Автоматическая система управления электрическим режимом ДСП (АСУЭРП)

Новый подход к контролю и управлению процессами, протекающими в приэлектродном пространстве трехэлектродных ДСП переменного тока.

Технико-экономические показатели электродуговых сталеплавильных печей в значительной мере определяются точностью выбора режима распределения энергии электрической дуги на нагрев металла и шлака.

В ванне дуговой электропечи полезная мощность выделяется, в приэлектродном пространстве, состоящем из газовых (дуга) и жидких (шлаковый и металлический расплавы) проводников. Электрические характеристики ДСП мгновенно отражают изменчивое во времени состояние каждой из указанных зон, что предоставляет практическую возможность контролировать и управлять процессом распределения энергии .

По мере расплавления металлолома увеличивается объема шлака процесс переходит в жидкую фазу растет доля мощности выделяемой в расплаве повышая эффективность использования электроэнергии.

Структура характерных зон активного сопротивления приэлектродного пространства R_Э

R_Р – сопротивление расплава (шлак+металл);

r_д– сопротивление дуги;

R_Ш – сопротивление шунтирующее дугу.

Схема измерения электрических параметров ДСП

Основными недостатками традиционных регуляторов электрического режима ДСП является:

- отсутствие контроля распределения энергии между дугой и расплавом;
- применение принципа независимых регуляторов тока или импеданса неучитывающего эффект взаимовлияния фаз (зависимость активной мощности дуги электрода от тока соседней фазы) характерного для трехэлектродных печей переменного тока.

Это приводит к повышению количества неэффективных перемещений, к нарушению баланса мощности выделяемых в дуге и шлаке и как следствие снижению технико-экономических показателей работы печи, перегреву водоохлаждаемых панелей.

Предлагаемая автоматическая система управления электрическим режимом (АСУЭРП) реализована на основе специального комплекса измерительно-вычислительной аппаратуры, который обеспечивает максимально объективную оценку электрического режима, за счет определения параметров характерных зон приэлектродного пространства ДСП, что дает возможность контролировать распределение энергии между дугой и расплавом с целью рационального ведения технологического режима плавки.

Схема структурная АСУЭРП

Электрические характеристики плавки 150 т ДШП 2

Активная энергия печи

1. Изменение номера этапов плавки
2. Доля мощности выделяемая в расплаве, сглаженное значение

Активная мощность характерных зон приэлектродного пространства ДСП

Электрические характеристики плавки 150 т ДШП 2

Временные диаграммы изменения распределения активной мощности электрода, характеризующие оптимальный режим и режим повышенного расхода электроэнергии.

В АСУЭРП реализуются следующие алгоритмы управления электрическим режимом плавки:

— алгоритм управления профилем плавки;

— алгоритм автоматизированного управление интенсивностью вдувания порошкообразного углерода через углеродные фурмы;

— алгоритмы управления перемещением электродов и переключением ступеней напряжения.

Реализация алгоритмов управления позволяет:

— стабилизировать параметры характерных зон приэлектродного пространства;

— обеспечить рациональное распределение энергии по характерным зонам приэлектродного пространства;

— обеспечить равномерную нагрузку фаз, с учетом эффекта взаимовлияния.

В итоге минимизируется удельный расход

электроэнергии при заданной производительности печи.

Экранирование дуги шлаком может довести коэффициент использования энергии дуги до 65% и более, против 36%.

Оптимизация в автоматическом режиме управления параметров энергетического режима плавки позволяет:

увеличить производительность электропечи на получить экономию:

— электроэнергии; — сырья; — электродов.

Контроль мощности выделяемой в дуге каждого электрода приведет к повышению стойкости футеровки.