СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕЧИ ВАКУУМНО-ДУГОВОЙ ПЕРЕПЛАВКИ, ИСХОДЯ ИЗ ПОДАВАЕМОЙ МОЩНОСТИ

1. Система управления для процесса вакуумно-дуговой переплавки (VAR) металла, причем в процессе VAR применяется печь VAR, включающая в себя тигель, в котором создают слиток, образованный из металла, податчик, функционально связанный с электродом, образованным из переплавляемого металла, вакуумную камеру и источник вакуума, связанный с вакуумной камерой, причем система содержит:
- источник электропитания постоянного тока (DC), функционально связанный с электродом и сконфигурированный для создания электрической дуги между кончиком электрода и плавильной ванной слитка;
- привод податчика, функционально связанный с податчиком и сконфигурированный для приведения в действие податчика;
- датчик капельного закорачивания, сконфигурированный для измерения частоты капельного закорачивания электрической дуги в течение периода времени; и
- контроллер, включающий в себя процессор, функционально связанный с источником электропитания постоянного тока, приводом податчика и датчиком капельного закорачивания, причем контроллер сконфигурирован для:
- определения в режиме реального времени длины дугового зазора между кончиком электрода и плавильной ванной, с использованием частоты капельного закорачивания в течение периода времени, измеренного датчиком капельного закорачивания, с использованием модуля определения зазора, причем модуль определения зазора в режиме реального времени определяет длину дугового зазора, исходя из корреляции между частотой капельного закорачивания и длиной дугового зазора,
- регулирования скорости податчика, с использованием модуля регулирования податчика, причем модуль регулирования податчика определяет скорость податчика для процесса VAR, причем скорость податчика сконфигурирована, для достижения желаемой скорости плавления электрода и подачи команд на привод податчика, для приведения в действие податчика, исходя из скорости податчика, и
- регулирования входной мощности, подаваемой на электрод источником электропитания постоянного тока, с использованием модуля регулирования мощности, причем модуль регулирования мощности сконфигурирован для определения уровня входной мощности, подаваемой на электрод, исходя из длины дугового зазора в режиме реального времени, причем уровень входной мощности установлен для генерирования желаемой длины дугового зазора между кончиком электрода и плавильной ванной при передаче мощности источником электропитания постоянного тока на уровне входной мощности.
2. Система управления по п. 1, в которой модуль регулирования мощности сконфигурирован для снижения мощности источника электропитания постоянного тока, если длина дугового зазора в режиме реального времени больше, чем желаемая длина дугового зазора.
3. Система управления по п. 1, в которой модуль регулирования мощности сконфигурирован для повышения мощности источника электропитания постоянного тока, если длина дугового зазора в режиме реального времени меньше, чем желаемая длина дугового зазора.
4. Система управления по п. 1, в которой внутренний диаметр тигля соответствует диаметру слитка, причем внутренний диаметр больше или равен 750 миллиметрам.
5. Система управления по п. 1, в которой внутренний диаметр тигля соответствует диаметру слитка, причем внутренний диаметр находится в диапазоне 1000-1100 миллиметров.
6. Способ управления процессом вакуумно-дуговой переплавки (VAR), с использованием печи VAR, включающей в себя тигель, в котором создают слиток, образованный из металла, податчик, функционально связанный с электродом, образованным из переплавляемого металла, вакуумную камеру и источник вакуума, связанный с вакуумной камерой, причем способ содержит:
- генерирование электрической дуги между кончиком электрода и плавильной ванной слитка, с использованием источника электропитания постоянного тока (DC), функционально связанного с электродом;
- приведение в действие податчика при скорости податчика, с использованием привода податчика, функционально связанного с податчиком, причем скорость податчика сконфигурирована для достижения желаемой скорости плавления электрода;
- определение частоты капельного закорачивания электрической дуги в течение периода времени, с использованием датчика капельного закорачивания;
- определение длины дугового зазора в режиме реального времени между кончиком электрода и плавильной ванной, с использованием частоты капельного закорачивания в течение периода времени, исходя из корреляции между частотой капельного закорачивания и длиной дугового зазора;
- определение уровня входной мощности, подаваемой на электрод, исходя из длины дугового зазора в режиме реального времени, причем уровень входной мощности установлен для генерирования желаемой длины дугового зазора между кончиком электрода и плавильной ванной при передаче мощности источником электропитания постоянного тока на уровне входной мощности; и
- регулирование входной мощности, подаваемой на электрод источником электропитания постоянного тока, исходя из уровня входной мощности.
