RU2150643C1 - Способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи - Google Patents
Способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2150643C1 RU2150643C1 RU99118661A RU99118661A RU2150643C1 RU 2150643 C1 RU2150643 C1 RU 2150643C1 RU 99118661 A RU99118661 A RU 99118661A RU 99118661 A RU99118661 A RU 99118661A RU 2150643 C1 RU2150643 C1 RU 2150643C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melting
- charge
- harmonics
- arc
- voltage
- Prior art date
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 5
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве стали в ДСП для создания адаптивной системы управления плавкой. Технический результат - повышение точности фиксирования стадий плавления шихты и нагрева металла. В способе определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, включающем измерение расхода электроэнергии и выделение из тока дуги высших гармоник, из несинусоидального напряжения дуги выделяют седьмую и девятую гармоники. Измеряют их величину и по изменению величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги в зависимости от израсходованной электроэнергии фиксируют стадии плавления шихты и нагрева металла. При уменьшении величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги вплоть до их полного исчезновения при расплавлении шихты определяют стадию подвалки. По появлению или резкому увеличению седьмой и девятой гармоник напряжения дуги при нагреве металла определяют снижение степени экранирования дуг шлаком. 2 з.п.ф-лы, 4 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве стали в дуговых сталеплавильных печах (ДСП) для создания адаптивной системы управления плавкой.
Известен способ распознавания технологических стадий плавления стали в дуговой печи, в котором определяется расход электроэнергии, дисперсия тока, вторая, третья и пятая гармоники. По набору перечисленных признаков с помощью вычислительного блока определяется вероятность стадии плавления (1).
Недостатком этого способа является отсутствие четкой функциональной зависимости между набором признаков и конкретной стадией плавления.
Известен способ, принятый аз прототип, определения стадий плавления по суммарной комплексной координате, как функции многих параметров. В качестве такой координаты принята сумма относительных (нормированных к первой) значений второй, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой гармоник тока. Для конкретных условий находят зависимость комплексной информативной координаты от времени плавки, в течение которого выделены такие стадии:
1 - прорезка колодцев,
2 - образование "лужи" жидкого металла,
3 - обвалы шихты,
4 - формирование ванны жидкого металла,
5 - доплавление (2).
1 - прорезка колодцев,
2 - образование "лужи" жидкого металла,
3 - обвалы шихты,
4 - формирование ванны жидкого металла,
5 - доплавление (2).
Для комплексной информативной координаты определяют математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение на протяжении серии плавок для конкретной печи. Эта информация хранится в памяти машины. Специальный блок выделяет максимальное напряжение, соответствующее наличию конкретной стадии в данный момент времени.
Недостатком этого способа является необходимость исследования значений вероятности стадий плавления по мере изменения типа шихты, технологии ведения плавки, состояния печи и т.д. Это требует дополнительных трудозатрат и снижает точность способа.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности фиксирования стадий плавления шихты и нагрева металла.
Поставленная задача достигается тем, что предлагается способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, включающий измерение расхода электроэнергии и выделение высших гармоник, при этом из несинусоидального напряжения дуги выделяют седьмую и девятую гармоники, измеряют их величину и по изменению величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги в зависимости от израсходованной электроэнергии фиксируют стадии плавления шихты и нагрева металла, причем при уменьшении величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги вплоть до полного исчезновения их при расплавлении шихты определяют стадию подвалки, а по появлению или резкому увеличению седьмой или девятой гармоники напряжение дуги при нагреве металла определяют снижение степени экранирования дуг шлаком.
Исчезновение высших гармоник в кривой напряжения дуги по мере расплавления твердой шихты и возникновения их при обвалах твердой шихты и при открытии дуг из-за уменьшения высоты плавка на жидкой ванне связано с изменением тепловых условий горения дуги. При ухудшении тепловых условий горения дуги (работа на холодный металл или открытие дуг при работе на жидкой ванне) устойчивость горения дуги ухудшается, что проявляется в искажении формы кривой напряжения дуги.
