На мощных ферросилициевых печах нельзя регулировать ток путем передвижения электродов при помощи ручного привода. Ручной привод электродных лебедок, устанавливаемый на случай аварий, передвигает электрод с его подвеской весом в несколько тонн крайне медленно; быстрый рост нагрузки приводит в таком случае к автоматическому отключению печи, а ее падение – к провалам мощности. Наибольшее распространение получил электропривод, хотя в иностранной литературе рекомендуется также гидравлический привод; гидравлика, при некоторых возможных преимуществах, требует больших капитальных затрат и обособленного надзора.
Привод должен обеспечивать возможность передвижения электродов с несколькими скоростями; при этом скорость опускания не требуется выше 1 см/сек, в то время как скорость подъема должна быть по крайней мере вдвое больше. Это достигается, например, при спуске последовательным включением сопротивления в цепь якоря двигателя. Контроллеры или другие пусковые устройства приводов, перемещающих электроды, раньше на ферросилициевых печах вводили в действие вручную; долгое время существовала особая профессия регулировщика (пультовщика), руководствовавшегося показаниями амперметров и отчасти вольтметров; одновременно советские ферросилициевые печи всегда были оборудованы той пли иной автоматикой – систем Сименс, Тюри, ХЭМЗ, Леонардо-Тирриль, Добриса (ЧФЗ), а в последнее время амплидинными устройствами, В практике работы обнаружили, что автоматика часто была излишне чувствительна и количество импульсов (передвижений электродов) в единицу времени оказывалось примерно вдвое большим, чем при внимательном ручном управлении электродами. Передвижения электродов при незначительных толчках тока почти непрерывно изменяли положение электродов в «тиглях» и нарушали тепловое равновесие в ванне; поэтому-то ручное регулирование обеспечивало более устойчивый ход печи и лучшие показатели. Когда это стало ясно (хотя впервые это установили еще Л. И. Морозенский и Г. М. Вайнштейн более 20 лет назад), появилось стремление сделать автоматику более грубой. На запорожском заводе, например, ввели в схему автоматики дополнительное реле времени, электроды стали передвигаться лишь при более длительных нарастаниях тока, печь пошла ровнее 166]. Автоматика пониженной чувствительности безусловно лучше и надежнее ручного управления и, разумеется, снижает затраты на обслуживание печи.
Не следует применять сложных и дорогих устройств, а достаточно иметь простое и надежное контакторно-релейной (Дифференциальное реле, реле времени и регулировочные реостаты) устройство. Оно требует лишь еженедельного осмотра и чистки контактов. Еще меньше ухода требует ионная автоматика, примененная на серовском заводе. Попытки автоматически поддерживать постоянство cos ? (рекомендация И. Вочке [140]) оказались неудачными, как и попытка Миге поддерживать постоянство тока при неподвижном электроде («фикс») путем регулирования напряжения. С. А. Моргулев предлагал работать с неподвижными электродами в трехфазных печах, также регулируя нагрузку переключением ступеней напряжения (и тока) на каждой фазе отдельно; это требует включения вторичной обмотки трансформатора (или трех однофазных трансформаторов) на звезду. Для сохранения бифилярности «короткой сети при таком соединении С. А. Моргулев предлагает нуль звезды ввести в печь, что связано с двойным расходом меди. Как указал О. С. Арутюнов [167], при неподвижных электродах и регулировании переключением ступеней напряжения, необходимым условием является большой запас мощности трансформатора. Добавим, что и короткая сеть должна быть рассчитана на ток значительно больший номинального (соответствующего расчетному рабочему напряжению); главным же возражением является то, что при одновременных обратных изменениях вторичных напряжения и тока будут резко меняться полезное напряжение, а следовательно, вопреки утверждению С.А. Моргулева, и температурные условия в ванне, что совершенно недопустимо. С. А. Моргулев не замечает, что, сохраняя мощность в «расплаве» и меняя полезную мощность (меняя ?э), мы меняем мощность в дуге.
Неподвижность, а вернее – непрерывность опускания электродов по мере их сгорания, без вредного дергания («качания»), должна обеспечиваться более естественным путем, а именно постоянством состава и габаритов шихты и равномерностью обслуживания колошника.
Контроль передвижения электродов – это контроль постоянства шихты и правильности обслуживания колошника. Поэтому надо приветствовать создание работниками цеха КИП челябинского завода самопишущего прибора – указателя этих передвижений. Рассмотрение кривых на ленте этого прибора показывает, пока изредка, что имеются периоды длительностью по нескольку часов, когда ферросилициевая печь работает без дергания («качания») электродов. Задача заключается в том, чтобы такие периоды длились по несколько суток, а в дальнейшем и недель. Всесоюзное совещание работников ферросплавной промышленности приняло решение оснастить все ферросилициевые печи такими приборами, для чего организовать их серийное изготовление.
Ю. Е. Ефроймович сообщил [168], что центральная лаборатория автоматики треста «Энергочермет» опробовала устройства дистанционного контроля полезной мощности фаз, а также новые регулирующие вычислительные устройства, созданные для регулирования полезной мощности печи. Ферросилициевая печь, в отличие от печей, работающих хотя бы частично с открытой дугой, нуждается, по нашему мнению, не столько в регулировании полезной мощности, сколько в поддержании постоянства полезного напряжения.
Дело в том, что при поддержании постоянной полезной мощности увеличение полезного напряжения может возмещаться снижением тока, а для ферросилициевой печи это нежелательно. Целесообразнее регулирование, основанное на самостоятельном поддержании постоянства как тока, так и полезного напряжения; полезная мощность, являясь произведением двух постоянных в данном случае множителей, окажется также постоянной.
В заключение отметим, что И. Вочке считал возможным регулирование по амперметру, включенному между нулевыми точками ванны и печного трансформатора – для устранения смещения нулевой точки в ванне и возникающего отсюда уравнительного тока. Но в настоящее время несравненно интереснее было бы опробовать регулирование, направленное на выравнивание фазовых напряжений дуг на электродах. Любопытно, что для повышения напряжения дуги соответствующий электрод, по-видимому, следует опускать.