專利名稱：一種用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
—種用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及一種自動化控溫運行系統(tǒng)，具體地，涉及一種用于石墨純化的自 動化控溫運行系統(tǒng)。
背景技術：
[0002]現(xiàn)有石墨純化行業(yè)中，溫度石墨純化領域通常是電加熱艾奇遜爐，使爐溫升高至 3000 C左右時，即可達到物理提純的目的。若想進一步提聞石墨純度，可向爐內(nèi)通入純化氣 體，已達到更好的提純效果。在升溫過程中，需要投入大量的人力監(jiān)控，并且升溫速率不穩(wěn) 定，對產(chǎn)品質(zhì)量有較大影響。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型的目的是提供一種用于石墨純化爐的控溫運行系統(tǒng)，采用全自動溫度 監(jiān)控手段，自動運行，自動調(diào)節(jié)輸入電壓，精確控溫，高效方便，安全可靠。[0004]為了達到上述目的，本實用新型提供了一種用于石墨純化的自動化控溫運行系 統(tǒng)，通過可編程邏輯控制器(PLC)進行控制，其中，該自動化控溫運行系統(tǒng)包含爐體、變壓 器、飽和電抗器以及用于傳回爐體內(nèi)溫度參數(shù)的溫度傳感器。[0005]所述的變壓器與爐體連接，為該爐體提供加熱電壓源。[0006]所述的飽和電抗器設置在所述的變壓器上，用于微調(diào)電壓，飽和電抗器是一種無 功補償裝置，由一個多相的諧波補償自飽和電抗器與一個可投切電容器并聯(lián)組成。飽和電 抗器對無功功率實施控制，而電容器提供超前功率因數(shù)的偏置，具有內(nèi)在的電壓控制能力， 它直接響應端電壓的變化而無需采用晶閘管開關或外部控制來調(diào)節(jié)電壓。[0007]所述的溫度傳感器將爐體內(nèi)溫度參數(shù)輸入所述的可編程邏輯控制器，然后由該可 編程邏輯控制器輸出信號控制變壓器與飽和電抗器，對爐體的加熱電壓進行調(diào)節(jié)，從而控 制爐體的升溫方式。[0008]上述的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，其中，所述的溫度傳感器包含爐頭 傳感器、爐芯傳感器以及爐尾傳感器，分別設置在爐體內(nèi)的前、中、后部。[0009]上述的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，其中，所述的自動化控溫運行系統(tǒng) 還包含設置在爐體外側作為導體的鋁排。[0010]上述的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，其中，所述的鋁排一端連接爐體，另一端連接變壓器。[0011]本實用新型提供的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:[0012]該系統(tǒng)為標準化自動化系統(tǒng)，操作簡單，僅需要一名操作人員簡單培訓即可掌握。[0013]精確度高，能夠保證升溫速率的穩(wěn)定，極大的保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。


[0014]圖1為本實用新型的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
[0015]
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步地說明。[0016]如圖1所示，本實用新型提供的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，通過可編 程邏輯控制器(PLC)I進行控制，其中，該自動化控溫運行系統(tǒng)包含爐體2、變壓器3、飽和電 抗器4以及用于傳回爐體2內(nèi)溫度參數(shù)的溫度傳感器5。本實用新型采用的爐體2為艾奇 遜爐。[0017]變壓器3與爐體2連接，為該爐體2提供加熱電壓源。[0018]飽和電抗器4設置在變壓器3上，用于微調(diào)電壓，飽和電抗器4是一種無功補償裝 置，由一個多相的諧波補償自飽和電抗器與一個可投切電容器并聯(lián)組成。飽和電抗器4對 無功功率實施控制，而電容器提供超前功率因數(shù)的偏置，具有內(nèi)在的電壓控制能力，它直接 響應端電壓的變化而無需采用晶閘管開關或外部控制來調(diào)節(jié)電壓。[0019]溫度傳感器5包含爐頭傳感器51、爐芯傳感器52以及爐尾傳感器53，分別設置在 爐體2內(nèi)的前、中、后部。[0020]溫度傳感器5將爐體I內(nèi)溫度參數(shù)輸入PLC，然后由該PLC輸出信號控制變壓器3 與飽和電抗器4，對爐體2的加熱電壓進行調(diào)節(jié)，從而控制爐體2的升溫方式。[0021]本實用新型采用帶有PC站7的西門子PLC系統(tǒng)。[0022]自動化控溫運行系統(tǒng)還包含設置在爐體2外側作為導體的鋁排7。鋁排7—端連 接爐體2，另一端連接變壓器3。[0023]本實用新型提供的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，在應用時，首先將現(xiàn)場 溫度傳感器5信號通過分布I/O站接入西門子PLCl，經(jīng)過信號處理之后，得到爐體2各部位 的實際溫度。[0024]根據(jù)工藝要求，如變壓器3額定功率升溫或者爐芯、爐邊按固定升溫速率，通過調(diào) 節(jié)變壓器3和飽和電抗器4，來滿足要求。