1.2 Анализ системы приводов перемещения электродов дсп

Привод перемещения электродов (ППЭ) предназначен для перемещения подвижной части электрододержателя вместе с электродом во время завалки шихты и регулирования длины дуги. Роль ППЭ исключительно ответственна, так как отклонения электрических параметров от заданных необходимо ликвидировать передвижением электродов за доли или единицы секунд. В то же время электрод необходимо устанавливать при заданной длине дуги с высокой точностью. Таким образом, качество работы ППЭ влияет на производительность печи, удельный расход электроэнергии, науглероживание металла.

В истории развития дуговых сталеплавильных печей при создании регуляторов перемещения электродов имели место два типа приводов: электромеханический и электрогидравлический.

Исполнительный механизм с электромеханическим приводом состоит из электродвигателя, редуктора (червячного или цилиндрического), механической передачи (тросово-барабанной, реечной или винтовой) и конструкций, несущих электрод. Для быстрой ликвидации скачков тока в период расплавления шихты необходим подъём электродов с большой скоростью. Время подъёма зависит от скорости в установившемся режиме и от величины ускорения механизма, которое зависит от инерции подвижных частей механизма и от времени переходных электромагнитных процессов, которое сравнительно мало.

По конструктивному исполнению механизмов перемещения электродов электромеханические ППЭ делят на механизмы с перемещающимися каретками и неподвижными стойками и механизмы с подвижными колоннами электрододержателей и неподвижной кареткой.

Инерционность системы управления приводом перемещения электродов зависит от конструкции исполнительного механизма. Наименьшее запаздывание (не более 60 мс) имеют электрогидравлические приводы (рис. 1.1, а). На рисунке 1.1 приняты следующие обозначения: 1 – электрод; 2 – электрододержатель; 3 – каретка; 4 – стойка (колонна); 5 – ППЭ.

Электрогидравлические приводы выполняют с объёмным и дроссельным управлением. Электрогидравлический привод с объёмным управлением имеет большой КПД передачи, недостатки – сложность и громоздкость. Привод с дроссельным управлением обладает малыми габаритами и весом, но низким КПД.

Однако в данном механизме обеспечивается наибольшая гарантия против поломок электродов при соприкосновении с твёрдой шихтой.

В настоящее время электромеханический привод в ДСП более 40 т. практически полностью вытеснен электрогидравлическим. Это связано с более высоким быстродействием электрогидропривода, практически не имеющим инерционных звеньев (система "золотник - гидроцилиндр").

а) б)

а) с электрогидравлическим ППЭ;

б) с электрогидравлическим ППЭ при замене передачи гидроцилиндром

Рисунок 1.1 – Стойки

Существовавшие печи с электромеханическим приводом подверглись модернизации, которая заключалась в переходе от систем с электромеханическим ППЭ на системы перемещения электродов с электрогидравлическим приводом, что подтверждено мировой практикой. В основном такой переход заключается в замене стоек электрододержателей на стойки с гидроцилиндрами. Данная модернизация достаточно дорогостояща, поэтому заказчики считают более целесообразным приобретение новых ДСП.

Если заменить рейку гидроцилиндром, то получится полноценный электрогидравлический механизм ППЭ (рис. 1.1, б). Но электрододержатели при такой модернизации остаются старыми, более массивными и инерционными.

Замена электромеханического ППЭ на электрогидравлический позволяет получить серьезный экономический результат при минимально возможных затратах.

Таким образом, литературный обзор систем приводов перемещения электродов ДСП показал, что наиболее оптимальным по всем параметрам является электрогидравлический ППЭ, поэтому в дальнейшем будут рассматриваться и исследоваться системы с электрогидравлическим ППЭ.