21
Chng 3
LÒ HỒ QUANG
3.1 Khái niệm chung
Lò h quang li dng nhit ca ngn la h quang  nu chy kim loi và
nu thép hp kim cht lng cao.
Lò h quang c cp ngun t bin áp lò c bit vi in áp t vào
cun s cp (6 ÷ 10)kV, và có h thng t ng iu chnh in áp di ti.
1.Các thông s quan trng ca lò h quang là:
+ Dung tích
nh mc ca lò: s tn kim loi lng ca mt m nu.
+ Công sut nh mc ca bin áp lò: nh hng quyt nh ti thi gian
nu luyn và nng sut ca lò.
2. Chu trình nu luyn ca lò h quang gm ba giai on vi các c im
công ngh sau:
+ Giai on nung nóng nguyên liu và nu chy kim loi.
Trong giai on này, lò c
n công sut nhit ln nht, in nng tiêu th
chim khong 60 ÷ 80% nng lng ca toàn m nu luyn và thi gian
chim 50 ÷ 60% toàn b thi gian mt chu trình (thi gian mt m nu
luyn). Trong giai on này thng xuyên xy ra hin tng ngn mch làm
vic, ngn la h quang cháy kém n nh, công sut nhit không cao do
ngn la h quang ngn (1 ÷ 10mm).
+ Giai o
n ôxy hoá là giai on kh cacbon (C) ca kim loi n mt tr
s hn nh tu theo mác thép, kh pht pho (P) và kh lu hunh trong m
nu.  giai on này, công sut nhit ch yu  bù li tn hao nhit trong
quá trình nu luyn; nó chim khong 60% công sut nhit ca giai on nu
chy kim loi.
+ Giai on hoàn nguyên là giai on kh oxy, kh sulfua tr

u có iu khin dùng Thyristor.
Ch  làm vic ca ng c dch chuyn n cc là ch  ngn hn lp
li.
Cu to và kt cu ca lò h quang c gii thiu trên hình 3.1
3.2 Sơ đồ cung cấp điên của lò hồ quang
S  cung cp in cho lò h quang c gii thiu trên hình 3.2
Ngun cp cho lò h quang c l
y t trm phân phi trung gian vi cp
in áp 6, 10, 20 hoc 22kV (tu theo cp in áp ca trm phân phi).
S  cp in có các thit b chính sau:
+ Cu dao cách ly, óng ct không ti dùng  cách ly mch lc ca lò và
li iên trong trng hp cn sa cha.
+ Máy ct du 1MC, óng ct có ti cp in cho lò.
+ Cun kháng CK dùng  h
n ch dòng ngn mch làm vic (dòng ngn
mch làm vic không c ln hn 3 ln dòng nh mc), ngoài ra cun
kháng còn có chc nng m bo cho ngn la h quang cháy n nh, c
bit là trong giai on nung nóng và nu chy kim loi. Sau ó cun kháng
CK c ngn mch bng máy ct du 2MC.
+ Máy ct du 3MC và 4MC dùng  i ni s  u dây cun s
 cp
ca bin áp lò (BAL) thành hình sao (Y) hoc tam giác ().
+ Bin áp lò (BAL) dùng  h áp và iu chnh in áp cp cho lò. Bin
áp lò v cu to và hình dáng ging nh bin áp ng lc thông thng,
nhng nó làm vic trong môi trng khc nghit, iu kin làm vic nng n
cho nên so vi bin áp ng lc thông thng nó có nhng c im khác
bit sau:
- Cùng m
t cp công sut, bin áp lò có kích thc và khi lng ln hn.
- Dòng ngn mch nh (I

Công sut ca bin áp lò có th xác nh gn úng t iu kin công sut
nhit trong giai on nóng chy, vì  giai on còn li công sut nhit lò yêu
cu ít hn.
Nu gi thit rng: trong giai on n
u chy, tn tht trong lò h quang,
trong bin áp lò và trong cun kháng CK c bù tr bi nng lng ca
phn ng to nhit thì công sut ca bin áp lò c tính theo biu thc:

ϕ
cos
sdnc
kt
W
S =
[kVA] (3.1)
Trong ó: W- nng lng hu ích và tn hao nhit trong thi gian nu
chy và dng lò gia hai ln nu, kWh;
t
nc
- thi gian nu chy, h;
k
sd
- h s s dng công sut ca lò trong giai on nu chy;
cos- h s công sut ca lò.
Nng lng hu ích và tn hao nhit W có th tính c theo công thc:
W = Wg [kWh] (3.2)
Trong ó: w- sut chi phí in nng  nu chy mt tn kim loi, kWh/T
G- khi lng kim loi nu chy, T
Thông s k thut ca mt s lò h quang do Nga ch t
o ba pha có vòm

