專利名稱：一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電渣爐控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種單相電渣爐恒功 率、恒熔速控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)及軍工、國防工業(yè)地不斷發(fā)展，要求冶金企業(yè)提供質(zhì)優(yōu) 價(jià)廉、精細(xì)優(yōu)良且純凈度高的特種鋼材料。因此，冶金企業(yè)在工藝設(shè)備上 必須不斷地進(jìn)行創(chuàng)新，并釆用現(xiàn)代化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)過程的精確、高效、 增產(chǎn)及降耗的目的。
電渣爐通過對特殊合金鋼、模具鋼、高速鋼、軸承鋼等進(jìn)行重熔、渣 洗并結(jié)晶，能取得良好的純凈度以及組織細(xì)致均勻度的特種鋼材料，因而 電渣爐現(xiàn)已成為大型軍工廠、重機(jī)廠、造船廠、特殊鋼廠等用鑄件、鍛件 單位不可或缺的設(shè)備之一，但上述單位往往是電渣爐控制設(shè)備老化且技術(shù) 簡單的企業(yè)，因而各類消耗特別高電耗經(jīng)常在一兩千度，實(shí)際電流電壓 不穩(wěn)定、.波動(dòng)大，因此達(dá)不到恒功率、恒熔速冶煉的目的，究其原因，主 要是控制系統(tǒng)不合理。
眾所周知，原材料消耗、人力資本消耗及能源消耗組成冶金企業(yè)三大 消耗成本，所以釆用新型控制技術(shù)以降低各項(xiàng)消耗指標(biāo)，提高生產(chǎn)率，達(dá) 到鋼種的精細(xì)化，以滿足飛速發(fā)展的社會需求，乃當(dāng)務(wù)之急。
現(xiàn)如今，全世界都沒有一個(gè)直接的、工業(yè)化的且投資費(fèi)用少的對電渣 爐進(jìn)行控制的設(shè)備，通常情況下，都是以間接方式即通過電極升降調(diào)節(jié)裝 置來控制電渣弧電流、電渣弧電壓，進(jìn)而控制"煉鋼電渣弧"以達(dá)到煉鋼 的目的，上述控制方式實(shí)際是一種"模糊控制"，因而是否能控制到最佳 點(diǎn)或曲線取決因素就很多了，目前實(shí)際操作中一般是把上述眾多的影響因素均忽略或加權(quán)，僅控制其電流或電壓，故而控制往往不準(zhǔn)確，能耗比較 高，甚至失控。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提 供一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、投入費(fèi)用特別 低且操作非常簡易，能有效解決現(xiàn)有電渣爐控制裝置的控制方式不合理且 達(dá)不到恒功率、恒熔速冶煉的實(shí)際問題。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種單相電渣爐 恒功率、恒熔速控制裝置，其特征在于包括實(shí)時(shí)對串接在電渣爐變壓器 和電渣爐電極間的短網(wǎng)中的電流和電壓分別進(jìn)行監(jiān)測的電流監(jiān)測單元和
電壓監(jiān)測單元、實(shí)時(shí)對電渣爐水冷結(jié)晶器的重量進(jìn)行監(jiān)測的稱重傳感器、 實(shí)時(shí)對電渣爐水冷結(jié)晶器底部水箱中的水溫進(jìn)行監(jiān)測的溫度傳感器、與溫 度傳感器相接的溫控儀、控制系統(tǒng)、與控制系統(tǒng)相接的變頻器和由控制系 統(tǒng)進(jìn)行控制的告警單元以及與控制系統(tǒng)相接的人機(jī)界面HMI;
所述控制系統(tǒng)為根據(jù)所述電流監(jiān)測單元、電壓監(jiān)測單元和稱重傳感器 實(shí)時(shí)所監(jiān)測信號并結(jié)合通過人機(jī)界面HMI輸入的所述電渣爐的熔煉電壓值 和熔煉電流值，相應(yīng)對電渣爐變壓器的變壓器調(diào)壓單元、告警單元以及通 過變頻器對電渣爐的電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行模糊智能控制的控制器。
所述控制系統(tǒng)為PLC可編程控制器。
還包括分別與所述電流監(jiān)測單元和電壓監(jiān)測單元相接的無紙記錄儀。 所述電流監(jiān)測單元包括對短網(wǎng)中的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的電流互感器、
與電流互感器相接的單相電流變送器和串接在二者之間的實(shí)時(shí)電流表，所
述單相電流變送器接控制系統(tǒng)。
所述電壓監(jiān)測單元包括對短網(wǎng)中的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的單相電壓變
送器和并接在單相電壓變送器信號輸入端上的電壓表，所述單相電壓變送
器接控制系統(tǒng)。所述變頻器的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)變頻器均為對電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行 變頻控制的慢速升降變頻器且二者相接后布設(shè)在變頻柜內(nèi)。
