本發(fā)明涉及的是自耗爐電渣爐工藝限位保護(hù)方法，特別涉及一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運(yùn)行保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

真空自耗爐與電渣爐都隸屬特冶裝備，區(qū)別于傳統(tǒng)冶煉方式，它們對(duì)設(shè)備冶煉環(huán)境有著更高的要求。

其中真空自耗爐是利用電弧加熱原理在真空的密閉腔體中進(jìn)行冶煉的，而國(guó)內(nèi)廠家多采用低壓大電流的直流電源作為供電，具體工作原理可以參考直流焊機(jī)的工作過(guò)程，只不過(guò)自耗爐需要更穩(wěn)定更精確的熔煉控制，而不只是單單的融化過(guò)程。相對(duì)于通況在真空環(huán)境下電弧的控制是更為困難的，控制不精會(huì)導(dǎo)致母材的浪費(fèi)，而作為二次冶煉設(shè)備它對(duì)母材也是有一定的要求，通常為電渣錠等，如果失誤造成的經(jīng)濟(jì)損失也是蠻重的；而再有不慎就會(huì)發(fā)生事故，當(dāng)電弧失控會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶器擊穿甚至?xí)l(fā)生爆炸，所以這就要求設(shè)備公司在初始的設(shè)計(jì)階段考慮好每一個(gè)可能發(fā)生問(wèn)題的環(huán)節(jié)。而自耗爐的電極通常采用柱狀錠子，通過(guò)焊接的方式連接到料桿上進(jìn)行熔煉，而與料桿間會(huì)用一段假電極來(lái)銜接料桿與電極作為維護(hù)保護(hù)結(jié)構(gòu)，用來(lái)防止真空自耗爐冶煉末期的熱封頂階段電弧對(duì)料桿與電極接觸面的損傷，而作為維護(hù)材料假電極是需要定期更換的，假電極也只是一個(gè)短期的緩沖結(jié)構(gòu)。為保護(hù)料桿提高設(shè)備的穩(wěn)定型與安全性通常設(shè)備廠家會(huì)在爐體上裝有相應(yīng)的限位開(kāi)關(guān)用來(lái)防止熔煉末期的過(guò)度熔煉，而在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，有許多的不確定因素，一旦限位開(kāi)關(guān)發(fā)生故障無(wú)法傳遞出正確有效的信號(hào)，這時(shí)料桿的運(yùn)動(dòng)就是失去了相應(yīng)的約束，在熔煉初期料桿下降時(shí)導(dǎo)致料桿過(guò)度下降從而會(huì)使料桿發(fā)生彎曲，對(duì)設(shè)備造成損害。而在熔煉過(guò)程一旦失去了限位信號(hào)，很容易造成過(guò)熔煉的現(xiàn)象，輕則造成假電極過(guò)度消耗，重則會(huì)導(dǎo)致料桿損害，一旦電弧脫離了正常的軌跡，就容易發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)狀況；而在熔煉后期如果其他因素導(dǎo)致電弧的失控令假電極快速消耗，使假電極與料桿之間的保護(hù)結(jié)構(gòu)造成破壞，也就令限位保護(hù)系統(tǒng)失靈，同樣會(huì)發(fā)生過(guò)熔煉或者爆炸的可能。

區(qū)別于真空自耗爐電渣爐的主要原理是根據(jù)電阻加熱來(lái)進(jìn)行冶煉的，現(xiàn)階段較為普遍的是在惰性氣體的環(huán)境下進(jìn)行冶煉，這種電渣爐也被稱為保護(hù)氣氛電渣爐。相對(duì)自耗爐來(lái)說(shuō)它主要用來(lái)前級(jí)冶煉或較低性能的特鋼冶煉，而其中的保護(hù)氣氛采用氬氣的較為普遍，電渣爐的料桿與電極的銜接方式與真空自耗爐的類似，都是采用料桿、假電極、電極三部分組成，同樣也存在著過(guò)熔的現(xiàn)象，而當(dāng)過(guò)熔損害腔體時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其中的保護(hù)氣泄漏，氬氣的密度是大于空氣的，如果發(fā)生大量的泄漏會(huì)沉到地坑中，地坑中空氣流動(dòng)性差，時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致氬氣的含量贈(zèng)加，當(dāng)增加到一定的濃度時(shí)就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，嚴(yán)重可危及生命，而氬氣是無(wú)色無(wú)味的也就不易被察覺(jué)，所以一旦發(fā)生泄漏后果是極為嚴(yán)重的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運(yùn)行保護(hù)方法，主要解決當(dāng)物理限位故障時(shí)，系統(tǒng)無(wú)法收到料桿位置的正確反饋，從而無(wú)法約束料桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，造成過(guò)度熔煉或者設(shè)備損害的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的思路是：自耗爐與電渣爐為了更好的控制熔煉過(guò)程，提高成品鋼材質(zhì)量，通常都配有稱重系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋熔煉的電極的重量。在自耗爐與電渣爐熔煉時(shí)，假設(shè)所有參數(shù)都處于理想狀態(tài)，則料桿是勻速直線運(yùn)動(dòng)，而此時(shí)稱重系統(tǒng)則可以近似測(cè)量出相應(yīng)的重量。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，往往有許多變數(shù)，來(lái)自電網(wǎng)的波動(dòng)、來(lái)自電極本身的材質(zhì)不均勻這都會(huì)導(dǎo)致電極運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，但是在整個(gè)熔煉過(guò)程中的速度也是相差不大的，較為先進(jìn)的爐子都具備熔速控制，更是大大穩(wěn)定料桿的運(yùn)行速度，再比對(duì)熔煉時(shí)間與電極行程，得出料桿的運(yùn)動(dòng)速度，此時(shí)適當(dāng)?shù)姆糯蠓Q重系統(tǒng)的采樣間隔，就可以得到相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)值。本發(fā)明則充分利用了爐子的這一現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，對(duì)稱重系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，作為一種當(dāng)實(shí)際限位開(kāi)關(guān)失效時(shí)的一種軟保護(hù)。