[0025]額定功率升溫過程為:在工藝的某一階段，使用額定功率升溫，即保持變壓器3恒 定功率，對艾奇遜爐的爐體2經(jīng)行加熱。在這一過程中，由于電網(wǎng)的波動，電壓會發(fā)生波動， 此時飽和電抗器4根據(jù)電壓的波動，自動進行調(diào)節(jié)，穩(wěn)定功率。[0026]爐芯、爐邊按固定升溫速率升溫的過程為:在工藝的某一階段，使用固定升溫速 率，如每小時爐芯上升5度。根據(jù)爐芯傳感器52信號，獲得爐芯溫度，獲取周期為500ms，之 后進行濾波和求平均值，計算出每分鐘的升溫速率。與設定的5度/小時進行比較，自動調(diào) 節(jié)飽和電抗器4，保證升溫速率。[0027]由于溫度傳感器5的精度為0.01攝氏度，當設定值在5度每小時，那么每分鐘為0.083度，因此通常每5分鐘計算一次升溫速率，其他數(shù)值作為一種參考值，判斷溫度信號 的干擾。[0028]目前共有7種不同控溫方式，并且可以在滿足某一條件的情況下，自動切換。[0029]其中，控溫方式包括:[0030]1.爐芯以固定速率升溫；[0031]2.爐邊以固定速率升溫；[0032]3.以固定功率升溫；[0033]4.保溫；[0034]5.升功率；[0035]6.降功率；[0036]7.恒功率。[0037]轉換條件如下:[0038]1.爐芯溫度到達某一值；[0039]2.爐邊溫度到達某一值；[0040]3.功率到達某一值；[0041]4.爐芯-爐邊溫差到達某一值；[0042]5.電流達到某一值；[0043]6.時間達到某一值。[0044]這些控溫方式可以循環(huán)多次使用，因此可以實現(xiàn)在設定好升溫方式后，自動完成O 到3000度的升溫過程。[0045]飽和電抗器4工作原理如下:[0046]采用三相橋整流模塊和IGBT-PWM脈寬調(diào)制方式，調(diào)節(jié)飽和電抗器控制繞組和偏 移繞組電流，完成對飽和電抗器壓降進行調(diào)節(jié)，即調(diào)整整流變壓器閥側輸出電壓值，達到穩(wěn) 定輸出電流的目的。飽和電抗器4的調(diào)節(jié)范圍為變壓器4個檔位之間，即可以在變壓器檔 位不變的情況下，在4個檔位之間進行細微調(diào)節(jié)，精度為2V。[0047]本實用新型提供的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，采用全自動溫度監(jiān)控手 段，自動調(diào)節(jié)輸入電壓，精確控溫，操作簡單，高效方便，安全可靠。[0048]盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上 述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于 本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附 的權利要求來限定。
權利要求1.一種用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，通過可編程邏輯控制器(I)進行控制， 其特征在于，該自動化控溫運行系統(tǒng)包含爐體(2)、變壓器(3)、飽和電抗器(4)以及用于傳 回爐體(2)內(nèi)溫度參數(shù)的溫度傳感器(5)；所述的變壓器(3)與爐體(2)連接，為該爐體(2)提供加熱電壓；所述的飽和電抗器(4)設置在所述的變壓器(3)上；所述的溫度傳感器(5 )將爐體(2 )內(nèi)溫度參數(shù)輸入所述的可編程邏輯控制器(I)，然后 由該可編程邏輯控制器(I)輸出信號控制變壓器(3 )與飽和電抗器(4 )。
2.如權利要求1所述的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，其特征在于，所述的溫 度傳感器(5)包含爐頭傳感器(51)、爐芯傳感器(52)以及爐尾傳感器(53)，分別設置在爐 體(2)內(nèi)的前、中、后部。
3.如權利要求1所述的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，其特征在于，所述的自 動化控溫運行系統(tǒng)還包含設置在爐體(2)外側作為導體的鋁排(6)。
4.如權利要求3所述的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，其特征在于，所述的鋁 排(6 ) —端連接爐體(2 )，另一端連接變壓器(3 )。
專利摘要本實用新型公開了一種用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，通過可編程邏輯控制器進行控制，該自動化控溫運行系統(tǒng)包含爐體、變壓器、飽和電抗器以及用于傳回爐體內(nèi)溫度參數(shù)的溫度傳感器；變壓器與爐體連接，為該爐體提供加熱電壓源；飽和電抗器設置在所述的變壓器上；溫度傳感器將爐體內(nèi)溫度參數(shù)輸入所述的可編程邏輯控制器，然后由該可編程邏輯控制器輸出信號控制變壓器與飽和電抗器本實用新型提供的用于石墨純化的自動化控溫運行系統(tǒng)，自動運行，操作簡單，精確度高，安全可靠。
文檔編號C01B31/04GK202968127SQ20122066466
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權日2012年12月6日
發(fā)明者李德偉, 劉順國, 徐海謙, 陳裕發(fā), 黃王英 申請人:中鋼集團新型材料(浙江)有限公司