РАЗРАБОТКА ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОВ РУДНОТЕРМИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ.
Разработка законов управления может идти по двум направлениям:
1) разработка математической модели процесса в руднотермических печах методами факторного анализа, планирования эксперимента, теории случайных процессов с последующей разработкой и реализацией алгоритма управления, обеспечивающего максимум целевой функции, определяемой производительностью, качеством продукции и удельным расходом электроэнергии;
2) совершенствование систем автоматического регулирования (САР) мощности руднотермических печей с корректировками функционирования в режиме стабилизации и изменениями программы по данным датчиков информативных параметров.
Оба направления представляются перспективными, но в любом случае первоочередным является вопрос о выборе и измерении информативных параметров процесса.
Измерения силы тока и напряжения на электродах являются наиболее простыми и доступными для всех действующих САР мощности и позволяют получить дополнительную информацию. Наиболее информативной оказалась доля третьей гармонической составляющей напряжения, характеризующая степень развития дугового разряда.
Следующая группа параметров процесса характеризует геометрию ванны: положение рабочего конца электрода, протяженность подэлектродного пространства, уровень расплава, заглубление электродов в расплав. Очевидно, что наиболее просто определяется положение электрода (электрододержателя). Устройства для его определения легко могут быть включены в состав САР мощности.
Нетрудно также представить схему, когда отсчет показаний перемещения электрода начинается от уровня расплава в ванне печи при опускании электродов в момент ее включения. Однако измерением перемещения электродов, подключенных к печному трансформатору, невозможно измерить общую глубину ванны печи (протяженность подэлектродного пространства) из-за значительного возрастания токов при заглублении электрода. Для определения этого показателя, являющегося весьма важным в создании алгоритма автоматического регулирования электрического режима РТЦ, может использоваться методика периодического переключения питания печного трансформатора на низкое напряжение (порядка 220-380 В). В этом случае напряжение на электродах будет около 7 — 8В и максимальная сила тока электрода не превысит 2,0 кА, что позволит по перемещению электродов получить значение толщины слоя электрокорунда в ванне. Ясно, что при определении текущего уровня расплава в дополнение к перемещению электродов по описанной выше методике можно считать известными все перечисленные выше геометрические параметры.
В металлургической промышленности в трехфазных руднотермических печах мощностью от 1,3 МВА до 16,5 МВА работающее электрооборудование и устройства управления электрическими режимами в значительной степени устарели и нуждаются в модернизации и замене. Большинство электропечных трансформаторов не оборудованы переключателями напряжения под нагрузкой. Многие печи имеют тросовую подвеску электродов с приводом лебедок электродвигателями переменного тока: на печах лебедки не имеют механических тормозных устройств и для торможения используется противовключение асинхронных короткозамкнутых двигателей. Во многих случаях коммутационная аппаратура электропечных трансформаторов исключает возможность использования переключения ступеней напряжения.
Модернизация и замена действующего оборудования обычно выполняются постепенно. В связи с этим большое значение приобретает вопрос о методе оценки качества автоматического управления электрическим режимом руднотермических печей.
