RU2550338C2 - Triangulated high-current lead - Google Patents
Triangulated high-current lead Download PDFInfo
- Publication number
- RU2550338C2 RU2550338C2 RU2013141822/07A RU2013141822A RU2550338C2 RU 2550338 C2 RU2550338 C2 RU 2550338C2 RU 2013141822/07 A RU2013141822/07 A RU 2013141822/07A RU 2013141822 A RU2013141822 A RU 2013141822A RU 2550338 C2 RU2550338 C2 RU 2550338C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- phases
- pipes
- cooled
- garlands
- Prior art date
Links
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 5
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 6
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 4
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282485 Vulpes vulpes Species 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрометаллургии стали и ферросплавов, химической рудно-термии и другим производствам, где применяются трехфазные электропечи для плавки и обработки стали и сплавов, различных ферросплавов, карбида кальция, силикокальция, высококремнистых, высокоглиноземистых и других тугоплавких материалов.The invention relates to the field of electrometallurgy of steel and ferroalloys, chemical ore thermium and other industries where three-phase electric furnaces are used for melting and processing steel and alloys, various ferroalloys, calcium carbide, silicocalcium, high silicon, high alumina and other refractory materials.
Сильноточные токоподводы (короткие сети) к плавильным электротермическим агрегатам различного назначения и мощности являются важнейшими устройствами их конструкции, определяющими технико-экономические параметры этого оборудования.High current leads (short networks) to melting electrothermal units for various purposes and power are the most important devices of their design, determining the technical and economic parameters of this equipment.
Известна электродуговая печь с реактансным шлейфом на проводе тока большой силы [1] германской фирмы «Фукс Системтехник ГмбХ». Конструкция этой печи считается одной из самых совершенных именно в части подвода электроэнергии. Подвод тока в ней производится от трансформатора к трем параллельно расположенным в проекции на горизонтальной плоскости электрододержателям через кабель тока высокой силы. Стальные коробчатые электрододержатели плакированы снаружи слоем меди для подвода тока к соответствующему электроду. Для выравнивая реактанса трех фаз, с целью регулирования их симметрирования за счет увеличения реактивности средней фазы, был предусмотрен специальный реактансный шлейф, который впоследствии был заменен триангулированием короткой сети на участке: электрододержатели - гибкие кабели и подводы к трасформатору. В процессе нескольких лет эксплуатации печей на российских предприятиях были выявлены следующие недостатки конструкции этого оборудования.Known electric arc furnace with a reactance loop on a high current wire [1] of the German company "Fuchs Systemtechnik GmbH". The design of this furnace is considered one of the most advanced in terms of power supply. The current in it is supplied from a transformer to three electrode holders located in parallel on a horizontal plane in a projection through a high current cable. Steel box-shaped electrode holders are clad on the outside with a layer of copper to supply current to the corresponding electrode. To align the reactance of the three phases, in order to regulate their symmetry by increasing the reactivity of the middle phase, a special reactance loop was provided, which was subsequently replaced by triangulating a short network in the area: electrode holders - flexible cables and leads to the transformer. During several years of operation of furnaces at Russian enterprises, the following design deficiencies of this equipment were identified.
- Прямоугольного сечения рукава электрододержателей из толстолистовой углеродистой стали, плакированные снаружи токонесущим слоем меди методом «сварка взрывом», из-за чего имеют повышенную массу стали, сложны и дороги в изготовлении (в 3,5 раза); дорогие в эксплуатации - требуют для охлаждения в 3 раза больше воды не технической, а очищенной, по сравнению с традиционной конструкцией. Температура нагрева воды во внутренней полости электрододержателей достигает свыше 60°C, а на стали, через которую охлаждается наружный медный токонесущий слой, образуется накипь, еще более ухудшающая условия охлаждения.- Rectangular cross-section of the sleeves of electrode holders made of carbon steel plate, clad on the outside with a current-carrying layer of copper by the method of "explosion welding", due to which they have an increased mass of steel, are difficult and expensive to manufacture (3.5 times); expensive to operate - they require 3 times more cooling water, not technical, but purified, compared to a traditional design. The temperature of water heating in the inner cavity of the electrode holders reaches more than 60 ° C, and scale forms on the steel through which the outer copper current-carrying layer is cooled, further worsening the cooling conditions.
- Электрододержатели с рукавами - балками - сверхжесткие, что приводит при эксплуатации к резонансным виброколебаниям в вертикальной и горизонтальной плоскостях, вызывающим усталостные напряжения и ускоренное разрушение медного токонесущего слоя, а также недопустимо частые поломки электродов. Поэтому срок жизни электрододержателей ограничен 5 годами, что в 4-5 раз меньше обычного. При этом электрододержатели ремонту не подлежат и требуется их замена новыми. Кроме того, возникает проблема утилизации отслуживших рукавов электрододержателей, т.к. при сварке взрывом происходит в пограничном слое диффузия одного металла (меди) в другой (сталь) и разделить их механическим способом весьма сложно, требуется термическое разделение по разности температур плавления, т.к. наличие меди в шихте (железном ломе) для плавки стали недопустимо.- The electrode holders with sleeves - beams - are super-rigid, which leads during operation to resonant vibrations in the vertical and horizontal planes, causing fatigue stresses and accelerated destruction of the copper current-carrying layer, as well as unacceptable frequent breakdowns of the electrodes. Therefore, the life of the electrode holders is limited to 5 years, which is 4-5 times less than usual. At the same time, the electrode holders cannot be repaired and they need to be replaced with new ones. In addition, there is a problem of disposal of the used electrodes holders, as during explosion welding, diffusion of one metal (copper) into another (steel) takes place in the boundary layer and it is very difficult to separate them mechanically; thermal separation is required according to the difference in melting temperatures, because the presence of copper in the charge (scrap iron) for steel melting is unacceptable.
- Упрочнение конструкции электрододержателей для снижения амплитуд колебания и сопрягаемых с ними элементов конструкции печи (стоек, роликов направляющих и др.) увеличило частоту колебаний свыше 30 до 50 Гц, сделало их визуально незаметными и еще более опасными для работы печи не только в механическом, но и электротехническом отношении. Автовиброколебания, доходящие до резонанса, одновременно воздействуют на работу токонесущих элементов электропечи, оборудование и защиту питающей сети, вызывают колебания и несинусоидальность тока, явление фликкер-эффекта (мигания), снижают качество и надежность работы электропечной установки в целом, что подтвердилось на практике.- Strengthening the design of the electrode holders to reduce the amplitudes of the oscillations and the furnace structural elements mating with them (racks, guide rollers, etc.) increased the oscillation frequency above 30 to 50 Hz, made them visually invisible and even more dangerous for the operation of the furnace not only in mechanical, but and electrical engineering. Auto-vibration, reaching resonance, simultaneously affects the operation of current-carrying elements of an electric furnace, equipment and protection of the supply network, causes fluctuations and non-sinusoidality of the current, the phenomenon of flicker effect (blinking), reduces the quality and reliability of the electric furnace as a whole, which was confirmed in practice.
