[發明專利]用于電渣重熔設備中實現渣阻擺幅控制的裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202310431189.9
• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116463502A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 李洲山;李敬科;陳殿忠;于元山
• 申請（專利權）人: 西安澳新軟件技術有限公司
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18;G05B19/05
• 代理公司: 西安國兆智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 61269
• 代理人: 姬曉瑩

本發明公開的用于電渣重熔設備中實現渣阻擺幅控制的裝置及控制方法，屬于電渣重熔設備技術領域。電壓擺幅控制系統采取兩個閉環控制方式：一個是擺幅控制閉環，其目的是維持電極在渣中穩定的浸入深度，穩定的浸入深度能得到好的鋼錠表面質量，并根據冶煉工藝要求期望擺幅設置到PLC，PLC程序通過算法計算出實際電壓擺幅和設定擺幅比較后計算出需要疊加的電壓，并和初始電壓加權后計算出設定電壓；另一個是電壓控制閉環，通過設定電壓和實際電壓偏差計算后所得值輸入到觸發單元，經過觸發單元計算后控制可控硅的開度輸出達到設定電壓，并通過改變的電壓去調整電極的插入深度從而維持一個穩定的冶煉過程，實現重熔爐的擺幅控制。

技術領域

本發明屬于電渣重熔設備技術領域，用于電渣重熔的電壓擺幅、渣阻擺幅控制，尤其是涉及用于電渣重熔設備中實現渣阻擺幅控制的裝置及控制方法。

背景技術

電渣冶金是利用電流通過液態熔渣產生電阻熱用以精煉金屬的一種特種熔煉方法；它是一項跨學科、跨行業的技術，用于重熔精煉時稱為電渣重熔；用于鑄造時稱作電渣熔鑄；用于焊接時稱做電渣焊；用于制備復合材料時稱做電渣復合；用于鑄錠加熱補縮時稱為電渣熱封頂；用于連續鑄鋼之中間罐的中間罐電渣加熱，將熔融鋼水澆入水冷結晶器，經過導電狀態的熔渣渣洗的電渣澆鑄，在耐火材料爐襯的爐體內，利用電渣過程，熔化金屬使之合金化，制獲得優質合金鋼鋼水供鑄造的有襯電渣爐熔煉，將有襯電渣爐與離心鑄造相結合的電渣離心澆鑄，在感應爐內(鋼液上面)制造電渣過程，活化爐渣，強化脫硫，發展形成了感應電渣爐，進一步與離心澆鑄相結合形成感應電渣離心澆鑄；電渣冶金一般通稱為電渣重熔，是利用爐渣作為電阻和提純劑，熔渣和鋼液的精煉及鋼錠結晶都在一個水冷結晶器中進行從而可控制鋼錠結晶的一種冶金方法，其產品具有純凈度高、力學性能和使用性能好、金屬純凈、組織致密、成分均勻、成型良好、表面光潔、使用性能優異。因此在國民經濟的許多重要領域用于生產高端產品或關鍵部件；電渣鋼在高端工具、航空航天、高鐵、造船、軍工領域有非常重要的用途。

目前國外有三家公司提供電渣爐設備兩家是歐洲的ALD和INTECO，另一家是美國的CONSAC；國產電渣爐經過多年的發展在機械設備部分和控制系統部分的水平已追上了國外設備，唯有電源部分有一定的差別，只有電源和控制系統緊密結合才能統一，發揮設備的良好性能。目前國產和國外的電渣爐的電源采用的原理都是可控飽和電抗器調整二次電壓，俗稱為磁性調壓變壓器。其中歐洲兩家電渣爐設備采用德國MUNK電源、MUNK電源已禁止向中國電渣爐制造廠家出口，CONSAC處于對市場的保護也禁止給國內電渣爐制造廠家提供電源技術，所以國產電渣爐設備唯有突破電源技術才能和國外產品媲美，也才能生產出高品質鋼材。本申請文件的發明人在研究中發現：國產磁性調壓變壓器目前的控制精度和輸出響應時間與國外相比有一定差距，這就導致在采用國產裝備生產一些高端電渣鋼有一定的困難，現有的大功率晶閘管應用已非常成熟，具有控制精度高無輸出滯后等特點。為此，本申請發明人對此結構進行了改良；采用此發明的電源可以完全替代單相磁性調壓變壓器即可控飽和電抗器調壓變壓器，在該電源下才能瞬間輸出穩定的電流和電壓、控制軟件實時計算出實際設定渣阻，實現電渣重熔的電壓擺幅、渣阻擺幅控制。

發明內容

本發明的目的在于提供用于電渣重熔設備中實現渣阻擺幅控制的裝置及使用方法，采用大功率晶閘管替代單相磁性調壓變壓器，即可控飽和電抗器調壓變壓器，在該電源下才能瞬間輸出穩定的電流和電壓、控制軟件實時計算出實際設定渣阻，實現電渣重熔的電壓擺幅、渣阻擺幅控制。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：用于電渣重熔設備中實現渣阻擺幅控制的裝置，包括主變壓器和重熔爐，還包括觸發單元、同步信號隔離、可控硅、PLC、信號隔離檢測，所述觸發單元與所述同步信號隔離和PLC相連并與所述可控硅控制極相連，所述可控硅的電流輸入回路與所述主變壓器相連、可控硅的電流輸出回路與所述重熔爐相連，所述信號隔離檢測用于檢測所述重熔爐內的信號并傳輸至所述PLC和觸發單元。

所述信號隔離檢測包括保護信號和檢測信號，所述保護信號、檢測信號分別與所述PLC和觸發單元連接。

所述可控硅為多個且串聯。