7. Способ по п. 6, в которой определение уровня входной мощности, подаваемой на электрод, исходя из текущей длины дугового зазора, включает в себя определение понижения мощности источника электропитания постоянного тока, если длина дугового зазора в режиме реального времени больше, чем желаемая длина дугового зазора.
8. Способ по п. 6, в которой определение уровня входной мощности, подаваемой на электрод, исходя из текущей длины дугового зазора, включает в себя определение повышения мощности источника электропитания постоянного тока, если длина дугового зазора в режиме реального времени меньше, чем желаемая длина дугового зазора.
9. Печь для вакуумно-дуговой переплавки (VAR) для выполнения процесса VAR металла, причем печь VAR содержит:
- тигель, в котором создают слиток, образованный из металла;
- податчик, функционально связанный с электродом, образованным из переплавляемого металла;
- вакуумную камеру;
- источник вакуума, связанный с вакуумной камерой;
- источник электропитания постоянного тока (DC), функционально связанный с электродом и сконфигурированный для получения электрической дуги между кончиком электрода и плавильной ванной слитка;
- привод податчика, функционально связанный с податчиком и сконфигурированный для приведения в действие податчика;
- датчик капельного закорачивания, сконфигурированный для измерения частоты капельного закорачивания электрической дуги в течение периода времени; и
- контроллер, включающий в себя процессор, функционально связанный с источником электропитания постоянного тока, приводом податчика и датчиком капельного закорачивания, причем контроллер сконфигурирован для:
- определение в режиме реального времени длины дугового зазора между кончиком электрода и плавильной ванной, с использованием частоты капельного закорачивания электрической дуги в течение периода времени, измеренного датчиком капельного закорачивания, путем определения длины дугового зазора в режиме реального времени, исходя из корреляции между частотой капельного закорачивания и длиной дугового зазора;
- регулирования скорости податчика, путем определения скорости податчика для процесса VAR, причем скорость податчика сконфигурирована для достижения желаемой скорости плавления для электрода, и подачи команд на привод податчика, для приведения в действие податчика, исходя из скорости податчика; и
- регулирования входной мощности, подаваемой на электрод источником электропитания постоянного тока, путем определения уровня входной мощности, подаваемой на электрод, исходя из длины дугового зазора в режиме реального времени, причем уровень входной мощности установлен для генерирования желаемой длины дугового зазора между кончиком электрода и плавильной ванной при передаче мощности источником электропитания постоянного тока на уровне входной мощности.
10. Печь VAR по п. 9, дополнительно содержащая систему охлаждения, сконфигурированную для охлаждения слитка в тигле в ходе процесса VAR.
11. Печь VAR по п. 9, в которой внутренний диаметр тигля соответствует диаметру слитка, причем внутренний диаметр больше или равен 750 миллиметрам.
12. Печь VAR по п. 9, в которой внутренний диаметр тигля соответствует диаметру слитка, причем внутренний диаметр находится в диапазоне 1000-1100 миллиметров.
13. Печь VAR по п. 9, в которой регулирование входной мощности контроллером включает в себя понижение мощности источника электропитания постоянного тока, если текущая длина дугового зазора больше, чем желаемая длина дугового зазора.
14. Печь VAR по п. 9, в которой регулирование входной мощности контроллером включает в себя повышение мощности источника электропитания постоянного тока, если текущая длина дугового зазора меньше, чем желаемая длина дугового зазора.