1 в положение, соответствующее подаче неболь­ шого количества жидкости в силовой цилиндр, т. е. медленному подъему электрода. Утечки отводятся через отверстие 24.

Технические данные регулятора АРДГ на печи ДСП-25 при­ ведены ниже:

Как показал опыт промышленной эксплуатации, регулятор АРДГ обладает высоким быстродействием и чувствительностью, обеспечивает хорошее качество регулирования, повышение скорости перемещения электрода на подъем до 5 м/мин, а также более высо­ кие технико-экономические показатели.

48

Последние годы во ВНИИЭТО разработан современный регуля­ тор мощности типа АРДК (рис. 22) для дуговых сталеплавильных печей емкостью 1.5; 3 и 5 т с комбинированным приводом переме­ щения электродов [16]. Регулятор состоит из блока измерения нагрузки 1, гидроусилителя 2, микроаккумуляторов 3, насоса 4, масляного бака 5, электромеханического привода 6, гидравличе­ ского привода 7. Регулирование дугового промежутка осуществ­ ляется короткоходовым гидроприводом с очень высоким быстродей­ ствием (из системы регулирования по сравнению с регулятором АРДГ исключены большие действующие массы, сосредоточенные в трубопроводах длиной до 30 м и снижена упругость столба жид­ кости в гидроцилиндре).'

Электромеханический привод имеет двигатель большей мощности, что позволяет не ставить противовесов. Этот привод используют при ручном управлении и для шаговых перемещений в тех случаях, когда исчерпывается ход гидроцилиндра. Максимальная зона не­ чувствительности ±2,0%; время разгона 0,05 с; максимальная ско­ рость перемещения электродов 5—10 мйиин.

6. Автоматические регуляторы мощности с вычислительным или корректирующим устройствами для управления электрическим режимом

Самый совершенный регулятор мощности не может поддерживать заданный электрический режим в период перемещения электродов (что сопровождается образованием колодцев в шихте, подъемом уровня жидкого металла) вследствие ошибки слежения [17]. Ве­ личина этой ошибки тем больше, чем больше величина зоны нечув­ ствительности регулятора (при спуске электрода регулятор будет поддерживать мощность на уровне нижней границы зоны нечув­ ствительности); следовательно, будет происходить недобор энергии, при подъеме — на уровне верхней границы зоны нечувствитель­ ности — перебор энергии. В обоих случаях режим печи будет отли­ чаться от оптимального и ее экономические показатели (производи­ тельность и удельный расход электроэнергии) будут снижены.

Другой причиной, вызывающей отклонение режима печи от заданного, является неравномерное распределение мощности по фазам, что, как правило, сопровождается недоиспользованием мощ­ ности печного трансформатора, затягиванием периода расплавления и увеличением расхода электроэнергии.

Исследования, выполненные на 20 и 100-т дуговых печах, позво­ лили установить, что в течение плавки непрерывно изменяются активные и реактивные сопротивления токоподвода, напряжение сети и сопротивления дуг, которые носят случайный характер. Следствием этих изменений является заметное уменьшение полезных мощностей фаз и коэффициента мощности против расчетных зна­ чений [18].

Чтобы устранить указанные выше причины и улучшить показа­ тели работы печи можно применить специальное вычислительное