專利名稱：一種鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度控制方法及裝置，特別是一種鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法及裝置
背景技術(shù)：
在鈦冶煉工業(yè)中，金屬鈦(根據(jù)性狀俗稱海綿鈦)是經(jīng)過置換還原反應(yīng)產(chǎn)生的。具體生產(chǎn)過程是將金屬鎂加入還原蒸餾爐內(nèi)的四氯化鈦原液中，由鎂將金屬鈦還原出來，生成海綿鈦和氯化鎂。在置換反應(yīng)過程中，需要對(duì)還原蒸餾爐分段進(jìn)行溫度控制。在還原蒸餾爐的爐壁上分段環(huán)繞有電熱器，每段電熱器設(shè)有測(cè)溫儀表，若某段溫度低于工藝要求的溫度，接觸器接通電源進(jìn)行加熱使溫度升高；若某段溫度高于工藝要求的溫度，接觸器切斷電源，停止加熱。 一般還原蒸餾爐一個(gè)工作周期需要數(shù)十小時(shí)，在工作周期內(nèi)各組接觸器都會(huì)頻繁接通和斷開。接觸器的接通或斷開完全是由人工控制的，操作工人需要時(shí)刻觀察測(cè)溫儀表，根據(jù)儀表顯示與工藝要求的溫度進(jìn)行對(duì)比，手工控制電源的通、斷。很容易造成人為操作失誤，發(fā)生故障。另外由于溫度慣性會(huì)使實(shí)際溫度高于工藝要求的溫度；熱量波動(dòng)損失較大，能耗高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。由于在工作周期內(nèi)接觸器頻繁動(dòng)作，接觸器極易損壞；接觸器通斷電過程產(chǎn)生的電弧，使系統(tǒng)電壓沖擊波動(dòng)，影響電源質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)金屬鈦置換還原反應(yīng)過程的自動(dòng)化控制，防止操作失誤和發(fā)生故障，提高溫度控制的準(zhǔn)確性和可靠性，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，并提高電源質(zhì)量，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
本發(fā)明的技術(shù)方案， 一種鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法該方法是將預(yù)先設(shè)定的溫度曲線輸入控制裝置作為樣板，同時(shí)將各組電熱器的測(cè)量溫度也輸入控制裝置，將各組的測(cè)量溫度與樣板的對(duì)應(yīng)溫度進(jìn)行比較；控制裝置經(jīng)調(diào)功裝置調(diào)節(jié)可控硅關(guān)斷、減少導(dǎo)通或增加導(dǎo)通的周波數(shù)量，達(dá)到對(duì)鈦還原蒸餾爐的溫度控制。
上述的鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法中，所述的控制裝置由PLC控制系統(tǒng)或DCS控制系統(tǒng)、或單片機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成。
前述的鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法中，所述的可控硅關(guān)斷、減少導(dǎo)通或增加導(dǎo)通的周波數(shù)量是當(dāng)某組的測(cè)量溫度等于或大于對(duì)應(yīng)的樣板溫度時(shí)，調(diào)功裝置關(guān)斷對(duì)應(yīng)的可控硅；
3當(dāng)某組的測(cè)量溫度趨近對(duì)應(yīng)的樣板溫度時(shí)，調(diào)功裝置減少對(duì)應(yīng)的可控硅導(dǎo)通周波數(shù)量；當(dāng)某組的測(cè)量溫度遠(yuǎn)小于對(duì)應(yīng)的樣板溫度時(shí)，調(diào)功裝置增加對(duì)應(yīng)的可控硅導(dǎo)通周波數(shù)量。
前述的鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法中，所述的調(diào)功裝置在交流電源的每個(gè)周波經(jīng)過零點(diǎn)時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷控制。