Выбор для определения стадии плавления седьмой и девятой гармоники напряжения обусловлен тем, что информативность гармоник уменьшается по мере повышения их номера. Если вторая-шестая гармоники несут более сложную информацию, то информативность седьмой и девятой гармоник связана, как удалось установить, прежде всего, и изменением температурных условий столба дуги, соприкасающегося либо с твердой шихтой, либо с жидким металлом, закрытого шлаком или горящего в открытом пространстве.
Определение величины среднего напряжения седьмой и девятой гармоник напряжения дуги по ходу плавки дает возможность, не останавливая процесс плавления, своевременно фиксировать момент образования "лужи" металла (исчезает или стремится к нулю девятая гармоника); момент расплавления металлошихты под дугой (снижается или стремится к нулю среднее значение напряжения седьмой гармоники), что является сигналом, наряду с расходом электроэнергии, к началу подвалки; исчезновение напряжения седьмой и девятой гармоник после расплава подвалки является параметром, связанным с образованием зеркала жидкого металла; всплески седьмой и девятой гармоник при работе на жидкой ванне и при расходе электроэнергии до 40 - 45 МВт•1 свидетельствуют о попадании под дугу кусков нерасплавленной металлошихты, ферросплавов или шлакообразующих. При расходе электроэнергии более 50 МВт•ч всплески седьмой и девятой гармоник являются сигналом снижения ступени экранирования дуги шлаком, что дает основание для принятия дополнительных мер по вспениванию шлака. При этом существенно уменьшается цикл плавки за счет сокращения времени на период расплавления металлошихты и эффективного использования тепла электрических дуг, закрытых пенистым шлаком, а также сокращается расход электроэнергии на плавку и повышается стойкость футеровки печи.
Пример осуществления предлагаемого способа.
В дуговую сталеплавильную печь ДСП-100И7 загружали 70 т металлолома и 3 т извести, опускали электроды, включали печь, начинали плавление, включали схему для контроля высших гармоник напряжения дуги, состоящую из двух полосовых фильтров (фиг. 1), выделяющих седьмую (350 Гц) и девятую (450 Гц) гармоники, самопишущего потенциометра СП типа Н3020, на котором ведется запись указанных гармоник в течение всей плавки и вольтметров У7 и У9. Напряжение U1 подается на полосовые фильтры Ф7 и Ф9 через схему регулятора мощности типа АРДГ, оно снимается с вторичных обмоток трансформатора, связанного с переключателем ступеней напряжения. Напряжение этой обмотки не превышает 40 В независимо от выбранной ступени печного трансформатора. Схема соединений и настройки полосового фильтра приведена на фиг. 2. Процесс настройки полосового фильтра состоит в подборе параметров сопротивлений и емкостей для конкретного операционного усилителя DAI (К140УД8А). При настройке генератором импульсов ГИ (типа Г3-III) выставляется частота входа (350, 450 Гц), а частота выхода f-вых. контролируется осциллографом C1-83. Параметры полосовых фильтров приведены в таблице 1.
По результатам обработки осциллограм построены графики зависимости от расхода электроэнергии среднего напряжения седьмой и девятой гармоник (фиг. 3, 4). На фиг. 3 показана зависимость напряжения седьмой и девятой гармоник от расхода электроэнергии для углеродистой стали (легковесная шихта), на фиг. 4 - то же для коррозионно-стойкой стали (тяжеловесная шихта). Напряжение гармоник дано в условных единицах для удобства сравнения. Напряжение гармоники тем меньше, чем выше ее номер. Процесс плавления представлен графиком зависимости среднего напряжения седьмой и девятой гармоники от израсходованной электроэнергии. При израсходовании 13 МВт•ч электроэнергии, когда уменьшилась девятая гармоника и резко падает напряжение седьмой гармоники, процесс плавления остановлен для загрузки в печь второй порции твердой шихты и шлакообразующих. К моменту израсходования 30 МВт•ч электроэнергии напряжение седьмой и девятой гармоник резко падает, печь отключается для второй подвалки. После включения печи напряжение седьмой гармоники снова растет, а напряжение девятой гармоники продолжает падать, т.к. масса расплавленного металла к этому времени достаточно большая, порядка 50 т.
Новый подъем напряжения седьмой гармоники при отсутствии девятой связан с подачей в печь добавок или извести, а также с процессом открытия дуг при удалении шлака из печи (при расходе 50 - 60 МВт•ч).
