[發明專利]埋弧電爐電極插深自動控制方法

有效

• 申請號: 200910079718.3
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101825400A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 吳豪泰;史更生;楊力
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明涉及埋弧電爐的電極插深控制工藝，尤其是涉及一種埋弧電爐 電極插深自動控制方法。

背景技術

電弧爐是利用電弧熱效應熔煉金屬和其他物料的電爐。按加熱方式可 分為三種類型：①間接加熱電弧爐。電弧在兩電極之間產生，不接觸物料， 靠熱輻射加熱物料。這種爐子噪聲大，效率低，漸被淘汰。②直接加熱電弧爐。 電弧在電極與物料之間產生，直接加熱物料；煉鋼三相電弧爐是最常用的 直接加熱電弧爐。③埋弧電爐，亦稱還原電爐或礦熱電爐。電極一端埋入 料層，在料層內形成電弧并利用料層自身的電阻發熱加熱物料。

其中，埋弧電爐常用于冶煉鐵合金，熔煉冰鎳、冰銅或者用于其貧化 工藝，以及生產電石(碳化鈣)等。其工作過程是通過電極通電加熱電爐 中的物料，物料熔化后，在電爐內分三層，最上面一層是加入的物料，第 二層是物料熔化后形成的料渣，第三層，即最下面一層是熔體(產品)， 電極插入的位置要保證與熔體接觸，因為熔體接觸電阻小，可以獲得較好 的加熱效果，但電極插入過深，又容易引起熔體溫度過高，浪費電能，甚 至損壞電爐；插入過淺，電極與熔體不接觸，電極與物料接觸電阻大，加 熱效果差，甚至，造成弧光，功率因數過低。由于電極埋在高溫物料中， 因此無法通過常規手段測量電極插入的深度。

生產實踐中通常通過觀察電流變化間接判斷電極插入的深度，再由人 工手動操作電極的移動，或采用傳統的PID閉環調節，追求恒功率的電極 插入的深度的精確控制。但是以上方法均不適于埋弧電爐多參數、大滯后 的生產特點，引起電極頻繁上下動作，而且超調嚴重，造成經常出現弧光、 斷電極、電壓和電流變化大、電流不平衡、功率因數變化大且偏低等問題， 由此給埋弧電爐的生產帶來生產過程不穩定，電能浪費大，對電網沖擊大， 電極單耗大，由于翻料或弧光而造成煙塵而使生產環境變得惡劣以及污染 環境等缺陷。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中的上述技術問題之一。

為此，本發明的目的是提供一種埋弧電爐電極插深自動控制方法，該 方法能夠有效提高埋弧電爐生產的穩定性，降低對電網的沖擊，減少電極 消耗，降低電耗，改善生產環境以及減輕對環境的污染。

為了實現上述目的，根據本發明的埋弧電爐電極插深自動控制方法， 包括以下步驟：

測量埋弧電爐的電極插深電阻值；

比較測量到的電阻值與預設的電阻值以得到電阻差值；

僅當所述電阻差值超過預設的電阻差值閾值且持續時間超過預設的持 續時間時，根據所述電阻差值控制電極升降。

本發明由于同時考慮電阻差值的大小及其持續時間的長短來控制電極 的升降，因此能有效避免電極上下動作頻繁和超調嚴重，進而有利于提高 埋弧電爐生產的穩定性，降低對電網的沖擊，減少電極消耗，降低電耗， 改善生產環境以及減輕對環境的污染。

本發明還包括以下附加技術特征：

測量電極供電的功率因數并且用功率因數修正測量到的電阻值。

當測量到的功率因數小于預設的功率因數閾值時發出報警。

測量電極插深電阻的變化；和

當測量到的電極插深電阻的變化大于預設的變化閾值時發出報警。

測量電極插深電阻的變化速度；和

當測量到的電極插深電阻的變化速度大于預設的電阻變化速度閾值時 發出報警。

測量埋弧電爐的爐壁溫度；和

當測量到的爐壁溫度超出預設的爐壁溫度閾值時發出報警。

測量電極移動位置；和

當測量到的電極位置超出預設的極限位置時發出報警。

本發明由于采用了以上附加技術特征，可帶來以下有益效果：

由于能夠及時獲取功率因數(并據此修正測量到的電阻值)、電阻的 變化情況以及變化速度、電極移動位置等參數，并在必要時發出報警，因 此可以幫助操作人員及時判斷埋弧電爐內出現的諸如塌料、斷極、弧光以 及返料等問題，提示操作人員根據埋弧電爐的工作狀況的變化及時采取相 應的處理措施，比如幫助操作人員判定是否需要加電極或換電極，進一步 提高埋弧電爐生產的穩定性。

此外，由于能夠測量埋弧電爐的爐壁溫度并且在爐壁溫度超出預設的 爐壁溫度閾值時發出報警，因此有利于提示操作人員及時發現并采取必要 措施防止爐溫過高并防止爐壁燒損等。