- Параллельное расположение электрододержателей и их сближение в конструкции печи свыше определенного предела при триангуляции токоподвода приводит не к улучшению, а к ухудшению симметрирования фаз.- The parallel arrangement of the electrode holders and their rapprochement in the furnace structure over a certain limit during triangulation of the current lead does not lead to an improvement, but to a deterioration of phase balancing.
- Это же решение создало дополнительные недостатки конструкции: уменьшение экспериментально установленного распада электродов, значительно увеличившего количество их поломок, и потребовало усложненное, специальное конструктивное исполнение головной части электрододержателей крайних (1-й и 3-й) фаз, с боковыми консолями с их внешней стороны, т.е. выполненными в зеркальном отображении, разных по изготовлению не только по сравнению со средней (2-й) фазой, но и между собой.- The same solution created additional design flaws: reducing the experimentally established decay of the electrodes, which significantly increased the number of breakdowns, and required a sophisticated, special design of the head part of the electrode holders of the extreme (1st and 3rd) phases, with side consoles on their outer side , i.e. made in mirror image, different in manufacturing, not only in comparison with the middle (2nd) phase, but also among themselves.
- Уменьшение распада электродов вызывает при эксплуатации печи снижение долговечности работы подины ванны, (из-за перегрева) на несколько сотен плавок (против ее нормальной работы 3000 плавок). Установлено - этот недостаток неустраним даже при наличии жидкого остатка металла (10-15%) на подине после слива основной массы плавки.- A decrease in the decay of the electrodes during operation of the furnace causes a decrease in the durability of the bottom of the bath (due to overheating) by several hundred heats (3000 heats against its normal operation). It has been established that this drawback cannot be eliminated even in the presence of a liquid metal residue (10-15%) on the bottom after draining the bulk of the smelting.
Известно устройство для подвода электроэнергии [2], представляющее триангулированный сильноточный токоподвод дуговой печи, обеспечивающий минимальные активные (омические) и реактивные потери электроэнергии. Это достигается за счет предельного сокращения длины токоподвода от трансформатора до электроконтактных зажимов электродов, а также дополнительного уменьшения на целую секцию длины каждого из трех электродов. Причем рукава электрододержателей с закрепленными на них разъемными резьбовыми соединениями токонесущими трубами получились настолько малы, что токоподвод оказался выполненным преимущественно гирляндами водоохлаждаемого гибкого кабеля, т.к. и остальные участки токоподвода со стороны трансформатора из-за их небольших размеров и конфигурации имеют незначительные сопротивления. В устройстве предусмотрено симметрирование распределения мощности между тремя фазами за счет того, что гирлянды крайних фаз снабжены дополнительными нитками кабеля, расположенного в гирляндах вместе с основными равномерно по окружности или по овалу, подобно ниткам гирлянды средней фазы. При этом количество дополнительных ниток кабеля определяется условием снижения сопротивления гирлянд крайних фаз по сравнению с гирляндой средней фазы в диапазоне от 20 до 80% пропорционально величине ее реактивного сопротивления. Важно отметить, что в данной конструкции устройства именно реактанс является определяющим при выборе дополнительного количества ниток кабеля потому, что реактивное сопротивление, как правило, превосходит активное (омическое) в 5-6 раз, а общее сокращение длины токоподвода в целом снижает значение активного сопротивления всего контура до столь малой величины (по сравнению с реактансом), что им практически можно пренебречь.A device for supplying electricity [2] is known, which represents a triangulated high-current current supply of an arc furnace, providing minimal active (ohmic) and reactive energy losses. This is achieved by limiting the length of the current lead from the transformer to the electrical contact clamps of the electrodes, as well as an additional reduction by a whole section of the length of each of the three electrodes. Moreover, the sleeves of the electrode holders with detachable threaded connections secured to them by current-carrying pipes turned out to be so small that the current lead turned out to be made mainly of garlands of a water-cooled flexible cable, because and the remaining sections of the current supply on the transformer side due to their small size and configuration have insignificant resistance. The device provides for balancing the power distribution between the three phases due to the fact that the garlands of the extreme phases are equipped with additional threads of a cable located in the garlands with the main ones uniformly around the circumference or oval, like the garlands of the middle phase. The number of additional cable strands is determined by the condition of reducing the resistance of the garlands of the extreme phases compared to the garland of the middle phase in the range from 20 to 80% in proportion to the value of its reactance. It is important to note that in this device design, it is the reactance that is decisive when choosing an additional number of cable strands because the reactance, as a rule, exceeds the active (ohmic) by 5-6 times, and the overall reduction in the length of the current lead as a whole reduces the value of the total resistance contour to such a small value (compared with reactance) that it can almost be neglected.
Устройство при всех своих достоинствах имеет существенные недостатки.The device, with all its advantages, has significant disadvantages.
- Главный из них - ограниченная универсальность его применения.- The main one is the limited versatility of its application.
Этот недостаток возник вследствие того, что для предельного укорочения длины всех без исключения участков токоподвода, включая гирлянды гибкого кабеля, где свою роль сыграло дополнительно симметрирование фаз, конструкция устройства обязана быть стационарной. При этом устройство может с успехом быть использовано в дуговых агрегатах печь-ковш при работе с тигель-ковшами емкостью от 30 до 380 т и более. Кроме того, устройство пригодно для всех рудно-термических электропечей различного назначения, имеющих стационарную или вращающуюся ванну. Однако устройство непригодно и не может быть использовано в работе на плавильных агрегатах, где непрерывный технологический процесс требует периодического наклона ванны для выполнения определенных технологических операций. Например, на дуговых сталеплавильных печах любого типа, независимо от донного или эркерного способа слива металла, где применяют наклон ванны в сторону рабочего окна для скачивания шлака или на рудно-термических печах, где при выплавке определенных видов ферросплавов требуется наклон ванны для слива готового продукта. Таких, как для получения феррохромовых сплавов - низкоуглеродистого и безуглеродистого феррохрома на электропечах мощностью 3500 кВА.This drawback arose due to the fact that for the maximum shortening of the length of all sections of the current supply, including the strings of the flexible cable, where phase balancing played a role, the device design must be stationary. Moreover, the device can be successfully used in the arc units of the ladle furnace when working with crucible ladles with a capacity of 30 to 380 tons or more. In addition, the device is suitable for all ore-thermal electric furnaces for various purposes, having a stationary or rotating bath. However, the device is unsuitable and cannot be used in work on melting units, where a continuous technological process requires periodic tilt of the bath to perform certain technological operations. For example, on arc steelmaking furnaces of any type, irrespective of the bottom or bay window method of metal discharge, where the bath is tilted towards the working window to download slag, or on ore-thermal furnaces, where certain types of ferroalloys are melted, the bath tilts to drain the finished product. Such as for producing ferrochrome alloys - low-carbon and carbon-free ferrochrome in electric furnaces with a capacity of 3500 kVA.
