I. Trang bị ựiện các loại lò ựiện
3. điều chỉnh công suất lò hồ quang
a) Khái quát chung
Trong một chu trình nấu luyện của lò hồ quang, trong mỗi giai ựoạn, công suất ựiện lò tiêu thụ khác nhau. Bởi vậy, ựiều chỉnh công suất lò hồ quang là một vấn ựề quan trọng ựối với công nghệ nấu luyện kim loại trong lò hồ quang.
Ngoài ra, ựiều chỉnh công suất lò trong toàn chu trình nấu luyện hợp lý cho phép: - Giảm thời gian nấu luyện.
- Nâng cao năng suất lò. - Giảm chi phắ ựiện năng. - Nâng cao chất lượng thép.
điều chỉnh công suất lò hồ quang có thể thực hiện bằng cách thay ựổi thông số nguồn cấp cho lò:
- điện áp hồ quang (Uhq) khi chưa mồi ựược hồ quang (Uhqmax ≈ U20; U20 là ựiện áp thứ cấp không tải của biến áp lò).
- Dòng ựiện hồ quang khi xảy ra ngắn mạch làm việc (Ihqmax = Inm; Inm là dòng ựiện ngắn mạch làm việc của lò hồ quang).
Nếu dùng bộ ựiều chỉnh công suất lò hồ quang duy trì dòng hồ quang không ựổi (Ihq = const) sẽ không thực hiện ựược quá trình mồi hồ quang; Ngoài ra khi dòng ựiện trong một pha nào ựó thay ựổi sẽ làm cho dòng ựiện trong 2 pha còn lại thay ựổi theo.
GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TđH _ Khoa điện 149
Vắ dụ: Khi ngọn lửa hồ quang của một pha bịựứt (Ihq = 0), khi ựó lò hồ quang làm việc như phụ tải một pha, với 2 ựiện cực ựấu nối tiếp nhau và ựấu vào ựiện áp dây thứ cấp của biến áp lò. Khi ựó các bộ ựiều chỉnh của hai pha ựó sẽ tiến hành hạ ựiện cực xuống, mặc dù việc ựó không cần thiết theo yêu cầu công nghệ. Các thiết bịựiều chỉnh công suất loại này chỉ phù hợp ựối với lò hồ quang một pha.
Nếu dùng bộựiều chỉnh công suất lò hồ quang duy trì ựiện áp hồ quang không ựổi (Uhq = const) sẽ gặp khó khăn trong việc ựo thông số này. điện áp cần ựo Uhq là ựiện áp giữa thân kim loại của vỏ lò và thanh cái thứ cấp của biến áp lò. Do vậy trị số ựiện áp hồ quang cần ựo phụ thuộc vào dòng hồ quang, mà Ihq của pha này lại phụ thuộc vào hai pha còn lại.
Qua kinh nghiệm khai thác và vận hành, người ta rút ra rằng: ựiều chỉnh công suất lò hồ quang tối ưu nhất là duy trì tỷ số: const I U hq hq =
Trong ựó ựiện áp hồ quang tỷ lệ thuận với ựộ dài cung lửa hồ quang và dòng ựiện hồ quang tỷ lệ nghịch với ựộ dài cung lửa hồ quang.
Như vậy, việc ựiều chỉnh công suất lò hồ quang có thể thực hiện bằng cách ựiều chỉnh ựộ dài của lửa hồ quang, tức là khoảng cách giữa bề mặt ựiện cực và bề mặt của kim loại trong lò. điều chỉnh ựộ dài cung lửa hồ quang thông qua các tắn hiệu ựo dòng hồ quang (Ihq) và ựiện áp hồ quang (Uhq).
đểựiều chỉnh ựộ dài cung lửa hồ quang, người ta dùng một hệ truyền ựộng (thường dùng hệ truyền ựộng một chiều với ựộng cơựiện một chiều kắch từựộc lập) ựể nâng - hạựiện cực thông qua một cơ cấu truyền lực.
Trong lò hồ quang 3 pha, người ta thiết kế 4 hệ truyền ựộng ựộc lập (mỗi hệ truyền ựộng nâng - hạ một ựiện cực). Trong ựó 3 hệở chế ựộ làm việc, hệ thứ tưở chế ựộ dự phòng. Nếu một trong ba hệ trên bị sự cố, chuyển hệ dự phòng vào thay thế.
b) Các yêu cầu ựối với hệ thống ựiều chỉnh công suất lò hồ quang
Sơựồ khối chức năng của hệ thống ựiều chỉnh công suất lò hồ quang như hình vẽ.
Gồm có:
- đối tượng ựiều chỉnh 7 (lò hồ quang) với tham sốựiều chỉnh là ựộ dài cung lửa hồ quang (Ihq).
Cảm biến ựo dòng hồ quang 1 và cảm biến ựiện áp hồ quang 2, phần tử tổng hợp tắn hiệu 4, tổng hợp ba tắn hiệu từ 1, 2 và 3 (3 là phần tử tắn hiệu ựặt). Tắn hiệu từựầu ra của tắn hiệu 3 ựưa vào khâu khuếch ựại 5. tắn hiệu ựiều khiển ựưa ựến cơ cấu chấp hành 6 (gồm bộ biến ựổi, ựộng cơ truyền ựộng và cơ cấu truyền lực). Bộ biến ựổi có thể là: Máy ựiện khuếch ựại MđKđ, khuếch ựại từ hoặc bộ biến ựổi dùng Thyristor.
* Các yêu cầu chắnh ựối với bộựiều chỉnh công suất lò hồ quang:
- Bộựiều chỉnh phải ựảm bảo cho ựộng cơ nâng - hạựiện cực ựáp ứng như tốc ựộ nâng hạ ựiện cực như hình vẽ:
- đủ ựộ nhạy ựể ựảm bảo cho lò làm việc ổn ựịnh, duy trì dòng ựiện hồ quang ổn ựịnh không sụt quá (4% - 5%) trị số dòng ựiện ựịnh mức. Vùng không nhạy (a1 - a2) của bộ ựiều chỉnh không vượt quá ổ (2ọ4)% so với dòng ựịnh mức.
- Tác ựộng nhanh ựảm bảo khắc phục ngắn mạch làm việc và mồi lại hồ quang (sau khi bị ựứt) trong thời gian (1,5 ọ 3)s.
- Thay ựổi công suất của lò bằng phẳng trong giới hạn (20 ọ 125)% trị sốựịnh mức với sai số không quá 5%.
- Chuyển ựổi nhanh chếựộựiều khiển (từ bằng tay sang tựựộng hoặc ngược lại) trong ựiều kiện cần thiết.