按照前述的鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法構(gòu)建的鈦還原蒸餾爐的溫度控制裝置，包括分段環(huán)繞在還原蒸餾爐壁上的一組電熱器，各電熱器經(jīng)可控硅調(diào)功裝置與電源連接，可控硅調(diào)功裝置的控制端與控制裝置連接；各電熱器處的還原蒸餾爐內(nèi)設(shè)有溫度測(cè)量?jī)x表，溫度測(cè)量?jī)x表與控制裝置連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用可控硅替代了現(xiàn)有技術(shù)中的接觸器，由于可控硅的可控性，可實(shí)現(xiàn)金屬鈦置換還原反應(yīng)過程的自動(dòng)化控制，防止操作失誤和發(fā)生故障，提高溫度控制的準(zhǔn)確性和可靠性，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量?？煽毓柽B接與接觸器連接比較，可控硅屬于無觸點(diǎn)連接，無觸點(diǎn)連接可減少故障率，工作壽命長(zhǎng)，電流分?jǐn)鄷r(shí)不會(huì)產(chǎn)生電弧，不會(huì)引起系統(tǒng)電壓瞬間下降。本發(fā)明通過控制裝置和可控硅調(diào)功裝置實(shí)現(xiàn)可控硅過零點(diǎn)觸發(fā)導(dǎo)通技術(shù)，不會(huì)引起電壓波形畸變，也就不會(huì)產(chǎn)生高次諧波，不會(huì)對(duì)供電電網(wǎng)質(zhì)量造成損害。并可無級(jí)調(diào)節(jié)電熱器的功率，在趨近工藝要求的溫度時(shí)可通過減少可控硅的導(dǎo)通周波數(shù)量，逐漸降低電熱器功率，防止由于熱慣性使實(shí)際溫度高于工藝要求的溫度運(yùn)行，造成熱量波動(dòng)損失較大，能耗高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。由于本發(fā)明的控制過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，操作工人不必時(shí)刻觀察測(cè)溫儀表，并根據(jù)儀表顯示與工藝要求的溫度進(jìn)行對(duì)比，手工控制電源的通、斷?？煞乐乖斐扇藶椴僮魇д`，發(fā)生故障，提高控制的可靠性。也可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。


圖l是本發(fā)明的原理框圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中的標(biāo)記為l-電熱器，2-可控硅調(diào)功裝置，3-溫度測(cè)量?jī)x表，4-控制裝置，5-還原蒸餾爐。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明的實(shí)施例。鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法，如圖1所示。該方法是將預(yù)先設(shè)定的溫度曲線輸入控制裝置4作為樣板，控制裝置由PLC控制系統(tǒng)或DCS控制系統(tǒng)、或單片機(jī)等控制系統(tǒng)構(gòu)成。同時(shí)將各組電熱器1的測(cè)量溫度也輸入控制裝置4，將各組的測(cè)量溫度與樣板的對(duì)應(yīng)溫度進(jìn)行比較；控制裝置4經(jīng)可控硅調(diào)功裝置2調(diào)節(jié)可控硅關(guān)斷、減少導(dǎo)通或增加導(dǎo)通的周波數(shù)量，所述的可控硅調(diào)功裝置2由典型的可控硅觸發(fā)電路構(gòu)成，可控硅調(diào)功裝置2在交流電源的每個(gè)周波經(jīng)過零點(diǎn)時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷控制。通過控制可控硅在零點(diǎn)的觸發(fā)狀態(tài)，當(dāng)需要切斷電源時(shí)，使可控硅在零點(diǎn)不觸發(fā)，當(dāng)需要降低功率時(shí)，減少可控硅在零點(diǎn)的觸發(fā)次數(shù)，當(dāng)需要提高功率時(shí)，增加可控硅在零點(diǎn)的觸發(fā)次數(shù)，來調(diào)節(jié)電熱器l的功率，使可控硅的導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)0-100%功率平穩(wěn)輸出調(diào)節(jié)。也就是說，通過可控硅調(diào)功裝置2在交流電每個(gè)周波的過零點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷控制，使輸出到電熱器l上的電能的多少由導(dǎo)通的周波數(shù)量來決定，導(dǎo)通的周波數(shù)量越多，電加熱器上的發(fā)熱量越多。導(dǎo)通周波數(shù)量從0-100%，電熱器l上的發(fā)熱量也就從0-100%可調(diào)。最終實(shí)現(xiàn)還蒸爐的預(yù)設(shè)溫度曲線連續(xù)控制?？煽毓桕P(guān)斷、減少導(dǎo)通或增加導(dǎo)通的周波數(shù)量是當(dāng)某組的測(cè)量溫度等于或大于對(duì)應(yīng)的樣板溫度時(shí)，可控硅調(diào)功裝置關(guān)斷對(duì)應(yīng)的電源回路；當(dāng)某組的測(cè)量溫度趨近對(duì)應(yīng)的樣板溫度時(shí)，可控硅調(diào)功裝置減少對(duì)應(yīng)的電源回路導(dǎo)通周波數(shù)量；當(dāng)某組的測(cè)量溫度遠(yuǎn)小于對(duì)應(yīng)的樣板溫度時(shí)，可控硅調(diào)功裝置增加對(duì)應(yīng)的電源回路導(dǎo)通周波數(shù)量。