- Другим недостатком устройства является ограниченность его применения, в зависимости от технологических условий плавки или обработки определенных материалов, по мощности и ее симметрированию по фазам. Так наиболее простое и при этом достаточно эффективное равномерное расположение ниток кабеля в гирляндах по кругу в средней фазе в сочетании с подобным расположением ниток как основных, так и дополнительных, по овалу на крайних фазах, рационально и приемлемо только при рабочих токах (и соответствующих напряжениях), обеспечивающих предельные по величине мощности от 40 до 50 МВ·А, при максимальном токе до 70 кА (на печах-ковшах это позволяет обеспечить успешную обработку жидкого металла в тигель-ковшах максимальной рабочей емкостью - 380 тонн).- Another disadvantage of the device is its limited use, depending on the technological conditions of melting or processing of certain materials, in terms of power and its phase balancing. So the simplest and at the same time quite effective uniform arrangement of the cable threads in a circle around the middle phase in combination with a similar arrangement of the main and additional threads, oval at the extreme phases, is rational and acceptable only at operating currents (and corresponding voltages) providing the maximum power values from 40 to 50 MVA, with a maximum current of up to 70 kA (on ladle furnaces this allows for successful processing of liquid metal in crucible ladles with a maximum working capacity of 380 tons).
Приведенное устройство принято в качестве прототипа для вновь предлагаемого сильноточного токоподвода, в конструкции которого устраняются вышеуказанные недостатки известных конструкций подобного назначения.The above device is adopted as a prototype for the newly proposed high current lead, the design of which eliminates the above disadvantages of known structures for this purpose.
Данное изобретение направлено на создание устройства - триангулированного сильноточного токоподвода, обеспечивающего универсальность его применения в конструкции трехфазных плавильных электропечей, различных по технологическому назначению, например дуговых сталеплавильных, с пониженными активными (омическими) и реактивными потерями электроэнергии, в том числе за счет снижения потерь в рукавах электрододержателей и наиболее равномерного распределения - симметрирования мощности по фазам в интервале от 0 до менее 5%, с одновременным повышением эксплуатационной надежности, снижением затрат на обслуживание и эксплуатацию, увеличения Cosφ и КПД, повышения производительности и экономичности электропечей.This invention is directed to the creation of a device - a triangulated high-current lead, which provides the versatility of its use in the design of three-phase melting furnaces, different in technological purpose, for example, arc steelmaking, with reduced active (ohmic) and reactive energy losses, including by reducing losses in the sleeves electrode holders and the most uniform distribution - phase balancing of power in the range from 0 to less than 5%, with simultaneous Vyshen operational reliability, lower maintenance costs and operation, increase Cosφ and efficiency, improve performance and efficiency furnaces.
Указанные технические и экономические результаты обеспечиваются принципиальными конструктивными отличиями предлагаемого устройства от известных подобного назначения.The indicated technical and economic results are provided by fundamental structural differences of the proposed device from the known similar purpose.
Принципиальные отличия предлагаемого технического решения устройства от известных заключаются в том, что медные токонесущие водоохлаждаемые трубы электрододержателей жестко крепятся к рукавам из маломагнитной стали неразъемно, без электрической изоляции, в специальных приспособлениях, причем на крайних фазах (первой и третьей) непосредственно к верхней поверхности соответствующего рукава, а на средней фазе (второй) - на площадках вертикальных кронштейнов, выполненных также из маломагнитной стали, приваренных сверху рукава.The fundamental differences of the proposed technical solution of the device from the known ones are that copper current-carrying water-cooled tubes of electrode holders are rigidly attached to the sleeves of low-magnetic steel inseparably, without electrical insulation, in special devices, and at the extreme phases (first and third) directly to the upper surface of the corresponding sleeve and in the middle phase (second) - on the sites of vertical brackets, also made of low-magnetic steel, welded on top of the sleeve.
Такое техническое решение позволяет обеспечить универсальность применения устройства, снизить потери электроэнергии, значительно уменьшить расход охлаждающей воды, повысить надежность его работы и существенно уменьшить расходы времени и средств на обслуживание токоподвода, т.к. неразъемные крепления в обслуживании практически не нуждаются.Such a technical solution makes it possible to ensure the universal use of the device, reduce energy losses, significantly reduce the consumption of cooling water, increase the reliability of its operation and significantly reduce the time and cost of maintaining the power supply, as one-piece fasteners practically do not need maintenance.
Кроме того, токонесущие трубы всех трех фаз снабжены водоохлаждаемыми электроконтактными башмаками и вместе с закрепленными к ним гибкими кабелями расположены по вершинам равностороннего треугольника с оптимальными по величине сторонами так, что средняя фаза сверху с гирляндой гибких кабелей размещена равномерно по кругу или эллипсу, а гирлянды гибких кабелей крайних фаз снабжены дополнительными гибкими кабелями, размещенными в гирляндах вместе с основными кабелями равномерно по эллипсу, при этом количество дополнительных кабелей симметрично увеличивает общие рабочие сечения кабелей в гирляндах настолько, чтобы снижение сопротивления гирлянд крайних фаз по сравнению с гирляндой средней фазы было в диапазоне от 25 до 65% пропорционально величине импеданса (т.е. общей величине активного и реактивного сопротивлений) гирлянды средней фазы.In addition, the current-carrying pipes of all three phases are equipped with water-cooled electrical contact shoes and, together with the flexible cables fixed to them, are located on the vertices of an equilateral triangle with the optimal size sides, so that the middle phase on top with a string of flexible cables is placed uniformly in a circle or ellipse, and the garlands of flexible the cables of the extreme phases are equipped with additional flexible cables placed in the garlands along with the main cables evenly along the ellipse, while the number of additional cables with symmetrically increases the total working cross-sections of the cables in the garlands so that the decrease in the resistance of the extreme phase garlands compared to the middle phase garland is in the range from 25 to 65% proportional to the impedance (i.e. the total value of the active and reactive resistances) of the middle phase garland.
Такое техническое решение обеспечивает наиболее рациональное симметрирование мощности по фазам, повышает коэффициент мощности (Cosφ), полезное использование электроэнергии, увеличивает КПД и производительность электропечей в режиме энергосбережения. Необходимо особо отметить, что универсальность устройства в комплексе его отличительных особенностей снимает ограничения в обозримом будущем по развитию мощностей электропечей указанного выше назначения и одновременно повышения их экономичности.This technical solution provides the most rational balancing of power in phases, increases the power factor (Cosφ), the useful use of electricity, increases the efficiency and productivity of electric furnaces in energy saving mode. It should be specially noted that the universality of the device in the complex of its distinctive features removes restrictions in the foreseeable future for the development of electric furnace capacities of the above purpose and at the same time increase their efficiency.
