專利名稱：一種用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，具體地，涉及一種用于石墨純化的自 動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)有石墨純化行業(yè)中，溫度石墨純化領(lǐng)域通常是電加熱艾奇遜爐，使?fàn)t溫升高至 3000 C左右時(shí)，即可達(dá)到物理提純的目的。若想進(jìn)一步提聞石墨純度，可向爐內(nèi)通入純化氣 體，已達(dá)到更好的提純效果。在升溫過(guò)程中，需要投入大量的人力監(jiān)控，并且升溫速率不穩(wěn) 定，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有較大影響。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于石墨純化爐的控溫運(yùn)行系統(tǒng)，采用全自動(dòng)溫度 監(jiān)控手段，自動(dòng)運(yùn)行，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入電壓，精確控溫，高效方便，安全可靠。[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系 統(tǒng)，通過(guò)可編程邏輯控制器(PLC)進(jìn)行控制，其中，該自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)包含爐體、變壓 器、飽和電抗器以及用于傳回爐體內(nèi)溫度參數(shù)的溫度傳感器。[0005]所述的變壓器與爐體連接，為該爐體提供加熱電壓源。[0006]所述的飽和電抗器設(shè)置在所述的變壓器上，用于微調(diào)電壓，飽和電抗器是一種無(wú) 功補(bǔ)償裝置，由一個(gè)多相的諧波補(bǔ)償自飽和電抗器與一個(gè)可投切電容器并聯(lián)組成。飽和電 抗器對(duì)無(wú)功功率實(shí)施控制，而電容器提供超前功率因數(shù)的偏置，具有內(nèi)在的電壓控制能力， 它直接響應(yīng)端電壓的變化而無(wú)需采用晶閘管開(kāi)關(guān)或外部控制來(lái)調(diào)節(jié)電壓。[0007]所述的溫度傳感器將爐體內(nèi)溫度參數(shù)輸入所述的可編程邏輯控制器，然后由該可 編程邏輯控制器輸出信號(hào)控制變壓器與飽和電抗器，對(duì)爐體的加熱電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控 制爐體的升溫方式。[0008]上述的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，其中，所述的溫度傳感器包含爐頭 傳感器、爐芯傳感器以及爐尾傳感器，分別設(shè)置在爐體內(nèi)的前、中、后部。[0009]上述的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，其中，所述的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng) 還包含設(shè)置在爐體外側(cè)作為導(dǎo)體的鋁排。[0010]上述的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，其中，所述的鋁排一端連接爐體，另一端連接變壓器。[0011]本實(shí)用新型提供的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):[0012]該系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)化系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，僅需要一名操作人員簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可掌握。[0013]精確度高，能夠保證升溫速率的穩(wěn)定，極大的保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。


[0014]圖1為本實(shí)用新型的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0015]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步地說(shuō)明。[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，通過(guò)可編 程邏輯控制器(PLC)I進(jìn)行控制，其中，該自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)包含爐體2、變壓器3、飽和電 抗器4以及用于傳回爐體2內(nèi)溫度參數(shù)的溫度傳感器5。本實(shí)用新型采用的爐體2為艾奇 遜爐。[0017]變壓器3與爐體2連接，為該爐體2提供加熱電壓源。[0018]飽和電抗器4設(shè)置在變壓器3上，用于微調(diào)電壓，飽和電抗器4是一種無(wú)功補(bǔ)償裝 置，由一個(gè)多相的諧波補(bǔ)償自飽和電抗器與一個(gè)可投切電容器并聯(lián)組成。飽和電抗器4對(duì) 無(wú)功功率實(shí)施控制，而電容器提供超前功率因數(shù)的偏置，具有內(nèi)在的電壓控制能力，它直接 響應(yīng)端電壓的變化而無(wú)需采用晶閘管開(kāi)關(guān)或外部控制來(lái)調(diào)節(jié)電壓。[0019]溫度傳感器5包含爐頭傳感器51、爐芯傳感器52以及爐尾傳感器53，分別設(shè)置在 爐體2內(nèi)的前、中、后部。[0020]溫度傳感器5將爐體I內(nèi)溫度參數(shù)輸入PLC，然后由該P(yáng)LC輸出信號(hào)控制變壓器3 與飽和電抗器4，對(duì)爐體2的加熱電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制爐體2的升溫方式。[0021]本實(shí)用新型采用帶有PC站7的西門子PLC系統(tǒng)。[0022]自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)還包含設(shè)置在爐體2外側(cè)作為導(dǎo)體的鋁排7。鋁排7—端連 接爐體2，另一端連接變壓器3。[0023]本實(shí)用新型提供的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，在應(yīng)用時(shí)，首先將現(xiàn)場(chǎng) 溫度傳感器5信號(hào)通過(guò)分布I/O站接入西門子PLCl，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理之后，得到爐體2各部位 的實(shí)際溫度。