按照前述的鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法構(gòu)建的鈦還原蒸餾爐的溫度控制裝置，如圖2所示，它包括分段環(huán)繞在還原蒸餾爐5的爐壁上的一組電熱器1，各電熱器l經(jīng)可控硅調(diào)功裝置2與電源連接，可控硅調(diào)功裝置2可采用市場(chǎng)上出售的成品，將可控硅調(diào)功裝置2的控制端與控制裝置4連接，控制裝置4可直接采用現(xiàn)有技術(shù)中的PLC控制系統(tǒng)或DCS控制系統(tǒng)、或單片機(jī)控制系統(tǒng)；在各電熱器1處的還原蒸餾爐內(nèi)分別安裝上溫度測(cè)量?jī)x表3，將溫度測(cè)量?jī)x表3與控制裝置4連接即成。
權(quán)利要求
1.一種鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法，其特征在于該方法是將預(yù)先設(shè)定的溫度曲線輸入控制裝置作為樣板，同時(shí)將各組電熱器的測(cè)量溫度也輸入控制裝置，將各組的測(cè)量溫度與樣板的對(duì)應(yīng)溫度進(jìn)行比較；控制裝置經(jīng)調(diào)功裝置調(diào)節(jié)可控硅關(guān)斷、減少導(dǎo)通或增加導(dǎo)通的周波數(shù)量，達(dá)到對(duì)鈦還原蒸餾爐的溫度控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法，其特征在于:所述的控制裝置由PLC控制系統(tǒng)或DCS控制系統(tǒng)、或單片機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法，其特征在于:所述的可控硅關(guān)斷、減少導(dǎo)通或增加導(dǎo)通的周波數(shù)量是當(dāng)某組的測(cè)量溫度等于或大于對(duì)應(yīng)的樣板溫度時(shí)，調(diào)功裝置關(guān)斷對(duì)應(yīng)的可控硅；當(dāng)某組的測(cè)量溫度趨近對(duì)應(yīng)的樣板溫度時(shí)，調(diào)功裝置減少對(duì)應(yīng)的可控硅導(dǎo)通周波數(shù)量；當(dāng)某組的測(cè)量溫度遠(yuǎn)小于對(duì)應(yīng)的樣板溫度時(shí)，調(diào)功裝置增加對(duì)應(yīng)的可控硅導(dǎo)通周波數(shù)量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法，其特征在于:所述的調(diào)功裝置在交流電源的每個(gè)周波經(jīng)過零點(diǎn)時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷控制。
5. 一種鈦還原蒸餾爐的溫度控制裝置，包括分段環(huán)繞在還原蒸餾爐壁上的一組電熱器(1)，其特征在于各電熱器(1)經(jīng)可控硅調(diào)功裝置(2)與電源連接，可控硅調(diào)功裝置(2)的控制端與控制裝置(4)連接；各電熱器(1)處的還原蒸餾爐內(nèi)設(shè)有溫度測(cè)量?jī)x表(3)，溫度測(cè)量?jī)x表(3)與控制裝置(4)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦還原蒸餾爐的溫度控制方法及裝置。該方法是將預(yù)先設(shè)定的溫度曲線輸入DCS或PLC控制裝置作為樣板，同時(shí)將各組電熱器的測(cè)量溫度也輸入DCS或PLC控制裝置，將各組的測(cè)量溫度與樣板的對(duì)應(yīng)溫度進(jìn)行比較；DCS或PLC控制裝置經(jīng)調(diào)功裝置調(diào)節(jié)可控硅關(guān)斷、減少導(dǎo)通或增加導(dǎo)通的周波數(shù)量，達(dá)到對(duì)鈦還原蒸餾爐的溫度控制。本發(fā)明用可控硅替代了現(xiàn)有技術(shù)中的接觸器，可實(shí)現(xiàn)金屬鈦置換還原反應(yīng)過程的自動(dòng)化控制，提高溫度控制的準(zhǔn)確性和可靠性，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。減小熱量波動(dòng)損失，能耗低，操作工人不必時(shí)刻觀察測(cè)溫儀表，可防止造成人為操作失誤，發(fā)生故障，提高控制的可靠性。也可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C22B9/02GK101671781SQ200810304449
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者祁曉牧 申請(qǐng)人:貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院