直流电弧炉电极升降控制系统的问题分析及改进

作者：时间：2012-10-05来源：网络收藏

1概述

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/159848.htm

直流炼钢电弧炉在冶炼过程中，其初始熔化、熔化、氧化和还原各个阶段对供电制度(即电压、电流的大小)有着不同的要求，以求节能降耗、提高工效、达到最佳技术经济指标。

与交流炼钢电弧炉的控制方式不一样，直流电弧炉的弧压(即电弧电压)和弧流(即电弧电流)的大小是由两套完全独立的调节系统分别控制的，弧压和弧流可以线性地分别独立地进行自动调节，以满足冶炼工艺对供电的要求。

弧流调节系统以晶闸管整流器作为调节对象，电弧电流自动闭环稳流调节器控制晶闸管整流器直流输出电流，有静态情况下，自动稳流系统可以保持弧流恒定不变。在有效控制范围内，弧压的变化不会引起弧流随之而变，这样就为独立调节弧长和弧压创造了条件。

直流电弧炉在冶炼过程中，电极升降 控制系统以电极定位机构为控制对象，其主要作用是调节电弧弧柱的长度(即弧长)。根据有关文献资料分析，电弧电压Va和电弧长度la之间近似地存在着以下关系：

Va=kala

式中ka=0.6～1.1V/mm称之为电弧电压梯度，弧压梯度大小的变化取决于炉内的气氛。相对于弧流和弧压的变化速度而言，认为ka值的变化十分缓慢，可近似地看作常数。由此可见，弧压与弧长成近似的线性关系。调节弧长的长短相当于调节弧压的高低。当弧流恒定不变时，调节弧长也相当于调节电弧功率的大小。因电弧功率Pa=IaVa。所以，电极升降 控制系统性能的好坏直接影响电功率的输入和电炉的运行状态。

2存在的主要问题和原因分析

甘肃华藏冶金集团特殊钢厂两台标称容量为5吨的直流炼钢电弧炉于1997年开始投入试运行，投运后发现电极升降 控制系统工作不正常，存在的问题主要表现为：

(1)运行不稳定，电极窜动频繁、持续时间长，电炉不能连续稳定地获得有效的电弧功率输入;

(2)弧压低，在交流电压最高的第五档，弧压(直流)值也只能达到250V左右，严重地限制了电弧功率的提高，变压器网侧功率因数也相对较低;

(3)弧压调节范围小，实际弧压值不是跟随给定弧压值线性地变化。控制性能不能满足冶炼工艺的要求,不能准确地将弧压稳定在给定的值上;