[發明專利]一種高溫爐溫度控制系統

有效

• 申請號: 201110178199.3
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102230748A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 賈文成;劉光宏;劉美鳳
• 申請（專利權）人: 寶納資源控股(集團)有限公司
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術協會專利中心 11215
• 代理人: 容敦璋

技術領域

本發明涉及溫度控制領域，具體而言，涉及一種高溫爐溫度控制系統。

背景技術

在產品的制造和加工過程中，很多環節需要精確控制溫度以確保產品質量，例如在冶金工業，加熱爐的溫度控制直接影響所冶煉的金屬產品質量；在半導體微加工工藝，加熱爐的溫度控制直接影響硅片或半導體器件的性能。因此，溫度的檢測和控制技術是工業生產中必不可少的技術手段。傳統的溫度控制裝置一般采用繼電器控制技術，即采用固定接線的硬件來實現各種邏輯順序關系，其缺點在于：(1)系統龐大導致占地面積過大，并且不易控制；(2)故障率高，不能保障安全生產；(3)控溫精度不高及穩定性差，不能滿足工藝需求；(4)耗電大，不利于節能減排。

尤其是對于大型高溫爐設備，以上弊端更為明顯，不利于大規模工業生產的應用。例如，專利號為ZL200810118616.3的專利公開了一種高溫熔鹽電解二氧化鈦制備金屬鈦的方法，其產品鈦在液態下出料。由于鈦屬于稀有難熔金屬，其熔點為1668℃，要使其為熔融態，同時保證電解的正常進行，鈦高溫電解爐的溫度需達到1800℃，為了保證電解高質量的二氧化鈦，在高溫下對電解爐的溫度控制至關重要。

因此，需要一種能夠精確安全地控制高溫爐溫度的系統。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種高溫爐溫度控制系統，包括PLC、可控硅、調磁變壓器、高溫爐和溫度傳感器，

其中，所述高溫爐包括加熱池、發熱元件、隔熱屏、包括石墨棉和玻璃棉的保溫層、帶有水冷套的爐殼和帶有水冷套的爐蓋，所述可控硅連接接觸器，用于控制所述可控硅的電源通斷，所述可控硅配置有散熱器，所述高溫爐的發熱元件的輸入電路上連接有快速熔斷器，用于在發熱元件發生短路或者其他故障時快速將其斷開，所述調磁變壓器的調磁電路上連接有分流器，用于測量調磁電流以及控制所述調磁變壓器的輸出電流，

PLC的輸出信號輸入至可控硅，可控硅根據輸入信號改變輸出量并將其輸入至調磁變壓器，調磁變壓器由此改變輸出電壓并將其施加給高溫爐的發熱元件，溫度傳感器實時采集高溫爐的溫度，并且將所采集的溫度信號反饋給PLC，PLC根據溫度的變化來改變輸出信號，進而改變施加到發熱元件上的電壓值，從而使所述系統的五個部件構成封閉的單向循環系統。

本發明提供一種高溫爐溫度控制系統，通過利用PLC取代傳統的繼電器，同時采用可控硅變壓器實現無級調壓，將成熟的可編程邏輯控制技術與電子電力技術相結合，顯著提高了高溫爐的控溫精度，實現經濟高效穩定的控溫，尤其適合應用于1700度以上的高溫冶煉工業。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，本發明的附圖是示意性的，因此并沒有按比例繪制。其中：

圖1為高溫爐溫度控制系統的結構示意圖；

圖2為高溫爐的結構圖；

圖3為高溫爐溫度控制系統的控制原理圖；

圖4為高溫爐溫度控制系統中的PLC的硬件結構圖。

具體實施方式

本發明提供一種高溫爐溫度控制系統，該控溫系統專為一種工作溫度在1700℃以上的大型鈦高溫電解爐而設計。圖1所示為該溫度控制系統的結構圖，該系統包括：PLC10、可控硅20、調磁變壓器30、高溫爐40和溫度傳感器50。

高溫爐40的結構參照圖2，主要包括加熱池1、發熱元件2、隔熱屏3、包括石墨棉4和玻璃棉5的保溫層、帶有水冷套的爐殼6和帶有水冷套的爐蓋7，爐體為長方體，長為3m，寬為1.5m，高為2m。高溫爐底部鋪設耐火磚8。為提高爐內溫度場的均勻性，加熱池1分為四區控溫，每區構成獨立閉環回路，進行溫度控制。為減少爐壁的熱損失，在電熱元件2的四周平行設置三層石墨隔熱屏3，以及在隔熱屏3的最外層和爐殼6之間依次填充有石墨棉4和玻璃棉5作為保溫層。為減少熔池對爐蓋7的熱輻射，在熔池上方設置三層熔池蓋板9，爐蓋7上密封插入石墨電極13、加料管11以及出料管12。