C-50H2
C-100M1
C-1006
C-200M1
Dung lng
nh mc (T)
0,5 1,5 3 6 12 25 50 100 100 200
Công sut
bin áp lò
(MVA)
0,63 1,25 2,0 4,0* 8,0* 12,5* 20* 32* 80** 6
Gii hn in
áp li (V)
216 -
106
225 -
110
243 -
124
281 -
120
380 -
120
390 -
130
420
-
155
476
-

hq
= U
hq
/I
hq
.
• B iu chnh duy trì dòng I
hq
=const s không mi h quang t ng
c. Ngoài ra, khi dòng in trong mt pha nào ó thay i s làm cho
dòng 2 pha còn li thay i. Ví d nh t 1pha, dòng 2 pha còn li gim
xung và lúc ó b iu chnh thc hin vic h in cc xung mc du
không cn vic ó. Các b iu chnh này ch dùng cho lò mt pha, ch yu
là lò h quang chân không
•
B iu chnh duy trì in áp U
hq
= const có khó khn trong vic o thông
s này. Thc t, cun dây o c ni gia thân kim loi ca lò và thanh cái
th cp BAL. Do vy in áp o c ph thuc vào dòng ti và s thay i
dòng ca mt pha s nh hng ti 2 pha còn li nh ã trình bày

26
• B iu chnh duy trì U
hq
/I
hq
= Z
hq
= const là ti u thông qua hiu s các

Nh vy vic iu chnh thc hin theo  lch ca tng tr h quang so
vi giá tr t. Phng pháp này d mi h quang, duy trì c công sut lò,
ít chi nh hng ca dao ng in áp ngun cng nh nh hng ln nhau
gia các pha.
Mi giai on làm vic ca lò h quang (gm nu chy, ôxy hoá, hoàn
nguyên) òi h
i mt công sut nht nh, mà công sut này li ph thuc
chiu dài ngn la h quang. Nh vy, iu chnh dch in cc tc là iu
chnh chiu dài ngn la h quang, do ó iu chnh c công sut lò h
quang. ó là nhim v c bn ca các b iu chnh t ng các lò h

quang.
Các yêu cu chính  ra cho mt b iu chnh công sut lò h quang là:
1.  nhy  m bo ch  làm vic ã cho ca lò, duy trì dòng in h
quang không tt quá (4÷5)% tr s dòng in làm vic. Vùng không nhy
ca b iu chnh không quá ± (3÷6)% trong khi nu chy và ± (2÷4)%
trong các giai on khác
2. Tác ng nhanh, m bo kh ngn mch hay t h quang trong th
i
gian (1,5 ÷3)s. iu ó s làm gim s ln ngt máy ct chính, gim s thm
Carbon ca kim loi… Các lò h quang hin i không cho phép ngt máy
ct chính quá 2 ln trong giai on nu chy. m bo yêu cu này nh tc
 dch cc nhanh ti (2,5÷3)m/ph trong giai on nu chy (khi dùng
truyn ng in c) và (5÷6)m/ph (khi truyn ng thu lc). Dòng in h

quang càng lch xa v trí t thì tc  dch cc phi nhanh
3.Thi gian iu chnh ngn
4. Hn ch ti thiu s dch cc không cn thit nh khi ch  làm vic b
phá v trong thi gian rt ngn hay trong ch  thay i tính i xng. Yêu
cu này càng cn i vi lò 3 pha không có dây trung tính. Ch  h quang

H gm i tng iu chnh 7 (lò h quang) và b iu chnh vi sai. B
iu chnh gm các phn t c
m bin dòng 1 và bin áp 2, phn t so sánh 3,
b khuch i 5, c cu chp hành 6 và thit b t 3. Trên phn t so sánh 4
có hai tín hiu t i tng ti (t i tng dòng và áp) và mt tín hiu t
thit b t ti. Tín hiu so lch t phn t so sánh c khuch i qua b
khuch i 5 ri n c cu chp hành 6  d
ch cc theo hng gim sai
lch.  hoàn thin c tính ng ca h, nâng cao cht lng iu chnh,
thng s  còn có các phn t phn hi v tc  dch cc, v tc  thay
i dòng , áp h quang v.v…Trong s  cng có th có các phn t chng
trình hoá, máy tính v.v…
H iu chnh có th dùng khuch i t, khuch
i máy in, Thyristor,
thu lc, ly hp in t…
1
2
7
6
5
3

1CD
1R
1CL
2CL
2CD
2K
1K
2R
4R

RA
Đ
+
_
CB
BD
RD
(1-2) + (3-4) : Nâng N
(5-6) + (7-8) : Tự ng
(9-10)+(11-12) : Hạ H
VỊ TRÍ TAY GẠT
1CD
1R
1CL
2CL
2CD
2K
1K
2R
4R
3R
5R
RD
5
6
7
8
CC2
CC1
1