所述控制系統(tǒng)、無紙記錄儀和溫控儀均布設(shè)在操作臺上。 所述稱重傳感器的數(shù)量為三個(gè)且均安裝在所述底部水箱底部。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便 且投入費(fèi)用特別低。2、操作非常簡易、調(diào)試簡單且使用效果好、工作可 靠，通過設(shè)置在控制柜上的人機(jī)界面麗I將冶煉設(shè)定電流、冶煉設(shè)定電壓 輸?shù)絇LC可編程控制器中，同時(shí)結(jié)合溫控儀和稱重傳感器兩個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，
最終經(jīng)PLC可編程控制器對變壓器調(diào)壓單元、告警單元以及通過變頻器對
電渣爐的電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行模糊智能控制后，使得電渣爐煉鋼冶 煉自動(dòng)起弧且調(diào)節(jié)面寬、冶煉起弧平穩(wěn)，最終達(dá)到恒功率、恒熔速冶煉的
目的。3、設(shè)計(jì)合理，電渣爐節(jié)能降耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和達(dá)到鋼種組織
精細(xì)致密的關(guān)鍵是控制好電極坯的均勻熔化、渣洗和結(jié)晶的平橫與速度， 本實(shí)用新型能對電極坯的均勻熔化、渣洗和結(jié)晶的平橫與速度進(jìn)行準(zhǔn)確控 制，具體是電渣爐所提供的熔煉電流通過高電阻渣池產(chǎn)生的熱量將電極末 端熔化，并且在此過程中，金屬熔滴與高溫、高堿度的熔渣充分接觸、渣
洗，產(chǎn)生強(qiáng)烈的冶金反應(yīng)，并在水冷結(jié)晶器內(nèi)結(jié)晶使金屬得到精煉。4、 本實(shí)用新型實(shí)用價(jià)值高、節(jié)能，能很快滿足工藝實(shí)踐要求，進(jìn)而提高勞動(dòng) 生產(chǎn)率，達(dá)到降低消耗及其它費(fèi)用的目的。綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡 單、投入費(fèi)用特別低且搡作非常簡易，能有效解決現(xiàn)有電渣爐控制裝置的 控制方式不合理且達(dá)不到恒功率、恒熔速冶煉的實(shí)際問題。
下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖l為本實(shí)用新型的電路原理圖。 附圖標(biāo)記說明
l一電渣爐變壓器； 2 —電渣爐電極； 3—短網(wǎng)；4- l一電流互感器；
5- l—單相電壓變送器; 7—稱重傳感器； IO—變頻器； 13—變壓器調(diào)壓單元；
4- 2 —實(shí)時(shí)電流表;
5- 2 —電壓表；
8 —溫度傳感器； ll一人機(jī)界面HMI 14一告警單元；
4-3—單相電流變送器;
6 —電渣爐水冷結(jié)晶器;
9一控制系統(tǒng)；
12 —溫控儀；
15 —高壓供電回路；
16 —電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；17—無紙記錄儀； 18—操作臺； 19一變頻柜。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括實(shí)時(shí)對串接在電渣爐變壓器1和電渣爐 電極2間的短網(wǎng)3中的電流和電壓分別進(jìn)行監(jiān)測的電流監(jiān)測單元和電壓監(jiān) 測單元、實(shí)時(shí)對電渣爐水冷結(jié)晶器6的重量進(jìn)行監(jiān)測的稱重傳感器7、實(shí) 時(shí)對電渣爐水冷結(jié)晶器6底部水箱中的水溫進(jìn)行監(jiān)測的溫度傳感器8、與 溫度傳感器8相接的溫控儀12、控制系統(tǒng)9、與控制系統(tǒng)9相接的變頻器 10、由控制系統(tǒng)9進(jìn)行控制的告警單元14以及與控制系統(tǒng)9相接的人機(jī) 界面HMIll。另外，本實(shí)用新型還包括分別與所述電流監(jiān)測單元和電壓監(jiān) 測單元相接的無紙記錄儀17。本實(shí)施例中，所述控制系統(tǒng)9、無紙記錄儀 17和溫控儀12均布設(shè)在操作臺18上。所述稱重傳感器7的數(shù)量為三個(gè)且 均安裝在所述底部水箱底部。
所述控制系統(tǒng)9為根據(jù)所述電流監(jiān)測單元、電壓監(jiān)測單元和稱重傳感 器7實(shí)時(shí)所監(jiān)測信號并結(jié)合通過人機(jī)界面HMI11輸入的所述電渣爐的熔煉 電壓值和熔煉電流值，相應(yīng)對電渣爐變壓器1的變壓器調(diào)壓單元13、告警 單元14以及通過變頻器IO對電渣爐的電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)16分別進(jìn)行模 糊智能控制的控制器。本實(shí)施例中，所述控制系統(tǒng)9為PLC可編程控制器。 所述變頻器10的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)變頻器10均為對電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)16 進(jìn)行變頻控制的慢速升降變頻器且二者相接后布設(shè)在變頻柜19內(nèi)。