Обоснования существенной новизны технических решений предлагаемого устройства - триангулированного сильноточного токоподвода.Justification of the significant novelty of the technical solutions of the proposed device is a triangulated high current lead.
- Технико-экономическая целесообразность разделения функций элементов электродержателей: токонесущей - на медные водоохлаждаемые трубы, а несущей механическую нагрузку - на рукава из маломагнитной стали становится не просто возможной, но существенно необходимой при условии, если оба эти элемента неразъемно соединяются между собой без промежуточных элементов, например без дополнительных болтовых разъемных соединений и/или электрической изоляции, требующей периодического обслуживания и замены. Известно, что углеродистая сталь (марок - Ст3 или Ст35), применяемая для рукавов электрододержателей плавильных электропечей различного назначения, в том числе для сталеплавильных (ДСП), при температуре 20°C имеет удельное электрическое сопротивление (УЭС) - 0,171 ом·мм2/м, а маломагнитная сталь (например, марки Х18Н9Т) в 4,15 раза выше (0,71 ом.мм2/м). При температуре 100°C УЭС маломагнитной стали выше, чем углеродистой в 3,35 раза, а рабочая температура большей несущей части рукавов электрододержателей не достигает этой величины. В районе расположения медных водоохлаждаемых токонесущих труб температура стабильно ниже, т.к. они работают при температуре, как правило, не превышающей 35°C. При рабочих температурах периодического нагрева в районе электроконтактных зажимов электродов (где не работает никакая термостойкая электроизоляция), не имея синеломкости, указанная углеродистая сталь работает при температурах: 200, 300, 400 и 450°C, при этих температурах маломагнитная сталь обладает УЭС выше, чем углеродистая соответственно в: 2,81, 2,36, 2,09 и 1.8 раза. Впервые в практической реальности с тем, что маломагнитная сталь работает в диапазоне указанных температур по сравнению с углеродистой как изолятор, столкнулись при работе на однофазных электропечах, выплавляющих тугоплавкие (при 1900-2000°C) материалы. Кроме того, потери электроэнергии с токами Фуко в рукавах электрододержателей, выполненных из маломагнитной стали, ничтожны, а с токами утечки незначительны. Конструкция приспособлений для неразъемного крепления токонесущих труб к рукавам электрододержателей, учитывающих все особенности и условия их работы - в т.ч. во всех плоскостях, гарантирует эксплуатационную надежность работы электрододержателей как единой конструкции и предусматривает их простую утилизацию после многолетней службы за счет несложной электрорезки хомутов и скоб.- The technical and economic feasibility of separating the functions of the elements of the electric holders: current-carrying - on copper water-cooled pipes, and bearing a mechanical load - on the sleeves of low-magnetic steel becomes not only possible, but essential if the two elements are inseparably connected without intermediate elements, for example, without additional bolted plug-in connections and / or electrical insulation requiring periodic maintenance and replacement. It is known that carbon steel (grades - St3 or St35) used for hoses of electrode holders of smelting electric furnaces for various purposes, including steelmaking (chipboard), at a temperature of 20 ° C has a specific electrical resistance (resistivity) of 0.171 ohm mm 2 / m, and low-magnetic steel (for example, grade X18H9T) is 4.15 times higher (0.71 ohm mm 2 / m). At a temperature of 100 ° C, the electrical resistivity of low-magnetic steel is 3.35 times higher than that of carbon steel, and the working temperature of most of the bearing part of the electrode holder hoses does not reach this value. In the area of copper water-cooled current-carrying pipes, the temperature is stably lower, because they operate at temperatures typically not exceeding 35 ° C. At the operating temperatures of periodic heating in the region of the electrical contact clamps of the electrodes (where no heat-resistant electrical insulation works), without curing, the specified carbon steel works at temperatures of 200, 300, 400 and 450 ° C; at these temperatures, low-magnetic steel has a resistivity higher than carbon, respectively: 2.81, 2.36, 2.09 and 1.8 times. For the first time in practical reality, the fact that low-magnetic steel operates in the range of indicated temperatures compared to carbon steel as an insulator was encountered when working on single-phase electric furnaces smelting refractory (at 1900-2000 ° C) materials. In addition, losses of electricity with Foucault currents in the sleeves of electrode holders made of low-magnetic steel are negligible, and with leakage currents insignificant. The design of devices for the permanent attachment of current-carrying pipes to the sleeves of the electrode holders, taking into account all the features and conditions of their work - including in all planes, it guarantees the operational reliability of the electrode holders as a single design and provides for their easy disposal after many years of service due to the simple electrical cutting of clamps and brackets.
- Одним из определенных в числе существенных отличий нового устройства от прототипа является недостаток последнего, обусловленный граничными условиями его наиболее эффективной работы.- One of the significant differences between the new device and the prototype, which is identified as one of the significant ones, is the lack of the latter, due to the boundary conditions of its most efficient operation.
Так установлено, при эксплуатации устройства - прототипа, когда используемая мощность за счет допустимой перегрузки трансформатора по току на 20% (при этом мощность - 48МВ·А), вплотную приближается к 50 МВ·А, а ток к 70 кА (последние величины соответствуют максимально допустимой перегрузке на 25% трансформатора), в этом случае более рациональным становится размещение гибкого кабеля крайних фаз по эллипсу, а не по овалу, т.к. эллипс обеспечивает транспозицию кабеля в гирлянде, более близкую к идеальной - по кругу, чем овал, и тем самым более полное симметрирование мощностей по фазам.*) So it was established that during operation of the prototype device, when the used power due to the permissible current transformer overload is 20% (the power is 48MVA), it closely approaches 50 MVA, and the current reaches 70 kA (the latter values correspond to the maximum permissible overload by 25% of the transformer), in this case, it becomes more rational to place the flexible cable of the extreme phases in an ellipse rather than an oval, because the ellipse provides for the transposition of the cable in the garland, closer to ideal - in a circle than an oval, and thereby more complete phase balancing of the powers. * )
*)Примечание. Геометрическая природа эллипса как кривой 2-го порядка такова, что чем ближе его эксцентриситет к единице, тем эллипс более вытянут, чем эксцентриситет ближе к нулю, тем эллипс ближе по форме к окружности. Когда малая и большая полуоси эллипса становятся равны, эллипс превращается в окружность. Таким образом окружность является частным случаем эллипса и становится понятным его преимущество по более эффективному размещению кабеля в гирлянде и ее лучшему, чем по овалу, симметрированию мощности с гирляндами других фаз.* ) Note. The geometric nature of the ellipse as a second-order curve is such that the closer its eccentricity is to unity, the ellipse is more extended, the eccentricity is closer to zero, the ellipse is closer in shape to a circle. When the minor and major axes of the ellipse become equal, the ellipse turns into a circle. Thus, a circle is a special case of an ellipse and it becomes clear its advantage in more efficient placement of the cable in the garland and its better than in the oval, symmetrical power with garlands of other phases.
