Improvement of the Process of Conducting Arc-Free Ferronickel Melting in a Six-Electrode Furnace
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Elsevier/SSRN
Abstract
ENG: Purpose. The aim of the authors is to find a technical solution to effectively control the appearance of an arc discharge in the subelectrode space of each of the six electrodes in submerged-arc furnaces from operational point of view. Methodology. A scheme was drawn up for modeling of the furnace circuit of a six-electrode furnace, which made it possible to obtain the zero point offset voltage and control its third harmonic and other components. For this purpose, two three-phase systems were created in the electrical circuit of the six-electrode furnace, consisting of half-phases of odd and even electrodes. For each of these systems, an artificial symmetric "star" was created separately. The neutral offset voltage for each of the systems was measured between the star zero point and the conductive hearth. Findings. Analysis of the harmonic composition of the shape of the neutral offset voltage curve, created by using an artificial symmetric star, made it possible to obtain a number of information (dependencies) that can be used in control algorithms. The proposed measuring scheme was tested on operation industrial six-electrode furnace of the Pobuzhsky Ferronickel Plant. During the melting, arcs were artificially created under the electrodes. Wherein: 1) the presence of an arc discharge was confirmed by the appearance of the third harmonic of the zero point offset voltage; 2) phase shifts of the first harmonic unambiguously indicated to the electrode with an arc discharge. Practical value The proposed method for monitoring the presence of electric arcs under the electrodes can be used to control ore-thermal furnaces both independently and as an addition to the already used systems for monitoring and controlling the electric mode of six-electrode furnaces.
UKR: Мета. Метою авторів є пошук технічного рішення, яке дозволяє ефективно контролювати виникнення дугового розряду в піделектродному просторі кожного з шести електродів в печах з закритою дугою в процесі експлуатації. Методика. Складена схема моделювання пічного контуру шестиелектродної печі, яка дозволяла отримати напругу зсуву нульової точки та контролювати її третю гармоніку й інші складові. З цією метою в електричному контурі шестиелектродної печі були створені дві трифазні системи, складені з півфаз непарних та парних електродів. Для кожної з цих систем була окремо створена штучна симетрична «зірка». Напруга зсуву нейтралі для кожної з систем вимірювалася між нульовою точкою «зірки» та проводячим подом. Результати. Аналіз гармонічного складу форми кривої напруги зсуву нейтралі, створеною за допомогою штучної симетричної зірки, дозволив отримати ряд відомостей (залежностей), які можна використовувати в алгоритмах керування. запропонована вимірювальна схема була випробувана на працюючій промисловій шестиелектродній печі Побузького феронікелевого заводу. По ходу плавки під електродами, штучно, створювалися дуги. При цьому: 1) наявність дугового розряду підтверджувалася появою третьої гармоніки напруги зсуву нульової точки; 2) фазові зсуви першої гармоніки однозначно вказували на електрод з дуговим розрядом. Практична значимість. Запропонований спосіб контролю наявності електричних дуг під електродами може бути використаний при керуванні руднотермічними печами як самостійно, так і у якості доповнення до системам контролю та керування електричним режимом шестиэлектродних печей, які вже використовуються.
UKR: Мета. Метою авторів є пошук технічного рішення, яке дозволяє ефективно контролювати виникнення дугового розряду в піделектродному просторі кожного з шести електродів в печах з закритою дугою в процесі експлуатації. Методика. Складена схема моделювання пічного контуру шестиелектродної печі, яка дозволяла отримати напругу зсуву нульової точки та контролювати її третю гармоніку й інші складові. З цією метою в електричному контурі шестиелектродної печі були створені дві трифазні системи, складені з півфаз непарних та парних електродів. Для кожної з цих систем була окремо створена штучна симетрична «зірка». Напруга зсуву нейтралі для кожної з систем вимірювалася між нульовою точкою «зірки» та проводячим подом. Результати. Аналіз гармонічного складу форми кривої напруги зсуву нейтралі, створеною за допомогою штучної симетричної зірки, дозволив отримати ряд відомостей (залежностей), які можна використовувати в алгоритмах керування. запропонована вимірювальна схема була випробувана на працюючій промисловій шестиелектродній печі Побузького феронікелевого заводу. По ходу плавки під електродами, штучно, створювалися дуги. При цьому: 1) наявність дугового розряду підтверджувалася появою третьої гармоніки напруги зсуву нульової точки; 2) фазові зсуви першої гармоніки однозначно вказували на електрод з дуговим розрядом. Практична значимість. Запропонований спосіб контролю наявності електричних дуг під електродами може бути використаний при керуванні руднотермічними печами як самостійно, так і у якості доповнення до системам контролю та керування електричним режимом шестиэлектродних печей, які вже використовуються.
Description
A. Nikolenko: ORCID 0000-0003-3808-4249; V. Kuvaev: ORCID 0000-0002-5240-2445
Keywords
submerged-arc furnaces, ferronickel, arc-free mode, "triangle" on the electrodes, artificial "star", half-phase of a six-electrode electric furnace, zero-point offset voltage, harmonic, печі з закритою дугою, феронікель, бездуговий режим, "трикутник" на електродах, штучна "зірка", півфаза шестиелектродної електричної печі, напруга зсуву нульової точки, гармоніка, КЕЛІ, КЕМ
Citation
Bezugliy A. V., Nikolenko A. V., Shevchenko D. V., Ovcharuk A. N., Kuvaev V. Iu., Bezugliy V. A., Zamkovoy O. V. Improvement of the Process of Conducting Arc-Free Ferronickel Melting in a Six-Electrode Furnace : Proc. of the 16th Intern. Ferro-Alloys Congress (INFACON XVI) 2021 (Norway,Trondheim, 27–29 September 2021). Trondheim, 2021. DOI: 10.2139/ssrn.3929902.