Для коррозионно-стойкой стали (фиг. 4) при расходе электроэнергии более 40 МВт•ч седьмая и девятая гармоники больше не появляются в связи с наведением пенистых шлаков и надежным укрытием дуг под слоем шлака.
В таблице 2 приведены результаты корректировки заданного электрического режима по величине седьмой и девятой гармоник напряжения дуги.
Из данных таблицы видно, что контроль за ходом плавки по величине седьмой и девятой гармоник позволил определить моменты подвалок, оптимизировать массу расплавляемой шихты до подвалок, вести контроль за степенью открытия дуг, наводить шлаки для закрытия дуг и, в результате, сократить время расплава и расход электроэнергии за плавку на 8 - 10%.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1146835, кл. Н 05 В 7/144, 1985.
1. Авторское свидетельство СССР N 1146835, кл. Н 05 В 7/144, 1985.
2. Авторское свидетельство СССР N 1216836, кл. Н 05 В 7/144, 1986.
Claims (3)
1. Способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, включающий измерение расхода электроэнергии и выделение высших гармоник, отличающийся тем, что из несинусоидального напряжения дуги выделяют седьмую и девятую гармоники, измеряют их величину и по изменению величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги в зависимости от израсходованной электроэнергии фиксируют стадии плавления шихты и нагрева металла.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при уменьшении величины седьмой и девятой гармоник напряжения дуги вплоть до их полного исчезновения при расплавлении шихты определяют стадию подвалки.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что по появлению или резкому увеличению седьмой и девятой гармоники напряжения дуги при нагреве металла определяют снижение степени экранирования дуг шлаком.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99118661A RU2150643C1 (ru) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99118661A RU2150643C1 (ru) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2150643C1 true RU2150643C1 (ru) | 2000-06-10 |
Family
ID=20224433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99118661A RU2150643C1 (ru) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2150643C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU176106U1 (ru) * | 2017-06-13 | 2018-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им.Г.И.Носова" | Система управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи |
-
1999
- 1999-08-26 RU RU99118661A patent/RU2150643C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU176106U1 (ru) * | 2017-06-13 | 2018-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им.Г.И.Носова" | Система управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103443296B (zh) | 用于控制熔化过程的方法和控制系统 | |
| JP5743923B2 (ja) | アーク炉の溶解状態判定装置 | |
| JPS60138384A (ja) | ア−ク炉の制御方法 | |
| RU2150643C1 (ru) | Способ определения стадий плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи | |
| US20070133651A1 (en) | Method for controlling foaming of slag in an electric arc furnace | |
| KR101818372B1 (ko) | 전기로 조업방법 | |
| JP5726103B2 (ja) | アーク炉の溶解状態判定装置 | |
| Bowman | Computer modelling of arc furnace electrical operation | |
| JP2001181727A (ja) | 電気炉の炉内状況監視方法 | |
| Raisz et al. | Recognition of the operational states in electric arc furnaces | |
| CN113718083B (zh) | 电弧炉高效脱磷控制方法和应用 | |
| RU2104450C1 (ru) | Способ электроплавки и дуговая печь для его осуществления | |
| RU2128407C1 (ru) | Способ управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи | |
| Veijola et al. | Modifying the EAF voltage tap profile for lower electrode tip consumption and increased energy efficiency | |
| SU1693078A1 (ru) | Способ управлени электрическим режимом сверхмощной дуговой сталеплавильной печи | |
| JP2003293024A (ja) | 電気炉の操業方法 | |
| RU2082763C1 (ru) | Способ управления процессом плавки металлизированных окатышей в дуговой печи | |
| JP2004068048A (ja) | フェロニッケル製錬用電気炉の操業方法 | |
| RU2368670C2 (ru) | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока | |
| JPH0213787A (ja) | るつぼ型溶解炉の自動操業装置 | |
| Kuhn | Measurement of electrode consumption to improve performance | |
| JPS6364485B2 (ru) | ||
| JP2665296B2 (ja) | 直流アーク炉の電圧制御装置 | |
| Rozenberg et al. | Electric arc furnaces supplied with low frequency current | |
| JPS5845155B2 (ja) | セイコウヨウア−クロ ノ セイレンカテイニオケル ヨウコウオンドジドウセイギヨホウホウ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140827 |