Более равномерное распределение тока по нитям кабеля, особенно при увеличивающемуся с мощностью количеству нитей кабеля, повышает надежность его работы, гибких гирлянд и токоподвода в целом. С учетом небольшой разности предельных мощностей при использовании устройства прототипа, в указанных конкретных условиях на печах- ковшах, и его других эффективных достоинств при эксплуатации, отмеченный недостаток терпим. Однако при дальнейшем увеличении мощности печей и (другой) новой конструкции устройства универсального назначения этот недостаток должен быть устранен. Так как он может существенно влиять не только на энергосбережение, но и качество производимой продукции.A more uniform distribution of current over the cable strands, especially when the number of cable strands increases with power, increases the reliability of its operation, flexible strings and current supply as a whole. Given the small difference in the maximum power when using the prototype device, in the specified specific conditions on the ladle furnaces, and its other effective advantages during operation, the noted drawback is tolerable. However, with a further increase in the power of the furnaces and the (other) new design of the universal device, this drawback should be eliminated. Since it can significantly affect not only energy conservation, but also the quality of products.
При этом размещение увеличенного количества кабеля в гирлянде по эллипсу при росте мощности и тока печей обеспечивает (по сравнению даже с кругом, который быстро увеличивается в диаметре) более компактную транспозицию кабеля, эффективность его работы, удобство его обслуживания в гирлянде и компактность самой гирлянды.At the same time, placing an increased amount of cable in a garland along an ellipse with increasing power and current of the furnaces provides (in comparison with a circle that is rapidly increasing in diameter) a more compact transposition of the cable, its efficiency, ease of maintenance in the garland and compactness of the garland itself.
- Из накопленного опыта, при мощности электропечей до 50 МВ·А, а тем более свыше 50 до 95-100 МВ·А при токах ≥90 кА и свыше 100 МВ·А при токах, соответствующих мощности (например, 130-135 кА при использовании графитированных электродов Ш710), симметрирование мощности должно выполняться не только за счет уточненного количества дополнительных кабелей на крайних фазах и более рациональной транспозиции кабелей в компактных гирляндах, но транспозиции самих гирлянд, в совокупном сочетании с гирляндой средней фазы. Последнее важно учитывать потому, что установлено - сторона равностороннего треугольника при триангуляции токоподвода с определенными электрическими параметрах установки электропечи (мощности, токах и напряжениях НН), и конструктивном выполнении всех его элементов, имеет четко выраженное оптимальное значение, обеспечивающее максимально эффективные результаты триангуляции и работы сильноточного токоподвода в целом.- From experience gained, with electric furnaces up to 50 MV · A, and even more than 50 to 95-100 MV · A at currents ≥90 kA and more than 100 MV · A at currents corresponding to power (for example, 130-135 kA at using graphite electrodes Ш710), power balancing should be performed not only due to the specified number of additional cables at the extreme phases and a more rational cable transposition in compact garlands, but also the transposition of the garlands themselves, in combination with the middle phase garland. The latter is important to consider because it is established that the side of an equilateral triangle during triangulation of the current supply with certain electrical parameters for installing the electric furnace (power, currents and voltage of the LV), and the constructive implementation of all its elements, has a clearly expressed optimal value that ensures the most effective results of triangulation and operation of high-current current supply as a whole.
Установлено, что выполнение сторон треугольника больше оптимальной величины незначительно влияет на улучшение симметрирования мощности, в то время как уменьшение сторон треугольника весьма существенно влияет на ухудшение симметрирования. В последнем случае, если исходить, например, из стремления улучшить компактность короткой сети, то, чтобы уменьшить отрицательный эффект в симметрировании мощности, требуется - либо применять трехфазный трансформатор с пофазным регулированием мощности с рассогласованием рабочего напряжения (НН) по фазам в 2-3 ступени, либо устанавливать равные ему по суммарной мощности три однофазных трансформатора с раздельным регулированием электрических параметров каждой фазы. И то, и другое решения значительно дороже и сложнее в эксплуатации, чем выполнение сторон треугольника оптимальной величины при триангуляции токоподвода.It is established that the execution of the sides of the triangle more than the optimal value does not significantly affect the improvement of power symmetrization, while the decrease in the sides of the triangle very significantly affects the deterioration of symmetry. In the latter case, if we proceed, for example, from the desire to improve the compactness of the short network, in order to reduce the negative effect in power balancing, it is necessary to either use a three-phase transformer with phase-wise regulation of power with a mismatch of the operating voltage (LV) in phases of 2-3 steps or install three single-phase transformers equal to it in total power with separate regulation of the electrical parameters of each phase. Both solutions are much more expensive and more difficult to operate than the execution of the sides of a triangle of optimal size when triangulating the current lead.
Строгая взаимная компановка триангулированных элементов токоподвода фиксируется также определенным расположением электроконтактных подвижных башмаков, закрепленных сваркой на токонесущих трубах электрододержателей и встречных, также соориентированных, аналогичных неподвижных башмаков, расположенных у проема стены трансформаторного помещения и закрепленных к трубошинам, соединенным через компенсаторы с трансформатором.A strict mutual arrangement of triangulated current supply elements is also fixed by a certain arrangement of electrical contact movable shoes fixed by welding on current-carrying pipes of electrode holders and counter, also oriented, similar fixed shoes located at the wall opening of the transformer room and fixed to the pipes connected through compensators to the transformer.
