電渣爐自耗電極插入深度及熔速的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電渣爐自耗電極插入深度及熔速的閉環(huán)擺動(dòng)控制方法，用于冶金領(lǐng)域電氣控制行業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前電渣爐控制精度低，電渣爐的自耗電極插入熔池的深度不能有效控制，自耗電極的熔速的高低與自耗電極的插入深度一般是通過人為經(jīng)驗(yàn)控制，這樣的控制方法往往造成電渣爐所生產(chǎn)的電渣錠的質(zhì)量一致性較差。同時(shí)由于自耗電極的插入深度不能科學(xué)控制，造成冶煉過程中電耗能源的巨大浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種電渣爐自耗電極插入深度及自耗電極熔速的控制方法，使自耗電極在熔煉過程中始終保持理想的插入深度，并保持理想的熔速，以降低冶煉能耗，提高電澄錠的冶金質(zhì)量。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種電渣爐自耗電極插入深度及熔速的控制方法，將安裝在電渣爐支臂上的絕對(duì)值編碼器采集到的自耗電極的位移信號(hào)輸入PLC中，經(jīng)過計(jì)算公式記算出自耗電極消耗的重量及單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際溶化率，將實(shí)際熔化率作為自耗電極熔速的外環(huán)控制數(shù)據(jù)與設(shè)定的自耗電極設(shè)定熔速進(jìn)行比較，形成輸出電流控制信號(hào)，將輸出電流控制信號(hào)作為自耗電極熔速控制的內(nèi)環(huán)控制數(shù)據(jù)輸送給熔煉變壓器，變壓器根據(jù)輸出電流控制自耗電極上輸出功率，從而控制自耗電極的熔速；電極的插入深度由電壓板擺動(dòng)進(jìn)行控制。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所用裝置包括安裝自耗電極并控制自耗電極插入電渣爐熔池深度的支臂、安裝在支臂上的采集自耗電極位移信號(hào)的高精度絕對(duì)值編碼器以及PLC、電路板、電流變送器、勵(lì)磁柜、變壓器，PLC用于根據(jù)絕對(duì)值編碼器采集到的自耗電極的位移信號(hào)計(jì)算自耗電極的消耗重量及單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際溶化率，并將實(shí)際溶化率與設(shè)定在PLC的自耗電極設(shè)定熔速進(jìn)行比較形成輸出電流控制信號(hào)送給電路板，同時(shí)變壓器施加在自耗電極上的輸出電流作為電流反饋信號(hào)也輸送給電路板，電路板對(duì)輸出電流控制信號(hào)和電流反饋信號(hào)進(jìn)行邏輯比較后，將比較信號(hào)送入電流隔離變送器，再經(jīng)勵(lì)磁柜控制變壓器的電流輸出。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:電渣爐支臂上控制自耗電極插入深度的直流電機(jī)，直流電機(jī)與控制直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的直流調(diào)速裝置雙向互聯(lián)，直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度通過編碼器反饋給直流調(diào)速裝置，直流調(diào)速裝置接受電路板中的邏輯控制器和PLC傳來的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的控制，所述電路板邏輯控制器中設(shè)定有控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的電壓擺幅和爐口參考電壓，電路板的邏輯控制器通過對(duì)施加在自耗電極上的爐口電壓與電壓擺幅和爐口參考電壓進(jìn)行比較形成對(duì)直流電機(jī)升降的控制信號(hào)，再經(jīng)PLC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸送給直流調(diào)速裝置控制直流電機(jī)的升降，進(jìn)而控制自耗電極的插入深度。
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述計(jì)算公式為
[0009]R = I/ [ (1/S2/ P 2-1/S1/P I) X 16] X L
[0010]式中，R為實(shí)際熔速，S2為結(jié)晶器截面積，P 2為冶煉鋼錠密度，SI為冶煉用鋼坯截面積，P I為冶煉用鋼坯密度，L為單位時(shí)間內(nèi)絕對(duì)值編碼器的相對(duì)位移。
[0011]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是:
