專(zhuān)利名稱：礦熱爐電極自動(dòng)控制系統(tǒng)電極間歇式升降的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電極間歇式升降的方法，尤其是一種礦熱爐電極間歇式升降的方法。
背景技術(shù)：
礦熱爐，屬電弧爐系列的一種，冶煉的產(chǎn)品是硅鐵類(lèi)、硅錳合金、鐵合金、黃磷、電石 、剛玉等，它冶煉的核心理論是通過(guò)電離空氣形成定向高溫離子流-電弧，將電能轉(zhuǎn)換成 熱能，為還原反應(yīng)提供足夠高的溫度場(chǎng)。
電弧的狀態(tài)取決于電極端頭和放電體的距離、放電體的導(dǎo)電性、電壓以及電極周?chē)臏?度和爐料介質(zhì)的電阻特性。在冶煉過(guò)程中，隨著爐底熔池液面(或渣面)的不斷升高，爐料 經(jīng)常性下榻，電極端頭因燒損而上移以及熔池導(dǎo)電性的變化，需要適時(shí)調(diào)整電極的實(shí)際位置 ，以保持爐內(nèi)電弧功率始終能夠處于最佳狀態(tài)，同時(shí)還要能夠保持三相(六相)電極電弧的 弧長(zhǎng)基本相同，以維持三相(六相)電極釋放相同的電弧功率，保持相同大小的還原反應(yīng)區(qū) 域，同時(shí)使供電系統(tǒng)能夠達(dá)到的較高的電效率，達(dá)此目的的關(guān)鍵之一就是電極升降自動(dòng)控制 系統(tǒng)要能夠?qū)﹄姌O端頭的位置進(jìn)行精確測(cè)量判斷，然后，才能依據(jù)電極端頭位置的高低，進(jìn) 而適時(shí)調(diào)整電極位置，維持電弧功率的主回路系統(tǒng)的雙高效。
在礦熱爐冶煉過(guò)程中，通常是依靠人工觀察電流表或電壓表的值大小，來(lái)手動(dòng)控制電極 的升降當(dāng)電流或電壓大于規(guī)定值時(shí)，提升電極，當(dāng)電流或電壓小于規(guī)定值時(shí)，下降電極。 個(gè)別采用PLC控制的方法也是基于和人工控制相同的方法，其主要缺點(diǎn)是人工操作的隨意性 大、不精確，經(jīng)常出現(xiàn)電極單次升降距離過(guò)大，引起電極的偏斜或震蕩，從而出現(xiàn)冶煉過(guò)程 波動(dòng)過(guò)大而導(dǎo)致電極折斷的生產(chǎn)事故。到目前為止，尚未見(jiàn)到有效的電極升降自動(dòng)控制方法 能夠避免電極折斷事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種電極自動(dòng)間歇式升降的方法，有效地 避免了人工升降電極時(shí)單次升降距離過(guò)大而引起的電極偏斜或震蕩。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 一種礦熱爐電極自動(dòng)控制系統(tǒng)電極間歇式 升降的方法，根據(jù)爐料狀況和冶煉過(guò)程，確定電極單次升降位移的允許值和暫停時(shí)間，當(dāng)電 極升降位移的絕對(duì)值大于或等于允許值時(shí)，電極暫停升降， 一段時(shí)間后再繼續(xù)升降，如此反 復(fù)，直到電極升降到符合冶煉要求值的范圍內(nèi)。本發(fā)明具體的計(jì)算方法如下
設(shè)A、 B、 C三相電極的位移量分別為HHA、 HHB、 HHC，單次運(yùn)行允許值為T(mén)HT，暫停時(shí)間為 JT， A、 B、 C三相電極的電流值為分別lA、 Ib、 Ic，三相電極的冶煉設(shè)定值為Ii，死區(qū)電流 值為工2，
當(dāng)電極升降時(shí)，測(cè)量HHA、 HHB、 HHC的值，并判斷是否滿足下列條件
a、 當(dāng)| HHA I》THT時(shí)，A相電極暫停JT后，繼續(xù)升降運(yùn)行，直到滿足(Ii-12)《Ia《 (工l+工2)為止；
b、 當(dāng)| HHB I》THT時(shí)，B相電極暫停JT后，繼續(xù)升降運(yùn)行，直到滿足(Ii-12)《Ib《 (工l+工2)為止；
c、 當(dāng)| HHC I》THT時(shí)，C相電極暫停JT后，繼續(xù)升降運(yùn)行，直到滿足(Ii-12)《Ic《 (工l+工2)為止。
本發(fā)明的積極效果是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)電極每次升降的距離進(jìn)行計(jì)算，分多次升降，消除 了實(shí)際電流和設(shè)定電流值的差值，避免了電極一次升降距離過(guò)大而引起的電極偏斜或震蕩， 從而達(dá)到提高電、熱效率，降低冶煉電耗，提高產(chǎn)量的目的。


本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明。 圖l是本發(fā)明控制電路方框示意圖。