于此同時(shí)，傳統(tǒng)的爐子機(jī)械限位開(kāi)關(guān)也無(wú)法真實(shí)的反應(yīng)電極的位置信息，當(dāng)電極與結(jié)晶器底部或渣池接觸時(shí)，此時(shí)就需要引入對(duì)應(yīng)的電流或電壓突變信號(hào)作為相應(yīng)的電極位置信息信號(hào)，而當(dāng)這個(gè)信號(hào)觸發(fā)時(shí)，對(duì)料桿提升的伺服系統(tǒng)進(jìn)行輸入修正，再根據(jù)輸入的余料高度對(duì)料桿的最大行程進(jìn)行修正，從而得到第二重軟保護(hù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運(yùn)行保護(hù)方法，其特征是包括以下步驟，第一步在電極與假電極焊接前對(duì)稱重系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)；第二步，采集電極和假電極數(shù)據(jù)，確定電極余頭長(zhǎng)度，完成余重限位，通過(guò)熔煉時(shí)實(shí)時(shí)的稱重反饋，對(duì)料桿行程控制操作；第三步在熔煉時(shí)，當(dāng)電極發(fā)出位置反饋信號(hào)時(shí)，伺服開(kāi)始累積行程，再根據(jù)余頭數(shù)據(jù)進(jìn)行配置，對(duì)最大行程進(jìn)行約束，完成伺服限位，通過(guò)行程時(shí)時(shí)累加反饋對(duì)料桿行程控制操作。

所述的第二步，在采集電極和假電極數(shù)據(jù)后，也可輸入伺服計(jì)算最大有效行程，伺服開(kāi)始累積行程，完成伺服限位，通過(guò)行程時(shí)時(shí)累加反饋對(duì)料桿行程控制操作。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明為料桿運(yùn)行增加軟限位，可以避免在硬件限位發(fā)生故障時(shí)，設(shè)備無(wú)法正確對(duì)料桿運(yùn)動(dòng)行程進(jìn)行調(diào)控，從而提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明控制框圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，自耗爐與電渣爐配有稱重系統(tǒng)，其中稱重系統(tǒng)通常為3到4個(gè)稱重傳感器配置一個(gè)稱重加法箱通過(guò)總線的形式與plc相互通訊完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋。參照?qǐng)D1，一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運(yùn)行保護(hù)方法，包括以下步驟，首先，在電極與假電極焊接前對(duì)稱重系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。下一步，工藝人員輸入相應(yīng)的電極尺寸，包括半徑、高度、錐度；同時(shí)根據(jù)工藝需要，確定電極余頭長(zhǎng)度。對(duì)于爐子來(lái)說(shuō)不可能熔煉每一爐鋼錠都去尋找與成品相近的材料作為消耗電極，那樣成本與人工上也無(wú)形中增加不少，所以會(huì)在熔煉末期留有一定長(zhǎng)度。而當(dāng)假電極與電極完成焊接后，稱重系統(tǒng)會(huì)根據(jù)系統(tǒng)變量確定焊接電極的重量，在根據(jù)現(xiàn)有尺寸得出相應(yīng)的體積，得到電極的密度，再根據(jù)現(xiàn)有的余頭設(shè)置得出余重?cái)?shù)值，通過(guò)熔煉時(shí)實(shí)時(shí)稱重反饋，對(duì)料桿行程控制操作，從而實(shí)現(xiàn)第一重軟保護(hù)。

當(dāng)熔煉開(kāi)始時(shí)，電極會(huì)慢慢下降最后與結(jié)晶器底部或渣池相接觸，而當(dāng)真正接觸時(shí)電流或電壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)畸變，這個(gè)具體畸變情況會(huì)根據(jù)爐型的不同有所區(qū)別，而這個(gè)電極位置信息信號(hào)會(huì)給到系統(tǒng)中，對(duì)電極的下降進(jìn)行限制。同時(shí)這個(gè)信號(hào)也作為伺服中行程計(jì)算的始點(diǎn)，再根據(jù)電極長(zhǎng)度、錠子長(zhǎng)度、渣池或弧長(zhǎng)設(shè)定確定理論最大行程，而這個(gè)理論行程與初始輸入的余頭高度相結(jié)合，得出實(shí)際最大行程，伺服開(kāi)始累積行程，再根據(jù)余頭數(shù)據(jù)進(jìn)行配置，對(duì)最大行程進(jìn)行約束，完成伺服限位，通過(guò)行程時(shí)時(shí)累加反饋對(duì)料桿行程控制操作，從而實(shí)現(xiàn)第二重軟保護(hù)。

實(shí)施例2，參照?qǐng)D1，一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運(yùn)行保護(hù)方法，包括以下步驟，首先，在電極與假電極焊接前對(duì)稱重系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。下一步，工藝人員輸入相應(yīng)的電極尺寸，包括半徑、高度、錐度；同時(shí)根據(jù)工藝需要，確定電極余頭長(zhǎng)度。再下一步，在采集余頭長(zhǎng)度數(shù)據(jù)后，伺服計(jì)算最大有效行程，伺服開(kāi)始累積行程，完成伺服限位，通過(guò)行程時(shí)時(shí)累加反饋對(duì)料桿行程控制操作。