所述電流監(jiān)測單元包括對短網(wǎng)3中的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的電流互感器4-1 (即電流互感器TA)、與電流互感器4-1相接的單相電流變送器4-3 (即電流變送器Ua)和串接在二者之間的實(shí)時(shí)電流表4-2，所述單相電流 變送器4-3接控制系統(tǒng)9。同時(shí)，電流互感器4-1相接的單相電流變送器 4-3之間還串接有電流繼電器KA。具體而言，電流互感器4-1實(shí)時(shí)對短網(wǎng) 3中的電流進(jìn)行監(jiān)測并將所監(jiān)測的電流信號依次經(jīng)實(shí)時(shí)電流表4-2和電流 繼電器KA后傳至單相電流變送器4-3，單相電流變送器4-3再將經(jīng)其處理 后的電流信號分別傳送至控制系統(tǒng)9和無紙記錄儀17。
所述電壓監(jiān)測單元包括對短網(wǎng)3中的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的單相電壓變 送器5-1 (即電壓互感器Uv)和并接在單相電壓變送器5-l信號輸入端上 的電壓表5-2,所述單相電壓變送器5-1接控制系統(tǒng)9。具體而言，單相 電壓變送器5-l實(shí)時(shí)對短網(wǎng)3中的電壓進(jìn)行監(jiān)測，并將所監(jiān)測的電壓信號 分別傳送至控制系統(tǒng)9和無紙記錄儀17。
本實(shí)用新型的工作過程是在電渣爐重熔過程中，通過所述電流監(jiān)測 單元和電壓監(jiān)測單元實(shí)時(shí)對短網(wǎng)3中的電壓和電流進(jìn)行監(jiān)測，并且同步將 所監(jiān)測到的電流和電壓信號分別傳送至PLC可編程控制器和無紙記錄儀 17;同時(shí)，通過稱重傳感器7實(shí)時(shí)對電渣爐水冷結(jié)晶器6的重量進(jìn)行監(jiān)測 并將所監(jiān)測信號同步傳至PLC可編程控制器，且通過溫度傳感器8實(shí)時(shí)對 電渣爐水冷結(jié)晶器6底部水箱中的水溫進(jìn)行監(jiān)測并將所監(jiān)測信號同步傳至 溫控儀12。所述PLC可編程控制器根據(jù)所述電流監(jiān)測單元和電壓監(jiān)測單元 實(shí)時(shí)所監(jiān)測信號，并結(jié)合通過人機(jī)界面麗Ill輸入的所述電渣爐的熔煉電 壓值和熔煉電流值，相應(yīng)對電渣爐變壓器1的變壓器調(diào)壓單元13以及通 過變頻器IO對電渣爐的電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)16分別進(jìn)行模糊智能控制；同 時(shí)，所述PLC可編程控制器對稱重傳感器7實(shí)時(shí)所監(jiān)測重量信號進(jìn)行分析 判斷，當(dāng)經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)電渣爐水冷結(jié)晶器6的重量超過預(yù)先設(shè)定的門限值時(shí)， PLC可編程控制器控制告警單元14進(jìn)行報(bào)警提示。另外，溫控儀12相應(yīng) 對溫度傳感器8實(shí)時(shí)所監(jiān)測的溫度信號進(jìn)行分析判斷，當(dāng)經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)電渣 爐水冷結(jié)晶器6底部水箱中的水溫超過預(yù)先設(shè)定的門限值時(shí)，溫控儀12則自動(dòng)控制其自帶的報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警提示。
綜上所述，本實(shí)用新型通過控制所述電渣爐的冶煉功率(即冶煉電流 和冶煉電壓)來達(dá)到控制熔化過程的目的，通過對電渣爐水冷結(jié)晶器6底 部水箱中的水溫進(jìn)行監(jiān)測達(dá)到監(jiān)控結(jié)晶過程的目的，同時(shí)通過稱重來達(dá)到 對熔化速度進(jìn)行監(jiān)控的目的，從而達(dá)到電渣重熔出精品鋼的目的。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限 制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更 