Граничные пределы, в которых определяется количество дополнительных гибких кабелей в гирляндах крайних фаз, размещаемых вместе с основными кабелями равномерно по эллипсу, с симметричным увеличением общих рабочих сечений в этих гирляндах настолько, чтобы снижение сопротивления гирлянд крайних фаз по сравнению с гирляндой средней фазы находилось в диапазоне от 25 до 65% пропорционально величине импеданса, т.е. общей величине активного и реактивного сопротивлений, обосновываются следующими условиями:Boundary limits, which determine the number of additional flexible cables in the garlands of the extreme phases, placed together with the main cables uniformly along the ellipse, with a symmetric increase in the total working cross sections in these garlands so that the decrease in the resistance of the garlands of the extreme phases compared to the garland of the middle phase is in the range from 25 to 65% in proportion to the value of the impedance, i.e. the total value of the active and reactive resistances are justified by the following conditions:
- нижний предел 25%, менее этой величины снижение импеданса крайних фаз, как правило, не обеспечивает допустимого предела переноса мощности между фазами (менее 5%);- a lower limit of 25%, less than this value, a decrease in the impedance of the extreme phases, as a rule, does not provide an acceptable limit of power transfer between phases (less than 5%);
- верхний предел 65%, более этой величины дальнейшее снижение импеданса крайних фаз относительно средней настолько незначительно меняет перенос мощности между фазами (близкий к нулю), что становятся экономически нецелесообразными дополнительные затраты медного водоохлаждаемого гибкого кабеля, который дорог, и расточительно использовать с рабочей плотностью тока ниже экономической плотности тока, находящейся в пределах 2,5-3,5 А/мм2. Обычно рабочая плотность тока в таком кабеле составляет от 4 до 6 А/мм2, при максимально допустимой нагрузке 10 А/мм2.- the upper limit is 65%, more than this value, a further decrease in the impedance of the extreme phases relative to the average changes the power transfer between the phases (close to zero) so insignificantly that the additional costs of a copper water-cooled flexible cable, which is expensive, become wasteful and wasteful to use with a working current density lower than the economic current density, in the range of 2.5-3.5 A / mm 2 . Typically, the working current density in such a cable is from 4 to 6 A / mm 2 , with a maximum allowable load of 10 A / mm 2 .
Указанные граничные пределы предполагают также конструктивные варианты основной идеи с учетом подводимой мощности и диапазона рабочего тока НН, сечения и количества ниток гибкого кабеля, который может быть одного типоразмера для гирлянд всех трех фаз, но может быть и разного сечения, например для средней фазы по отношению к крайним, что может быть обусловлено размерами и транспозицией фазовых гирлянд при триангулировании или в некоторых случаях особенностями производственных условий эксплуатации оборудования с симметрированной мощностью фаз по условиям энергоснабжения реконструируемого цеха и т.п.The indicated boundary limits also suggest constructive versions of the main idea, taking into account the input power and the range of the LV operating current, the cross-section and the number of threads of the flexible cable, which can be one size for garlands of all three phases, but can also be of different cross-sections, for example, for the middle phase with respect to to the extreme, which may be due to the size and transposition of phase garlands during triangulation or, in some cases, the peculiarities of production conditions for operating equipment with symmetrical power Stu phases under the terms of the reconstructed power plant, etc.
- платой за универсальность применения предлагаемого устройства является увеличение длины электрододержателей и определенное увеличение омического сопротивления, которым нельзя пренебрегать; в совокупности с реативным сопротивлением оно составляет импеданс фаз и всего токоподвода в целом.- pay for the versatility of the proposed device is to increase the length of the electrode holders and a certain increase in ohmic resistance, which cannot be neglected; Together with the real resistance, it makes the impedance of the phases and the entire current lead as a whole.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен триангулированный токоподвод в двух проекциях: наверху - в поперечном разрезе в вертикальной плоскости, а внизу - в плане (в качестве примера для дуговых сталеплавильных электропечей мощностью от 50 до 95-100 МВ·А);The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a triangulated current lead in two projections: at the top - in cross section in a vertical plane, and at the bottom - in plan (as an example for arc steelmaking electric furnaces with power from 50 to 95-100 MVA);
на фиг. 2 - приспособление для неразъемного крепления токонесущих труб непосредственно к рукавам или через кронштейны на рукаве электрододержателей; на фиг. 3 показан электроконтактный башмак (для гирлянд гибких кабелей) и его закрепление к токонесущим трубам на электрододержателях (подвижные башмаки) и аналогичные башмаки (неподвижные) и их крепление на водоохлаждаемых трубошинах, подсоединяющих гирлянды гибкого кабеля через демпферы-компенсаторы к выводам трансформатора (со стороны проема в стене и на наружной стороне стены его помещения, где они закреплены стационарно); на фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 6 - схемы триангулированного размещения симметрированных кабельных гирлянд для электропечей различной мощности.in FIG. 2 - a device for permanent fastening of current-carrying pipes directly to the sleeves or through brackets on the sleeve of the electrode holders; in FIG. Figure 3 shows an electrical contact shoe (for garlands of flexible cables) and its fastening to current-carrying pipes on electrode holders (movable shoes) and similar shoes (fixed) and their fastening on water-cooled pipes connecting garlands of flexible cable through dampers-compensators to transformer leads (from the side of the opening) in the wall and on the outside of the wall of his room, where they are fixed permanently); in FIG. 4, FIG. 5 and FIG. 6 is a diagram of a triangulated arrangement of symmetrical cable strings for electric furnaces of various capacities.
Триангулированный сильноточный токоподвод универсальный, например, к дуговой сталеплавильной печи (ДСП) содержит трехфазный печной трансформатор 1, к выводам 2 которого через демпферы-компенсаторы 3 присоединены промежуточные водоохлаждаемые трубошины 4, выходящие из трансформаторного помещения и закрепленные в проеме и на его стене и также водоохлаждаемые стационарные электроконтактные башмаки 5, подсоеденены гирлянды водоохлаждаемого гибкого кабеля 6 крайних фаз (1-й и 3-й) и 7 средней фазы (2-й), вторые концы его соединены с подвижными подобными электроконтактными башмаками 8 соответствующих фаз, приваренными к медным токонесущим водоохлаждаемым трубам 9 и 10, закрепленным в неразъемных приспособлениях 11 или непосредственно на рукавах 12 из маломагнитной стали, электрододержателей 13 (1-й и 3-й фаз), или на верхних горизонтальных площадках кронштейнов 14 из маломагнитной стали, приваренных сверху к рукаву 15, выполненному из такого же материала, электрододержателя 16 (2-й фазы). Токонесущие трубы 9 и 10 соединяются с водоохлаждаемыми электроконтактными плитами 17, закрепленными к торцам соответствующих рукавов 12 и 15, и подводят к ним электрический ток, а также одновременно подводят и отводят охлаждающую воду. Хомуты 18 из жаропрочной стали, дистанционно управляемые пружинно-гидравлическими приводами (известной конструкции, расположенными внутри рукавов 12 и 15, на чертеже не показаны), прижимают графитированные электроды 19 к электроконтакным плитам 17, обеспечивая одновременно надежный электрический контакт и механическое удержание электродов при их реверсивных перемещениях (вверх-вниз) совместно с электрододержателями 13 и 16, которые через электроизоляцию 20 закреплены на стойках 21 (снабженных, например, гидроприводами с управлением от авторегулятора, встроенными с направляющими роликами в наклоняющуюся шахту - все механизмы известной конструкции и на чертеже не показаны).A triangulated high-current current supply universal, for example, to an arc steel-smelting furnace (DSP), contains a three-phase furnace transformer 1, to the terminals 2 of which are connected intermediate water-cooled pipes 4 through the damper-compensators 3, coming out of the transformer room and fixed in the opening and on its wall and also water-cooled stationary electrocontact shoes 5, garlands of a water-cooled flexible cable 6 of the extreme phases (1st and 3rd) and 7 of the middle phase (2nd) are connected, its second ends are connected with movable similar electrical contact shoes 8 of the corresponding phases, welded to copper current-carrying water-cooled
Кроме того, электроконтактные плиты 17 совместно с хомутами 18, управляемыми упомянутыми приводами, образуют механизмы - электроконтактные зажимы электродов, которые выполняют не только упомянутую выше функцию зажима электродов при работе электропечи, но и их периодического освобождения в процессе эксплуатации, для перепуска - компенсации сгорания электродов, а также в моменты полной замены, «свежими» свечами сгоревших, предварительно свинченных из требуемого количества секций электродов в специальных приспособлениях вне печи.In addition, the electrical contact plates 17 together with the clamps 18, controlled by the said drives, form mechanisms - electrical contact clamps of the electrodes, which perform not only the above function of clamping the electrodes during operation of the electric furnace, but also their periodic release during operation, for bypass - compensation of electrode combustion , as well as at the time of complete replacement, with “fresh” burnt candles, previously screwed from the required number of electrode sections in special devices outside the furnace.