[0012]本發(fā)明的電渣爐自耗電極插入深度及自耗電極熔速的控制方法，使自耗電極在熔煉過程中始終保持理想的插入深度，并保持理想的熔速，可以降低冶煉能耗，提高電渣錠的冶金質(zhì)量。本發(fā)明利用高精度絕對(duì)值編碼器采集信號(hào)，通過絕對(duì)值編碼器獲取的自耗電極位移、再經(jīng)過PLC中的高精度的計(jì)算公式記算成自耗電極單位時(shí)間內(nèi)所消耗的重量，將單位時(shí)間內(nèi)自耗電極的重量變化作為自耗電極熔速的外環(huán)控制信號(hào)，同PLC中設(shè)的定熔速進(jìn)行對(duì)比形成施加在自耗電極的輸出電流控制信號(hào)，將電流控制信號(hào)作為熔速控制的內(nèi)環(huán)控制信息，通過內(nèi)環(huán)和外環(huán)的控制有效地控制了自耗電極的熔化速度，同時(shí)本發(fā)明利用電壓擺動(dòng)控制技術(shù)控制自耗電極插入熔池的深度，從而提高電渣錠質(zhì)量穩(wěn)定性。
[0013]本發(fā)明利用編碼器開發(fā)了熔速閉環(huán)全自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了采用編碼器作為反饋信號(hào)的全自動(dòng)雙閉環(huán)控制，改變了原來靠經(jīng)驗(yàn)控制熔速的開環(huán)控制系統(tǒng)，熔速控制精確度小時(shí)誤差數(shù)提高50%，瞬時(shí)誤差精確度達(dá)到±10% (原來50% )。
[0014]本發(fā)明采用電路與PLC相結(jié)合的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了擺動(dòng)控制技術(shù)控制自耗電極插入深度，使自耗電極的插入深度的精度控制在7-10mm，從而降低電耗為30Kw.h/t。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的熔速閉環(huán)控制原理框圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的電壓擺動(dòng)控制自耗電極插入熔池深度控制原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種電渣爐自耗電極插入深度及熔速的控制方法，是將安裝在電渣爐支臂上的采集自耗電極位移信號(hào)的高精度絕對(duì)值編碼器采集到的自耗電極的位移信號(hào)輸入PLC中經(jīng)過高精度的計(jì)算公式記算出自耗電極消耗的重量及單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際溶化率，將實(shí)際溶化率作為自耗電極熔速的外環(huán)控制數(shù)據(jù)與設(shè)定的自耗電極設(shè)定熔速進(jìn)行比較，形成輸出電流控制信號(hào)，將輸出電流控制信號(hào)作為自耗電極熔速控制的內(nèi)環(huán)控制數(shù)據(jù)輸送給電渣爐的變壓器，變壓器根據(jù)輸出電流控制信號(hào)控制施加到自耗電極上輸出電流，從而通過內(nèi)環(huán)與外環(huán)的控制自耗電極的熔化速度和插入深度。所述PLC中的計(jì)算公式為R= I/[(1/S2/P 2-1/SI/P I) X 16] XL ;式中，R為實(shí)際熔速，S2為結(jié)晶器截面積，P 2為冶煉鋼錠密度，SI為冶煉用鋼坯截面積，P I為冶煉用鋼坯密度，L為單位時(shí)間內(nèi)絕對(duì)值編碼器的相對(duì)位移。鋼坯在結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行重熔過程中，隨著鋼坯的熔化，在結(jié)晶器內(nèi)形成電渣錠，隨著結(jié)晶器高度的變化結(jié)晶器的截面積變化，同時(shí)隨著鋼坯的熔化高度的變化鋼坯的截面積變化，結(jié)晶器截面積與密度的乘積的倒數(shù)減去鋼坯截面積與密度的乘積的倒數(shù)既是鋼坯單位截面積的重量，鋼坯單位重量乘以鋼坯單位時(shí)間的位移即單位時(shí)間的熔速，此熔速作為熔速閉環(huán)控制的反饋恪速。
[0018]本發(fā)明所用裝置包括安裝自耗電極并控制自耗電極插入電渣爐熔池深度的支臂、安裝在支臂上的采集自耗電極位移信號(hào)的高精度絕對(duì)值編碼器，還包括PLC、電路板、電流變送器、勵(lì)磁柜、變壓器，PLC用于根據(jù)絕對(duì)值編碼器采集到的自耗電極的位移信號(hào)計(jì)算自耗電極的消耗重量及單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際溶化率，并將實(shí)際溶化率與設(shè)定在PLC的自耗電極設(shè)定熔速進(jìn)行比較形成輸出電流控制信號(hào)送給電路板，同時(shí)變壓器施加在自耗電極上的輸出電流作為電流反饋信號(hào)也輸送給電路板，電路板對(duì)輸出電流控制信號(hào)和電流反饋信號(hào)進(jìn)行邏輯比較后，將比較信號(hào)送入電流變送器，再經(jīng)勵(lì)磁柜控制變壓器的電流輸出。電流變送