以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝置，其特征在于包括實(shí)時(shí)對串接在電渣爐變壓器(1)和電渣爐電極(2)間的短網(wǎng)(3)中的電流和電壓分別進(jìn)行監(jiān)測的電流監(jiān)測單元和電壓監(jiān)測單元、實(shí)時(shí)對電渣爐水冷結(jié)晶器(6)的重量進(jìn)行監(jiān)測的稱重傳感器(7)、實(shí)時(shí)對電渣爐水冷結(jié)晶器(6)底部水箱中的水溫進(jìn)行監(jiān)測的溫度傳感器(8)、與溫度傳感器(8)相接的溫控儀(12)、控制系統(tǒng)(9)、與控制系統(tǒng)(9)相接的變頻器(10)和由控制系統(tǒng)(9)進(jìn)行控制的告警單元(14)以及與控制系統(tǒng)(9)相接的人機(jī)界面HMI(11)；所述控制系統(tǒng)(9)為根據(jù)所述電流監(jiān)測單元、電壓監(jiān)測單元和稱重傳感器(7)實(shí)時(shí)所監(jiān)測信號并結(jié)合通過人機(jī)界面HMI(11)輸入的所述電渣爐的熔煉電壓值和熔煉電流值，相應(yīng)對電渣爐變壓器(1)的變壓器調(diào)壓單元(13)、告警單元(14)以及通過變頻器(10)對電渣爐的電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(16)分別進(jìn)行模糊智能控制的控制器。
2. 按照權(quán)利要求l所述的一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝置， 其特征在于所述控制系統(tǒng)(9)為PLC可編程控制器。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝 置，其特征在于還包括分別與所述電流監(jiān)測單元和電壓監(jiān)測單元相接的 無紙記錄儀(17)。
4. 按照權(quán)利要求l或2所述的一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝 置，其特征在于所述電流監(jiān)測單元包括對短網(wǎng)(3)中的電流進(jìn)行實(shí)時(shí) 監(jiān)測的電流互感器(4-1)、與電流互感器(4-1)相接的單相電流變送器(4-3)和串接在二者之間的實(shí)時(shí)電流表(4-2)，所述單相電流變送器(4-3) 接控制系統(tǒng)(9)。
5. 按照權(quán)利要求l或2所述的一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝 置，其特征在于所述電壓監(jiān)測單元包括對短網(wǎng)(3)中的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí) 監(jiān)測的單相電壓變送器(5-1)和并接在單相電壓變送器(5-1)信號輸入端上的電壓表(5-2),所述單相電壓變送器(5-1)接控制系統(tǒng)(9)。
6. 按照權(quán)利要求l或2所述的一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝 置，其特征在于所述變頻器(10)的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)變頻器(10)均 為對電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(16)進(jìn)行變頻控制的慢速升降變頻器且二者相接 后布設(shè)在變頻柜(19)內(nèi)。
7. 按照權(quán)利要求3所述的一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝置， 其特征在于所述控制系統(tǒng)(9)、無紙記錄儀(l7)和溫控儀(l2)均 布設(shè)在操作臺(18)上。
8. 按照權(quán)利要求l或2所述的一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝 置，其特征在于所述稱重傳感器(7)的數(shù)量為三個(gè)且均安裝在所述底 部水箱底部。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種單相電渣爐恒功率、恒熔速控制裝置，包括實(shí)時(shí)對短網(wǎng)中的電流和電壓進(jìn)行監(jiān)測的電流和電壓監(jiān)測單元、實(shí)時(shí)對電渣爐水冷結(jié)晶器重量進(jìn)行監(jiān)測的稱重傳感器、實(shí)時(shí)對水冷結(jié)晶器底部水箱中水溫進(jìn)行監(jiān)測的溫度傳感器、與溫度傳感器相接的溫控儀、控制系統(tǒng)、變頻器、告警單元及與控制系統(tǒng)相接的人機(jī)界面HMI；控制系統(tǒng)為根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測信號并結(jié)合通過HMI輸入的熔煉電壓值和電流值，相應(yīng)對變壓器調(diào)壓單元、告警單元以及通過變頻器對電極升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行模糊智能控制的控制器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、投入費(fèi)用特別低且操作非常簡易，能有效解決現(xiàn)有電渣爐控制裝置的控制方式不合理且達(dá)不到恒功率、恒熔速冶煉的實(shí)際問題。
文檔編號C22B9/187GK201381356SQ200920032868
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者建 姚 申請人:西安重鑫電爐設(shè)備有限公司