На фиг.2 (см. сечение Б-Б фиг.1), представлено приспособление 11 для неразъемного крепления токонесущих труб 9 или 10, которое снабжено переходником 22 из меди - материала, одинакового с материалом труб, приваренным к ним и размещенным в коробчатом корпусе 23 из маломагнитной стали, где он с встроенной в него скобой 24 из маломагнитной стали плотно закреплен в пазе 25, выполненном сверху по центральной горизонтальной оси приспособления 11, совпадающей с продольной осью рукава 12(15) электрододержателя 13(16).In Fig. 2 (see section B-B of Fig. 1), a device 11 for one-piece fastening of current-carrying
Скоба 24 в вертикальной плоскости охватывает переходник 22 с корпусом 23 и вместе с ним приварена с двух сторон к верхней поверхности 26 рукавов 12 или к верхним горизонтальным площадкам кронштейнов 14 рукава 15. Кроме того, токонесущие трубы 9(10) вместе с переходником 22 охвачены сверху в горизонтальной плоскости, перпендикулярной плоскости скобы 24, хомутом 27 из маломагнитной стали, приваренным с двух сторон к корпусу 23.The
На фиг.3 (см. сечение Г-Г фиг.1) показан подвижный электроконтактный башмак 8 (вариант для крайних фаз - 1-й и 3-й) крепления водоохлаждаемого гибкого кабеля восьми ниточных гирлянд 6. Конструкция башмака 8 содержит медную токонесущую плиту 28, приваренную снизу к водоохлаждаемым токонесущим трубам 9 или 10 и снабженную приваренной к ней также снизу медной электроконтактной пластиной 29 с отверстиями 30 для крепления к ней болтами (не показаны) плоских контактов наконечников водоохлаждаемого гибкого кабеля гирлянд 6. С этой целью электроконтактная пластина 29 выполнена в виде 8-угольника, охватывающего контур эллипса 31, к плоским сторонам которого легко и надежно крепить плоские контакты кабеля гирлянд 6 так, что осевые центры 32 нитей кабелей каждой гирлянды 6 были с заданными промежутками между ними расположены строго по эллипсу 31. Для лучшего охлаждения плиты 28 и пылеудаления из промежутка между токонесущими трубами 9 или 10 в токонесущей плите 28 предусмотрены вентиляционные отверстия 33.Figure 3 (see section G-D of figure 1) shows a movable electrical contact shoe 8 (option for extreme phases - the 1st and 3rd) of fastening a water-cooled flexible cable of eight string lights 6. The design of the shoe 8 contains a copper current-carrying
На фиг.4, на фиг.5 и на фиг.6 приведено графическое изображение взаимного расположения триангулированных и симметрированных фазовых гирлянд и транспозиции кабелей в них для нижеследующих вариантов их применения на различных электропечах.Figure 4, figure 5 and figure 6 shows a graphical representation of the relative position of the triangulated and symmetric phase lights and the transposition of cables in them for the following options for their use in various electric furnaces.
При этом нет необходимости в дополнительных пояснениях, кроме приведенных выше в описании.There is no need for additional explanations, except for those described above in the description.
На фиг.4 - для электропечей мощностью до 50 МВ·А;Figure 4 - for electric furnaces with a capacity of up to 50 MV · A;
На фиг.5 - для электропечей мощностью от 50 до 95-100 МВ·А;Figure 5 - for electric furnaces with a capacity of from 50 to 95-100 MV · A;
На фиг.6 - для электропечей мощностью свыше 95-100 МВ·А.In Fig.6 - for electric furnaces with a capacity of over 95-100 MV · A.
Из приведенного описания предлагаемого устройства и взаимодействия всех его элементов следует:From the above description of the proposed device and the interaction of all its elements follows:
токонесущие трубы 9 и 10 образуют, за счет своего расположения и соответствующего закрепления к рукавам электрододержателей, вершины равностороннего пространственного оптимальной величины треугольника, берущего свое начало от выводов 2 трансформатора 1, далее продолжающегося посредством компенсаторов 3, трубошин 4, стационарных электроконтактных башмаков 5, симметрированных компактных гирлянд гибкого кабеля 6 и 7 с подвижными электроконтактными башмаками 8 и завершающегося электродами 19 включительно, что в целом составляет триангулированный сильноточный токоподвод универсального назначения, с учетом подробно изложенных и обоснованных его принципиальных особенностей, отраженных в формуле изобретения.current-carrying
Источники информацииInformation sources
1. Патент ФРГ №3516940 А1, МКИ Н05В 7/11, с приоритетом от 10.05.85 г. Электродуговая печь с реактансным шлейфом на проводе тока большой силы. Фирма «Фукс Системтехник ГмбХ», изобретатели: Эле И., Тимм К., Алерс X.1. The Federal Republic of Germany patent No. 3516940 A1, MKI N05V 7/11, with a priority of 05/10/85, an electric arc furnace with a reactance loop on a high-strength current wire. Fuchs Systemtechnik GmbH, inventors: Ele I., Timm K., Ahlers X.
2. Патент РФ - RU №2192713, C1, 7 Н05В 7/11, 7/08, F27B 3/08, с приоритетом от 23.02.2001 г. Устройство для подвода электроэнергии. Изобретатели: Фролов Ю.Ф., Лебедев В.А.2. RF patent - RU No. 2192713, C1, 7 Н05В 7/11, 7/08, F27B 3/08, with priority dated 02/23/2001. Device for supplying electricity. Inventors: Frolov Yu.F., Lebedev V.A.
