本發(fā)明涉及的是自耗爐電渣爐工藝限位保護(hù)方法，特別涉及一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

真空自耗爐與電渣爐都隸屬特冶裝備，區(qū)別于傳統(tǒng)冶煉方式，它們對設(shè)備冶煉環(huán)境有著更高的要求。

其中真空自耗爐是利用電弧加熱原理在真空的密閉腔體中進(jìn)行冶煉的，而國內(nèi)廠家多采用低壓大電流的直流電源作為供電，具體工作原理可以參考直流焊機(jī)的工作過程，只不過自耗爐需要更穩(wěn)定更精確的熔煉控制，而不只是單單的融化過程。相對于通況在真空環(huán)境下電弧的控制是更為困難的，控制不精會導(dǎo)致母材的浪費，而作為二次冶煉設(shè)備它對母材也是有一定的要求，通常為電渣錠等，如果失誤造成的經(jīng)濟(jì)損失也是蠻重的；而再有不慎就會發(fā)生事故，當(dāng)電弧失控會導(dǎo)致結(jié)晶器擊穿甚至?xí)l(fā)生爆炸，所以這就要求設(shè)備公司在初始的設(shè)計階段考慮好每一個可能發(fā)生問題的環(huán)節(jié)。而自耗爐的電極通常采用柱狀錠子，通過焊接的方式連接到料桿上進(jìn)行熔煉，而與料桿間會用一段假電極來銜接料桿與電極作為維護(hù)保護(hù)結(jié)構(gòu)，用來防止真空自耗爐冶煉末期的熱封頂階段電弧對料桿與電極接觸面的損傷，而作為維護(hù)材料假電極是需要定期更換的，假電極也只是一個短期的緩沖結(jié)構(gòu)。為保護(hù)料桿提高設(shè)備的穩(wěn)定型與安全性通常設(shè)備廠家會在爐體上裝有相應(yīng)的限位開關(guān)用來防止熔煉末期的過度熔煉，而在實際的生產(chǎn)過程中，有許多的不確定因素，一旦限位開關(guān)發(fā)生故障無法傳遞出正確有效的信號，這時料桿的運動就是失去了相應(yīng)的約束，在熔煉初期料桿下降時導(dǎo)致料桿過度下降從而會使料桿發(fā)生彎曲，對設(shè)備造成損害。而在熔煉過程一旦失去了限位信號，很容易造成過熔煉的現(xiàn)象，輕則造成假電極過度消耗，重則會導(dǎo)致料桿損害，一旦電弧脫離了正常的軌跡，就容易發(fā)生爆炸等危險狀況；而在熔煉后期如果其他因素導(dǎo)致電弧的失控令假電極快速消耗，使假電極與料桿之間的保護(hù)結(jié)構(gòu)造成破壞，也就令限位保護(hù)系統(tǒng)失靈，同樣會發(fā)生過熔煉或者爆炸的可能。

區(qū)別于真空自耗爐電渣爐的主要原理是根據(jù)電阻加熱來進(jìn)行冶煉的，現(xiàn)階段較為普遍的是在惰性氣體的環(huán)境下進(jìn)行冶煉，這種電渣爐也被稱為保護(hù)氣氛電渣爐。相對自耗爐來說它主要用來前級冶煉或較低性能的特鋼冶煉，而其中的保護(hù)氣氛采用氬氣的較為普遍，電渣爐的料桿與電極的銜接方式與真空自耗爐的類似，都是采用料桿、假電極、電極三部分組成，同樣也存在著過熔的現(xiàn)象，而當(dāng)過熔損害腔體時，會導(dǎo)致其中的保護(hù)氣泄漏，氬氣的密度是大于空氣的，如果發(fā)生大量的泄漏會沉到地坑中，地坑中空氣流動性差，時間一長會導(dǎo)致氬氣的含量贈加，當(dāng)增加到一定的濃度時就會對人體產(chǎn)生危害，嚴(yán)重可危及生命，而氬氣是無色無味的也就不易被察覺，所以一旦發(fā)生泄漏后果是極為嚴(yán)重的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護(hù)方法，主要解決當(dāng)物理限位故障時，系統(tǒng)無法收到料桿位置的正確反饋，從而無法約束料桿的運動狀態(tài)，造成過度熔煉或者設(shè)備損害的技術(shù)問題。