[0024]根據(jù)工藝要求，如變壓器3額定功率升溫或者爐芯、爐邊按固定升溫速率，通過(guò)調(diào) 節(jié)變壓器3和飽和電抗器4，來(lái)滿足要求。[0025]額定功率升溫過(guò)程為:在工藝的某一階段，使用額定功率升溫，即保持變壓器3恒 定功率，對(duì)艾奇遜爐的爐體2經(jīng)行加熱。在這一過(guò)程中，由于電網(wǎng)的波動(dòng)，電壓會(huì)發(fā)生波動(dòng)， 此時(shí)飽和電抗器4根據(jù)電壓的波動(dòng)，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，穩(wěn)定功率。[0026]爐芯、爐邊按固定升溫速率升溫的過(guò)程為:在工藝的某一階段，使用固定升溫速 率，如每小時(shí)爐芯上升5度。根據(jù)爐芯傳感器52信號(hào)，獲得爐芯溫度，獲取周期為500ms，之 后進(jìn)行濾波和求平均值，計(jì)算出每分鐘的升溫速率。與設(shè)定的5度/小時(shí)進(jìn)行比較，自動(dòng)調(diào) 節(jié)飽和電抗器4，保證升溫速率。[0027]由于溫度傳感器5的精度為0.01攝氏度，當(dāng)設(shè)定值在5度每小時(shí)，那么每分鐘為0.083度，因此通常每5分鐘計(jì)算一次升溫速率，其他數(shù)值作為一種參考值，判斷溫度信號(hào) 的干擾。[0028]目前共有7種不同控溫方式，并且可以在滿足某一條件的情況下，自動(dòng)切換。[0029]其中，控溫方式包括:[0030]1.爐芯以固定速率升溫；[0031]2.爐邊以固定速率升溫；[0032]3.以固定功率升溫；[0033]4.保溫；[0034]5.升功率；[0035]6.降功率；[0036]7.恒功率。[0037]轉(zhuǎn)換條件如下:[0038]1.爐芯溫度到達(dá)某一值；[0039]2.爐邊溫度到達(dá)某一值；[0040]3.功率到達(dá)某一值；[0041]4.爐芯-爐邊溫差到達(dá)某一值；[0042]5.電流達(dá)到某一值；[0043]6.時(shí)間達(dá)到某一值。[0044]這些控溫方式可以循環(huán)多次使用，因此可以實(shí)現(xiàn)在設(shè)定好升溫方式后，自動(dòng)完成O 到3000度的升溫過(guò)程。[0045]飽和電抗器4工作原理如下:[0046]采用三相橋整流模塊和IGBT-PWM脈寬調(diào)制方式，調(diào)節(jié)飽和電抗器控制繞組和偏 移繞組電流，完成對(duì)飽和電抗器壓降進(jìn)行調(diào)節(jié)，即調(diào)整整流變壓器閥側(cè)輸出電壓值，達(dá)到穩(wěn) 定輸出電流的目的。飽和電抗器4的調(diào)節(jié)范圍為變壓器4個(gè)檔位之間，即可以在變壓器檔 位不變的情況下，在4個(gè)檔位之間進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)，精度為2V。[0047]本實(shí)用新型提供的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，采用全自動(dòng)溫度監(jiān)控手 段，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入電壓，精確控溫，操作簡(jiǎn)單，高效方便，安全可靠。[0048]盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上 述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于 本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附 的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求1.一種用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，通過(guò)可編程邏輯控制器(I)進(jìn)行控制， 其特征在于，該自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)包含爐體(2)、變壓器(3)、飽和電抗器(4)以及用于傳 回爐體(2)內(nèi)溫度參數(shù)的溫度傳感器(5)；所述的變壓器(3)與爐體(2)連接，為該爐體(2)提供加熱電壓；所述的飽和電抗器(4)設(shè)置在所述的變壓器(3)上；所述的溫度傳感器(5 )將爐體(2 )內(nèi)溫度參數(shù)輸入所述的可編程邏輯控制器(I)，然后 由該可編程邏輯控制器(I)輸出信號(hào)控制變壓器(3 )與飽和電抗器(4 )。
2.如權(quán)利要求1所述的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于，所述的溫 度傳感器(5)包含爐頭傳感器(51)、爐芯傳感器(52)以及爐尾傳感器(53)，分別設(shè)置在爐 體(2)內(nèi)的前、中、后部。
3.如權(quán)利要求1所述的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于，所述的自 動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)還包含設(shè)置在爐體(2)外側(cè)作為導(dǎo)體的鋁排(6)。
4.如權(quán)利要求3所述的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于，所述的鋁 排(6 ) —端連接爐體(2 )，另一端連接變壓器(3 )。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，通過(guò)可編程邏輯控制器進(jìn)行控制，該自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)包含爐體、變壓器、飽和電抗器以及用于傳回爐體內(nèi)溫度參數(shù)的溫度傳感器；變壓器與爐體連接，為該爐體提供加熱電壓源；飽和電抗器設(shè)置在所述的變壓器上；溫度傳感器將爐體內(nèi)溫度參數(shù)輸入所述的可編程邏輯控制器，然后由該可編程邏輯控制器輸出信號(hào)控制變壓器與飽和電抗器本實(shí)用新型提供的用于石墨純化的自動(dòng)化控溫運(yùn)行系統(tǒng)，自動(dòng)運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單，精確度高，安全可靠。
文檔編號(hào)C01B31/04GK202968127SQ20122066466
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者李德偉, 劉順國(guó), 徐海謙, 陳裕發(fā), 黃王英 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)新型材料(浙江)有限公司