圖中GK-隔離開(kāi)關(guān)，ZK-真空開(kāi)關(guān)，B-變壓器，L-電流互感器，M-電動(dòng)機(jī)，LCD-顯示屏 ，J-繼電器。
具體實(shí)施例方式
本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征 和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述， 均可被其他等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。S卩，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一 系列等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)例子而已。
圖l是本發(fā)明的控制電路方框示意圖，電網(wǎng)110KV(35KV)三相交流電經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)GK、真空 開(kāi)關(guān)ZK接入礦熱爐變壓器B初級(jí)，經(jīng)變換后在變壓器B的次級(jí)輸出80V到500V的三相交流電， 通過(guò)由大截面銅管或銅板、軟銅電纜組成的大截面短網(wǎng)、導(dǎo)電裝置和石墨電極相接，進(jìn)入爐 內(nèi)，提供電功率。在變壓器B的初級(jí)或次級(jí)裝有電流互感器L，輸出0-5安培的交流電流信號(hào)，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換 器變換為0-5V (或0-10V)的直流電壓模擬信號(hào)，提供給A/D采樣板；另一路三相交流電壓信 號(hào)直接取自變壓器B次級(jí)出線排上，是0-500V交流電壓信號(hào)，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器變換為0-5V或 0-10V直流電壓模擬信號(hào)，提供給A/D采樣板；A/D采樣板將上述六路直流電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換 為六路數(shù)字信號(hào)供計(jì)算機(jī)運(yùn)算；同時(shí)，十四路或二十路手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)信號(hào)、十二路限位控制 開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)I/0輸入/瑜出板接入計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，輸出信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)或液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)電極升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電極上 、下運(yùn)動(dòng)，從而改變爐內(nèi)電功率的大小；控制信號(hào)的設(shè)定值通過(guò)鍵盤(pán)輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是根據(jù)爐料狀況和冶煉過(guò)程，確定電極單次升降位移的允許值和暫 停時(shí)間，當(dāng)電極升降位移的絕對(duì)值大于或等于允許值時(shí)，電極暫停升降， 一段時(shí)間后再繼續(xù) 升降，如此反復(fù)，直到電極升降到符合冶煉要求值的范圍內(nèi)。
本發(fā)明具體的計(jì)算方法如下
設(shè)A、 B、 C三相電極的位移量分別為HHA、 HHB、 HHC，單次運(yùn)行允許值為T(mén)HT，暫停時(shí)間為 JT， A、 B、 C三相電極的電流值為分別lA、 Ib、 Ic，三相電極的冶煉設(shè)定值為Ii，死區(qū)電流 值為工2，
當(dāng)電極升降時(shí)，測(cè)量HHA、 HHB、 HHC的值，并判斷是否滿足下列條件
a、 當(dāng)| HHA I》THT時(shí)，A相電極暫停JT后，繼續(xù)升降運(yùn)行，直到滿足(Ii-12)《Ia《 (工l+工2)為止；
b、 當(dāng)| HHB I》THT時(shí)，B相電極暫停JT后，繼續(xù)升降運(yùn)行，直到滿足(Ii-12)《Ib《 (工l+工2)為止；
c、 當(dāng)| HHC I》THT時(shí)，C相電極暫停JT后，繼續(xù)升降運(yùn)行，直到滿足(Ii-12)《Ic《 (工l+工2)為止。