本發(fā)明的思路是：自耗爐與電渣爐為了更好的控制熔煉過程，提高成品鋼材質(zhì)量，通常都配有稱重系統(tǒng)實時反饋熔煉的電極的重量。在自耗爐與電渣爐熔煉時，假設(shè)所有參數(shù)都處于理想狀態(tài)，則料桿是勻速直線運動，而此時稱重系統(tǒng)則可以近似測量出相應(yīng)的重量。在實際生產(chǎn)過程中，往往有許多變數(shù)，來自電網(wǎng)的波動、來自電極本身的材質(zhì)不均勻這都會導(dǎo)致電極運動狀態(tài)的改變，但是在整個熔煉過程中的速度也是相差不大的，較為先進(jìn)的爐子都具備熔速控制，更是大大穩(wěn)定料桿的運行速度，再比對熔煉時間與電極行程，得出料桿的運動速度，此時適當(dāng)?shù)姆糯蠓Q重系統(tǒng)的采樣間隔，就可以得到相對準(zhǔn)確的數(shù)值。本發(fā)明則充分利用了爐子的這一現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，對稱重系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，作為一種當(dāng)實際限位開關(guān)失效時的一種軟保護(hù)。

于此同時，傳統(tǒng)的爐子機(jī)械限位開關(guān)也無法真實的反應(yīng)電極的位置信息，當(dāng)電極與結(jié)晶器底部或渣池接觸時，此時就需要引入對應(yīng)的電流或電壓突變信號作為相應(yīng)的電極位置信息信號，而當(dāng)這個信號觸發(fā)時，對料桿提升的伺服系統(tǒng)進(jìn)行輸入修正，再根據(jù)輸入的余料高度對料桿的最大行程進(jìn)行修正，從而得到第二重軟保護(hù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護(hù)方法，其特征是包括以下步驟，第一步在電極與假電極焊接前對稱重系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)；第二步，采集電極和假電極數(shù)據(jù)，確定電極余頭長度，完成余重限位，通過熔煉時實時的稱重反饋，對料桿行程控制操作；第三步在熔煉時，當(dāng)電極發(fā)出位置反饋信號時，伺服開始累積行程，再根據(jù)余頭數(shù)據(jù)進(jìn)行配置，對最大行程進(jìn)行約束，完成伺服限位，通過行程時時累加反饋對料桿行程控制操作。

所述的第二步，在采集電極和假電極數(shù)據(jù)后，也可輸入伺服計算最大有效行程，伺服開始累積行程，完成伺服限位，通過行程時時累加反饋對料桿行程控制操作。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明為料桿運行增加軟限位，可以避免在硬件限位發(fā)生故障時，設(shè)備無法正確對料桿運動行程進(jìn)行調(diào)控，從而提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性與安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明控制框圖。

具體實施方式

實施例1，自耗爐與電渣爐配有稱重系統(tǒng)，其中稱重系統(tǒng)通常為3到4個稱重傳感器配置一個稱重加法箱通過總線的形式與plc相互通訊完成數(shù)據(jù)的實時反饋。參照圖1，一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護(hù)方法，包括以下步驟，首先，在電極與假電極焊接前對稱重系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。下一步，工藝人員輸入相應(yīng)的電極尺寸，包括半徑、高度、錐度；同時根據(jù)工藝需要，確定電極余頭長度。對于爐子來說不可能熔煉每一爐鋼錠都去尋找與成品相近的材料作為消耗電極，那樣成本與人工上也無形中增加不少，所以會在熔煉末期留有一定長度。而當(dāng)假電極與電極完成焊接后，稱重系統(tǒng)會根據(jù)系統(tǒng)變量確定焊接電極的重量，在根據(jù)現(xiàn)有尺寸得出相應(yīng)的體積，得到電極的密度，再根據(jù)現(xiàn)有的余頭設(shè)置得出余重數(shù)值，通過熔煉時實時稱重反饋，對料桿行程控制操作，從而實現(xiàn)第一重軟保護(hù)。

當(dāng)熔煉開始時，電極會慢慢下降最后與結(jié)晶器底部或渣池相接觸，而當(dāng)真正接觸時電流或電壓會產(chǎn)生一個畸變，這個具體畸變情況會根據(jù)爐型的不同有所區(qū)別，而這個電極位置信息信號會給到系統(tǒng)中，對電極的下降進(jìn)行限制。同時這個信號也作為伺服中行程計算的始點，再根據(jù)電極長度、錠子長度、渣池或弧長設(shè)定確定理論最大行程，而這個理論行程與初始輸入的余頭高度相結(jié)合，得出實際最大行程，伺服開始累積行程，再根據(jù)余頭數(shù)據(jù)進(jìn)行配置，對最大行程進(jìn)行約束，完成伺服限位，通過行程時時累加反饋對料桿行程控制操作，從而實現(xiàn)第二重軟保護(hù)。

實施例2，參照圖1，一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護(hù)方法，包括以下步驟，首先，在電極與假電極焊接前對稱重系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。下一步，工藝人員輸入相應(yīng)的電極尺寸，包括半徑、高度、錐度；同時根據(jù)工藝需要，確定電極余頭長度。再下一步，在采集余頭長度數(shù)據(jù)后，伺服計算最大有效行程，伺服開始累積行程，完成伺服限位，通過行程時時累加反饋對料桿行程控制操作。