Claims (2)
отличающийся тем, что токонесущие трубы электрододержателей жестко, неразъемно, без электрической изоляции закреплены к рукавам из маломагнитной стали в приспособлениях, причем на крайних фазах (первой и третьей) непосредственно к верхней поверхности соответствующего рукава, а на средней фазе (второй) - на верхних горизонтальных площадках кронштейнов из маломагнитной стали, приваренных сверху рукава, при этом токонесущие трубы, а также демпферы-компенсаторы через промежуточные водоохлаждаемые трубошины, выходящие из трансформаторного помещения и закрепленные в проеме и на его стене, всех трех фаз, снабжены водоохлаждаемыми электроконтактными башмаками и вместе с закрепленными к ним гибкими кабелями расположены по вершинам равностороннего треугольника с оптимальными по величине сторонами так, что средняя фаза сверху с гирляндой гибких кабелей размещенных равномерно по кругу или эллипсу, а гирлянды гибких кабелей крайних фаз снабжены дополнительными гибкими кабелями, размещенными в гирляндах вместе с основными кабелями равномерно по эллипсу, при этом количество дополнительных кабелей симметрично увеличивает общие рабочие сечения кабелей в гирляндах настолько, чтобы снижение сопротивления гирлянд крайних фаз по сравнению с гирляндой средней фазы было в диапазоне от 25 до 65% пропорционально величине импеданса гирлянды средней фазы.1. A triangulated high-current supply of arc steel-smelting and ore-thermal electric furnaces, comprising a transformer, three electrode holders with sleeves, electrical contact clamps of electrodes and copper current-carrying water-cooled pipes connected triangulated through compensating dampers to the terminals of the transformer with parallel conductor-shaped daisy-chain wired flexible wires moved together with reversible-movable electrodes,
characterized in that the current-carrying pipes of the electrode holders are rigidly, permanently, without electrical insulation fixed to the sleeves of low-magnetic steel in devices, moreover, in the extreme phases (first and third) directly to the upper surface of the corresponding sleeve, and in the middle phase (second) - on the upper horizontal sites of brackets made of low-magnetic steel, welded on top of the sleeve, while current-carrying pipes, as well as dampers-compensators through intermediate water-cooled pipes coming out of the transformer rooms and fixed in the aperture and on its wall, all three phases, are equipped with water-cooled electrical contact shoes and together with the flexible cables fixed to them are located at the vertices of an equilateral triangle with optimal sides so that the middle phase from above with a string of flexible cables placed uniformly in a circle or an ellipse, and the garlands of flexible cables of the extreme phases are equipped with additional flexible cables placed in the garlands along with the main cables uniformly along the ellipse, with up to additional cables symmetrically increases the total working cross-section of the cables in the garlands so that the decrease in the resistance of the extreme phase garlands in comparison with the middle phase garland is in the range from 25 to 65% in proportion to the impedance of the middle phase garland.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013141822/07A RU2550338C2 (en) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | Triangulated high-current lead |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013141822/07A RU2550338C2 (en) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | Triangulated high-current lead |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013141822A RU2013141822A (en) | 2015-03-20 |
| RU2550338C2 true RU2550338C2 (en) | 2015-05-10 |
Family
ID=53285487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013141822/07A RU2550338C2 (en) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | Triangulated high-current lead |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2550338C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU234097U1 (en) * | 2025-01-21 | 2025-05-19 | Вадим Юрьевич Марков | Short network of graphitization furnace |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1203720A1 (en) * | 1984-08-24 | 1986-01-07 | Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро электротермического оборудования Производственного объединения "Сибэлектротерм" | Current lead for electric-arc furnace |
| SU1257857A1 (en) * | 1982-12-22 | 1986-09-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Электротермического Оборудования | Current lead of three-phase electric-arc furnace |
| DE3516940A1 (en) * | 1985-05-10 | 1986-11-13 | Fuchs Systemtechnik GmbH, 7601 Willstätt | Arc furnace having a reactance loop in the heavy-current conductor |
| RU2192713C1 (en) * | 2001-02-23 | 2002-11-10 | Фролов Юрий Федорович | Power supply unit |
-
2013
- 2013-09-12 RU RU2013141822/07A patent/RU2550338C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1257857A1 (en) * | 1982-12-22 | 1986-09-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Электротермического Оборудования | Current lead of three-phase electric-arc furnace |
| SU1203720A1 (en) * | 1984-08-24 | 1986-01-07 | Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро электротермического оборудования Производственного объединения "Сибэлектротерм" | Current lead for electric-arc furnace |
| DE3516940A1 (en) * | 1985-05-10 | 1986-11-13 | Fuchs Systemtechnik GmbH, 7601 Willstätt | Arc furnace having a reactance loop in the heavy-current conductor |
| RU2192713C1 (en) * | 2001-02-23 | 2002-11-10 | Фролов Юрий Федорович | Power supply unit |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU234097U1 (en) * | 2025-01-21 | 2025-05-19 | Вадим Юрьевич Марков | Short network of graphitization furnace |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013141822A (en) | 2015-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0128355B1 (en) | Direct current electric furnace for melting metal | |
| JP2024069933A (en) | Three-phase Kryptor furnace | |
| RU2550338C2 (en) | Triangulated high-current lead | |
| Mc Dougall | Ferroalloys processing equipment | |
| RU2550983C1 (en) | Ore-thermal furnace with hot hearth and high-current lead | |
| SU602133A3 (en) | Periodic-action furnace plant | |
| US4424584A (en) | Electrode holder assembly for self-baking electrodes | |
| EP0079304A1 (en) | Electrode holder for arc furnaces | |
| US3379815A (en) | Electric arc furnace having two hearths and interchangeable roofs therefor | |
| US4123045A (en) | Crucible for induction heating apparatus | |
| JPH09145254A (en) | Electric furnace | |
| JP2537574B2 (en) | DC electric furnace with bottom electrode | |
| CN207678030U (en) | Electrode holde and industrial silicon furnace | |
| Pring | The electric furnace | |
| RU2192713C1 (en) | Power supply unit | |
| RU2040864C1 (en) | Direct current smelting furnace | |
| CN210242442U (en) | Lifting device for smelting of electric melting furnace | |
| CA1198760A (en) | Electrode holder for arc furnaces | |
| US3676564A (en) | Power supply equipment for electric smelting furnace of large capacity | |
| RU2539490C2 (en) | Electromagnetic induction crucible melting furnace with u-like magnetic core and horizontal magnetic flux | |
| CN210367797U (en) | Special full-automatic horizontal intermediate frequency heat treatment equipment of piston | |
| JP2590993B2 (en) | DC arc furnace | |
| RU2748222C1 (en) | Electric contact device for ore-thermal furnace with graphite electrode | |
| CN112815697B (en) | Refractory material smelting furnace | |
| Lupi | Arc Furnaces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200913 |