本發(fā)明應(yīng)用于黃磷爐中時(shí)，變壓器功率20000KVA、 一次側(cè)電壓110KV、 二次側(cè)電流 13800A、電流互感器變化20000/5、電極直徑600毫米；系統(tǒng)采樣信號(hào)二次側(cè)六相電流(取 自電流互感器)、二次側(cè)電壓信號(hào)(直接從變壓器出線排上取得)、二次側(cè)對(duì)地相電壓250V 、THT = 80 (mm) 、 z]T = IOS、 If 18000A 、 I2=1260A。
本發(fā)明應(yīng)用于電石爐中時(shí)，變壓器功率20000KVA、 一次側(cè)電壓110KV、 二次側(cè)電流 13800A、電流互感器變化20000/5、電極直徑600毫米；系統(tǒng)采樣信號(hào)二次側(cè)六相電流(取 自電流互感器)、二次側(cè)電壓信號(hào)(直接從變壓器出線排上取得)、二次側(cè)對(duì)地相電壓250V 、THT = 80 (mm) 、 z]T = IOS、 If 18000A 、 I2=1260A。本發(fā)明應(yīng)用于鐵合金爐中時(shí)，變壓器功率20000KVA、 一次側(cè)電壓110KV、 二次側(cè)電流 13800A、電流互感器變化20000/5、電極直徑600毫米；系統(tǒng)采樣信號(hào)二次側(cè)六相電流(取 自電流互感器)、二次側(cè)電壓信號(hào)(直接從變壓器出線排上取得)、二次側(cè)對(duì)地相電壓250V 、THT = 80 (mm) 、 z]T = IOS、 If 18000A 、 I2=1260A。
本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征 或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種礦熱爐電極自動(dòng)控制系統(tǒng)電極間歇式升降的方法，其特征是根據(jù)爐料狀況和冶煉過(guò)程，確定電極單次升降位移的允許值和暫停時(shí)間，當(dāng)電極升降位移的絕對(duì)值大于或等于允許值時(shí)，電極暫停升降，一段時(shí)間后再繼續(xù)升降，直到電極升降到符合冶煉要求值的范圍內(nèi)設(shè)A、B、C三相電極的位移量分別為HHA、HHB、HHC，單次運(yùn)行允許值為T(mén)HT，暫停時(shí)間為ΔT，A、B、C三相電極的電流值為分別IA、IB、IC，三相電極的冶煉設(shè)定值為I1，死區(qū)電流值為I2，當(dāng)電極升降時(shí)，測(cè)量HHA、HHB、HHC的值，并判斷是否滿足下列條件a、當(dāng)|HHA|≥THT時(shí)，A相電極暫停ΔT后，繼續(xù)升降運(yùn)行，直到滿足(I1-I2)≤IA≤(I1+I2)為止；b、當(dāng)|HHB|≥THT時(shí)，B相電極暫停ΔT后，繼續(xù)升降運(yùn)行，直到滿足(I1-I2)≤IB≤(I1+I2)為止；c、當(dāng)|HHC|≥THT時(shí)，C相電極暫停ΔT后，繼續(xù)升降運(yùn)行，直到滿足(I1-I2)≤IC≤(I1+I2)為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的礦熱爐電極自動(dòng)控制系統(tǒng)電極間歇式升降的 方法，其特征在于所述礦熱爐為黃磷爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的礦熱爐電極自動(dòng)控制系統(tǒng)電極間歇式升降的 方法，其特征在于所述礦熱爐為電石爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的礦熱爐電極自動(dòng)控制系統(tǒng)電極間歇式升降的方法，其特征在于所述礦熱爐為鐵合金爐。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種礦熱爐電極自動(dòng)控制系統(tǒng)電極間歇式升降的方法，根據(jù)爐料狀況和冶煉過(guò)程，確定電極單次升降位移的允許值和暫停時(shí)間，當(dāng)電極升降位移的絕對(duì)值大于或等于允許值時(shí)，電極暫停升降，一段時(shí)間后再繼續(xù)升降，如此反復(fù)，直到電極升降到符合冶煉要求值的范圍內(nèi)；本發(fā)明的積極效果是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)電極每次升降的距離進(jìn)行計(jì)算，分多次升降，消除了實(shí)際電流和設(shè)定電流值的差值，避免了電極一次升降距離過(guò)大而引起的電極偏斜或震蕩，從而達(dá)到提高電、熱效率，降低冶煉電耗，提高產(chǎn)量的目的。
文檔編號(hào)H05B7/144GK101527980SQ20091030166
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者崔存生 申請(qǐng)人:成都高威節(jié)能科技有限公司