172815. lajstromszámú szabadalom • Berendezés ívkemence teljesítmény szabályozására
3 172815 4 meg. Az általánosan elfogadott műszaki szemlélet szerint a felsorolt szabályozási módszerek között az elektrohidraulikus elven működő szabályozás jelenti a legkorszerűbb megoldást. A jelenleg ismert szabályozási eljárások alapvető jellegzetessége az, hogy azok csak általános szabályozási követelményeket - azaz lényegileg csak mennyiségi igényeket - elégítenek ki, de nem tudnak megfelelni az egyes szakaszokban jelentkező eltérő gyorsasági és pontossági - azaz lényegét tekintve minőségi - igényeknek. Emiatt az ilyen szabályozókkal üzemeltetett kemencéknél a beolvasztás alatt a hálózat felé fokozottabb igénybevétel jelentkezik. Ehhez járul az is, hogy a kohászati kikészítési - azaz az előzőkben vázolt harmadik - szakasz hosszabb lesz, ami viszont a szabályozási rendszerből adódó átlagos átviteli jelleggörbe miatt az acélfürdő széntartalmának káros megnövekedését és a kikészítési költségek emelkedését vonja maga után. Ez az oxidációs periódus és vele együtt az egész metallurgiai folyamat meghosszabbodik. A fémolvasztás területén az impedancia-szabályozáson alapuló ez ideig ismert és alkalmazott eljárásokra nézve ezek a tulajdonságok jellemzően fennállnak, nevezetesen olyan formában, hogy a szóbanforgó szabályozási eljárások nem nyújtanak módot a megkívánt minőségű szabályozási folyamat megoldására és ezáltal a legjobb minőségi eredményt biztosító és leggazdaságosabb fémolvasztási eljárás megvalósítására. A találmány célja olyan berendezés biztosítása, amelynél az elektródok mozgatása mindenkor illeszkedik a fémolvasztás technológiai szakaszaihoz, az e követelménynek megfelelő elektród mozgatási időhányad és áramfelvétel a legkedvezőbb, megszűnnek illetve minimumra csökkenek az elektród és a fémbetét közötti rövidzárlatok, a nagy zárlati áram fennállása idején a rendszer képes az elektród gyón kiemelésére és az elektród beállított optimális munkapontjának a külső zavaró hatások jellegéhez - azaz a mindenkori technológiai adottságokhoz - illeszkedő folyamatos és gyors helyreállítására, ezáltal a teljesítmény-ingadozás és káros következményeinek lecsökkentésére illetve kiküszöbölésére. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a fenti célkitűzések megvalósíthatók és ezáltal az ismert hiányosságok kiküszöbölhetők, ha a szabályozást dinamikus viselkedésű kétkörös módszenei valósítjuk meg, amelyben az egyik kör a nagy eltérésekhez, a másik a kisebb eltérésekhez illesztett szabályozást valósítja meg. A két kör párhuzamos összekapcsolása hozza létre az ivkemence-szabályozás megkívánt dinamikus jelleggörbéjét és rendelkezik azzal a tulajdonsággal is, hogy képes az elektródok rövidzárlatát azok gyors kiemelésével megszüntetni. Találmány tárgya ívkemence teljesítmény szabályozó berendezés, amely az ívkemencék technológiai szakaszaihoz illeszkedően szabályozza az ív impedanciáját, az ívkemence elektródjain átfolyó áramot, továbbá az elektród és a betét közötti feszültséget érzékeli, belőlük különbségi jelet képez. A különbség jelnek a beállított munkaponti értéktől való eltérése adja a szabályzó bemenő jelét. A munkaponti értéktől való eltérés jelét párhuzamosan kapcsolt, dinamikusan osztott jelátalakítókhoz vezetjük, amelyek az eredő átviteli jeleggörbének megfelelően a munkaponti értéktől való kis eltérés esetén nagy erősítésű tényezőjű késleltetett szabályozást, nagy eltérés esetén pedig kisebb erősítésű azonnali beavatkozást váltanak ki. Az áramjel csökkenése esetén, a névleges íváram 10%-a alatti értéknél fokozatosan érvényre jut egy áramjellel azonos hatású alapjel, amely akkor vált ki beavatkozást, ha a feszültség is a névleges ívfeszültség értéke 10%-a alá esik. Ezen alapjel jelentősége a rövidzárlatok megszüntetésében van és fokozatosságával az elektródok törését küszöböli ki, ellentétben az ezen a területen általánosan alkalmazott kapcsoló jellegű beavatkozó alapjellel. Ismeretes, hogy az ívkemencék szabályozóinak kialakításánál a megvalósított szabályozó rendszer arra törekszik, hogy a legkedvezőbb gazdaságossági mutatók mellett működjön, az ívkemence, elektromos fogyasztása, a mechanikus és villamos eszközök élettartama minél jobb legyen. A szabályozás megvalósításánál az ív tulajdonságait figyelembe véve az ívhossz állítása történik meg úgy, hogy a megfelelően megindított, zárlatból induló, ívképzés után az ív folyamatosan égjen. Az ív feszültség értéke és az íven átfolyó áram értéke az alapjele a szabályozórendszernek. Ezek a szabályzási elv szerint összehasonlításra kerülnek a beállított megkívánt értékekkel és azt eltérés esetén az ívkemence elektróda megfelelő mozgatásával korrigálja a szabályzó. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés foganatosításának példakénti kiviteli alakját mutatja az ívkemence egyik elektródjára vonatkozó kapcsolási rajz alapján. A 2. ábra a találmány szerinti berendezés alkalmazási példájaként a különböző jelleggörbéjű erődtőkből létrehozott eredő szabályozási jelleggörbe megvalósítási módját adja meg. A találmány szerinti berendezés megvalósítását az 1. ábrán feltüntetett példakénti kiviteli alakjában megvalósítva az ivteljesítményének szabályozása, az ívhossz állításával történik a kővetkező módon: Háromfázisú ívkemence egy-egy fázisában egymással megegyező szabályozó-rendszerű berendezés van. A fázis áramát érzékelő 6 íváram érzékelő és a 7 ívfeszültség érzékelő összehasonlító Xel, Xe2jelet állít elő, amelyeket 5 különbségképző egymásból kivonja. Az eredményként kapott beavatkozó Xbl jel a 4 jelformáló erősítőn és a második 11 összegzőn keresztül a 3 teljesítmény erősítő és a 2 beavatkozó szerv közbeiktatásával mozdítja az elektródát tartó kart fel- vagy le irányba az 1 ívkemencében. Az ívkemence ívfeszültség értékéből képzett Xe2 jel közvetlenül egy nagy meredekségű. telítődő 8 invertáló erősítőre kerül, amivel egy 10 összegzőn keresztül a 9 erősítőt vezérli, ugyancsak az összegzőre jut a beavatkozó Xol jel. Az erősítő a második 11 összegzőn keresztül fejti ki hatását az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