VỊ TRÍ TAY GẠT
Hình 3-4. S  dch cc cho mt pha lò h quang

29
Lò h quang c trang b bn h truyn ng nh nhau, trong ó ba h
dùng  truyn ông ba in cc, h còn li  ch  d phòng.
S  nguyên lý ca h truyn ng c biu din trên hình 3-4.
ng c in mt chiu kích t c lp  truyn ng nâng h in cc
thông qua c c
u truyn lc dùng bánh rng - thanh rng c cp ngun t
máy in khuch i t trng ngang MK.
MK có ba cun kích thích:
- Cun ch o CC1 ch  t ng và CC2  ch  bng tay.
- Cun phn hi âm in áp CFA.
 ch  t ng: cu dao 1CD h, 2CD óng và tay gt 5-6 và 7-8 óng.
in áp ra  chnh lu t l vi dòng in h quang t lên chit áp 3R. in
áp ra ca cu chnh lu 2CL t l vi in áp h quang t lên chit áp 4R.
in áp t lên cun kích thích C1 bng:
U
CC1
= U
R4
– U
R3
(3.3)
Khi in áp cha chm vào phôi liu, dòng in h quang (I
hq
) bng
không, in áp h quang là tr s cc i U
hqmax

hq
= 0). Mt khác r le dòng RD tác ng nên in tr 5R b ngn mch,
in áp t trên cun CC1 bng in áp t lên in tr R3.
U
CC1
= U
R3
(3.6)
Sc t ông do cun dây CC1 o chiu, máy in khuch i phát ra
in áp có cc tính ngc li, làm cho ông c o chiu quay kéo in cc
lên nhanh. Trong ch  nâng, iôt 3CL khoá, in tr 7R c ni tip vi
cun CFA làm gim sc t ng F
A
; ng thi iôt 4CL thông nên rle in
áp RA tác ng làm cun dây rle thi gian mt in. Sau thi gian m
chm, tip im RTh m ra a in tr 10R vào ni tip vi cun kích
thích CK ca ng c làm gim t thông  tng tc ng c trên tc 
c bn. Kt qu là sc t ng t
ng trong các cun kích t tng lên  in

30
cc c kéo lên nhanh khi phôi liu và sau thi gian chnh nh ( 
cho in áp MK t n nh mc) t thông ng c gim  tc  tng
trên tc  c bn.
Khi in cc nâng khi phôi liu, ngn la h quang xut hin, quá trình
mi h quang hoàn tt. Trong quá trình in cc di chuyn theo chiu i lên,
dòng in h quang gim, in áp h quang tng lên. Hiu in áp ly trên
chit áp 3R và 4R gim dn, sc t ng gim, in áp phát ra ca máy iên
khuch i gim dn và ng c nâng in cc chm dn. Khi in áp máy
phát ca máy in khuch i nh hn ngng tác ng ca RA, RA không

- B bin i là hai b chnh lu hình tia ba pha ni song song ngc: 1T,
3T, 5T và 2T, 4T, 6T.
- Bin áp ng lc 2BA có chc nng phi hp in áp gia li in và
ng c in, ng thi hn ch dòng in ngn mch và hn ch tc 
tng dòng anot  bo v các thyristor.
- Cun kháng cân bng CKCB1 và CKCB2 hn ch dòng cân bng.
- Tr s
tc  và chiu quay ca ng c ph thuc vào in áp ra ca b
bin i . Tr s này ph thuc vào góc m  ca các thyristor 31

0
cho hai nhóm van, in áp
ra ca hai b bin i bng không, ng c dng quay.
Nu ch  làm vic ca lò sai lch khi ch  ã t (nh I
hq
tng do
hin tng ngn mch làm vic, U
hq
tng do cha mi c h quang hoc
ngn la h quang b t) thì tng i s trên hai chit áp VR
2
và VR
3
ln
hn in áp ngng ca vùng không nhy, in áp ra ca KN khác không,
cc tính in áp ra ca KN s quyt nh tr s góc ca   cho b bin i
Hình 3.5 S  nguyên lý h truyn ng dch chuyn in cc dùng h T - 

32
phát ra in áp có cc tính  ng c
quay theo chiu nâng hoc h in cc.
- Khi in áp h quang (U
hq
) tng, cc
tính ca iên áp ra ca khâu KN s làm
cho b bin i phát ra in áp  ng
c quay theo chiu h in cc.
- Khi dòng in h quang tng, cc tính
ra ca khâu KN i cc tính, kt qu
ng c quay theo chiu nâng in cc i

Về kết cấ
u, lò h quang chân không thng bao gm các b phn chính:
- Khuôn kt tinh  dng ng ng (tròn, ôvan hay ch nht) có v làm mát
bng nc. Thng lp ngoài bng vt liu không t tính có t cun dây 
tp trung h quang dc trc ng và khuy trn kim loi trong b lng.
- C cu treo và dch in cc. H treo có th là mm (ti, xích) hay cng
(vít, bánh rng) và tc
 dch cc 20 ÷ 300mm/ph.
- Bung làm vic có ng np liu hay phu.
V
cực
V
max
-V
max
a
1
a
2
b
hạ
∆I
hq
(%)
c
nâng
V
cực
V
max


Hình 3.7 Lò h quang chân không
Hình 3.7a là lò có in cc tiêu tn gm: 1.thi kim loi nu luyn;
2.bung chân không có khuôn; 3. in cc tiêu tn; 4.c c
u dch cc; 5.thi
kim loi; 6.v kín; 7.ca quan sát ;8.thit b hàn in cc.
Hình 3.7b là lò có in cc không tiêu tn gm: 1.ni có làm mát bng
nc; 2. phiu liu bt kim loi; 3. in cc ng có nc làm mát; 4. u
vonfram ca in cc; 5. ca quan sát

Hình 3.8 S  mch lc lò h quang chân không

35
S  s dng các chnh lu n 200A gm nhiu iôt mc song song. Do
thi gian rót kim loi lng và chun b cho m tip theo là bng hoc ln
hn thi gian nu nên thng mt mch lc cp in cho 2 lò làm vic luân
phiên.
Cun s cp máy BAL iu chnh c in áp di ti và c cp in
t
li qua cu dao cách ly CDCL và máy ct du. Hai b chnh lu cp
in t 2 cun th cp 3 pha qua cun kháng bão hoà KBH có các cun làm
vic LV xoay chiu và iu khin mt chiu t b iu khin BK. S 
chnh lu là hình tia cp cho lò qua cun kháng san bng K Các cun th
cp 3 pha có im ni chung ngc cc tính  gim h s 
p mch sau khi
chnh lu
Hệ tự động lò hồ quang chân không cần đảm bảo các thao tác sau:
- châm la h quang không to ngn mch.


36
Phân loi plasmatron theo nguyên lý bin i in nng thành nhiêt nng
có: plasmatron h quang, plasmatron cm ng và in t. Theo loi dòng
in có plasmatron dòng mt chiu, xoay chiu tn s công nghip và cao
tn. Trong Plasmatron h quang loi tác dng trc tip c dùng ph bin.
Plasmatron h quang (hình 3.9) gm in cc 1 có dng thanh, bình 2 làm
mát t ng trc vi in cc. Trong plasmatron 1 chiu thì in cc
thng là catôt, c ni vi cc (-) ca ngun cp ca ngun cp 4. Catôt
làm bng kim loi chi nhit có thêm cht phát x nh oxyt thori, ittri v.v.
Bình làm mát bo v catot khi kim loi bn toé vào và to hng chuyn
ng cho khí.
H quang 3 cháy gia catot và
bình 2.  nâng cao mt  nng
lng, ta làm lnh cng bc ng
thi nén ct h quang bng khí,
in trng hoc t tr
ng. Khí
to plasma ã nén c thi dc
in cc ra qua l nh di bình
2.lung khí s thi H quang
xung di và trong iu kin l
ra nh s tng mt  dòng in và
nhit  plasma. Sau khi ra khi
bình vi tc  ln, khí nén giãn
n to thành dòng plasma chói
sáng.
Ngun cp cho lò có th là các
b bin i chnh l
u không iu

bng K, iôt ni song song VD, h thng i
u khin pha xung XP, khâu
phn hi dòng và áp h quang FH, khi dao ng mi M cp t ngun chnh
lu ph CL. Cun th cp bin áp BA có th chuyn i ni sao hay tam
giác  thay i in áp ra.
Dòng h quang 200 ÷ 30
c và  m bo to h quang plasma ban u. Tng tip dòng h quang
nh thay i 
u góc m  ca thyristor. S tng u dòng h quang s
tránh c hin tng to ra h quang kép. Khâu phn hi FH  to dng
dc ng ca c tính ngoài . Các tín hiu vào khâu FH t l vi dòng in
và in áp h quang.
Sau khi mi xong h
hâu phn hi FH thc hin n nh h quang.
Bo v
 trong các s  plasma có: bo v ng
o v khi các ch  làm vic sai lch khác nh áp sut nc làm mát b
gim, áp sut khí b gim, to ra h quang kép…