專利名稱：一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及金屬熔煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
感應(yīng)電爐是利用金屬物料的感應(yīng)電效應(yīng)而使物料加熱或熔化的電爐，工頻感應(yīng)電爐是以工業(yè)頻率的電流(50或60赫茲)作為電源的感應(yīng)電爐。
如圖I所示的坩堝式感應(yīng)電爐示意圖，包括金屬爐料001、耐火材料坩堝002、感應(yīng)線圈003、導(dǎo)磁體004和構(gòu)架005。由銅管繞制成的感應(yīng)線圈繞在坩堝外面，金屬爐料裝在坩堝內(nèi)。當(dāng)感應(yīng)線圈通以交流電時(shí)產(chǎn)生交變的縱向磁通，一部分磁通穿過金屬爐料，在金屬爐料表面一定深度內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬爐料因此發(fā)熱直到熔化。在整個(gè)金屬爐料的加熱過程中，熱量從金屬爐料表面向中心傳遞，直到全部金屬爐料熔化，熔煉結(jié)束。目前常用的工頻坩堝式感應(yīng)電爐的熔煉過程中，一般采用爐料熔化成金屬液體以后時(shí)段的最高電壓為電壓上限，電爐的上限電壓為設(shè)定的固定值，而且在熔煉過程中電爐的電壓保持在電壓上限運(yùn)行。金屬爐料的電阻在熔煉的過程中隨著溫度的升高而發(fā)生很大的變化，當(dāng)電爐的電壓為定值時(shí)，導(dǎo)致電爐的能力不能得到最大發(fā)揮，效率低。所以，在工頻感應(yīng)電爐的熔煉過程中采用定值電壓，電爐的工作效率低、能耗高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法及控制系統(tǒng)，通過在熔煉過程中對電爐的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，提高電爐的工作效率?！N坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法，包括向坩堝式工頻感應(yīng)電爐內(nèi)加入第一預(yù)設(shè)量的爐料，保持所述電爐的運(yùn)行電壓維持在第一預(yù)設(shè)電壓值，實(shí)時(shí)檢測所述電爐的運(yùn)行功率，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，依據(jù)預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值調(diào)節(jié)所述電爐的運(yùn)行功率，并將所述電爐的運(yùn)行電壓由第一預(yù)設(shè)電壓值升高至第二預(yù)設(shè)電壓值；所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，解除所述電爐的功率調(diào)節(jié)控制，并保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第二預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，向電爐內(nèi)加入第二預(yù)設(shè)量的爐料；當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第二預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，將所述電爐的運(yùn)行電壓由第二預(yù)設(shè)電壓值降低至第三預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第三預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第三預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐內(nèi)爐料的熔煉溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，結(jié)束熔煉。上述的控制方法，優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)量為第一預(yù)設(shè)量和第二預(yù)設(shè)量之和的50% 60%。
上述的控制方法，優(yōu)選的，向電爐內(nèi)加入爐料的過程為持續(xù)加料過程。上述的控制方法，優(yōu)選的，還包括對所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率、在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間和爐料的熔煉溫度中至少一項(xiàng)進(jìn)行顯示。上述的控制方法，優(yōu)選的，還包括當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率或在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間中任一超出其對應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍時(shí)，觸發(fā)警報(bào)。 上述的控制方法，優(yōu)選的，還包括熔煉結(jié)束后，將所述電爐中的爐料完全傾倒出。一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制系統(tǒng)，包括電壓測量模塊，用于實(shí)時(shí)測量實(shí)時(shí)電爐的運(yùn)行電壓；溫度測量模塊，用于實(shí)時(shí)測量所述電爐內(nèi)的熔煉溫度；第一電壓控制模塊，用于向所述電爐內(nèi)加入第一預(yù)設(shè)量的爐料后，當(dāng)?shù)玫诫妷簻y量模塊測量得到的所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第一預(yù)設(shè)電壓值；功率測量模塊，用于實(shí)時(shí)測量所述電爐的運(yùn)行功率；第二電壓控制模塊，用于當(dāng)所述電爐在所述第一預(yù)設(shè)電壓值條件下，所述電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，將所述電爐的運(yùn)行電壓由第一預(yù)設(shè)電壓值升高至第二預(yù)設(shè)電壓值；功率控制模塊，用于所述爐料的運(yùn)行電壓達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值后，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，依據(jù)預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值調(diào)節(jié)所述電爐的運(yùn)行功率，以及當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，解除所述電爐的功率調(diào)節(jié)控制；第三電壓控制模塊，用于當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第二預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，將所述電爐的運(yùn)行電壓由所述第二預(yù)設(shè)電壓值降低至第三預(yù)設(shè)電壓值并保持在所述第三預(yù)設(shè)電壓值。上述的控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括加料控制模塊，用于依據(jù)所述第一預(yù)設(shè)量和所述第二預(yù)設(shè)量控制爐料的加入。上述的控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括顯示模塊，用于對所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率、在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間和爐料的熔煉溫度中的至少一項(xiàng)進(jìn)行顯示。上述的控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括報(bào)警模塊，用于當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率或在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間任一超出其對應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍時(shí)，觸發(fā)警報(bào)。一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法，包括向坩堝式工頻感應(yīng)電爐內(nèi)加入第一預(yù)設(shè)量的爐料，保持所述電爐的運(yùn)行電壓維持在第一預(yù)設(shè)電壓值，實(shí)時(shí)檢測所述電爐的運(yùn)行功率，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，依據(jù)預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值調(diào)節(jié)所述電爐的運(yùn)行功率，并將所述電爐的運(yùn)行電壓由第一預(yù)設(shè)電壓值升高至第二預(yù)設(shè)電壓值；所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，解除所述電爐的功率調(diào)節(jié)控制，并保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第二預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，向電爐內(nèi)加入第二預(yù)設(shè)量的爐料；當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第二預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，將所述電爐的運(yùn)行電壓由第二預(yù)設(shè)電壓值降低至第三預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第三預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第三預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐內(nèi)爐料的熔煉溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，結(jié)束熔煉。采用本申請的一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法，在爐料熔煉過程中，依據(jù)熔煉的進(jìn)度對電爐的運(yùn)行電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了電爐的工作效率、降低能耗。


為了更清楚地說明本申請實(shí)施 例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是坩堝式感應(yīng)電爐示意圖；圖2是本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法實(shí)施例I的流程圖；圖3是本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法實(shí)施例2的流程圖；圖4是本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法實(shí)施例3的流程圖；圖5是本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制系統(tǒng)實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖I是本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制系統(tǒng)實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖,對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。本發(fā)明的一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法及控制系統(tǒng)應(yīng)用于鑄造鐵用的坩堝式工頻感應(yīng)電爐上，每次熔煉結(jié)束后，將所述電爐中的爐料完全傾倒出，即每熔煉一爐爐料需要清空一次爐。實(shí)際實(shí)施中，每爐熔煉時(shí)間約為2小時(shí)。申請?zhí)枮?5107606的專利中提供了一種能夠調(diào)節(jié)電爐運(yùn)行功率的電路，依據(jù)該專利中的電路，能夠?qū)﹄姞t運(yùn)行功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。參見圖2，示出了本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法實(shí)施例I的流程圖，包括步驟SlOl :向坩堝式工頻感應(yīng)電爐內(nèi)加入第一預(yù)設(shè)量的爐料，保持所述電爐的運(yùn)行電壓維持在第一預(yù)設(shè)電壓值，實(shí)時(shí)檢測所述電爐的運(yùn)行功率，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，依據(jù)預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值調(diào)節(jié)所述電爐的運(yùn)行功率，并將所述電爐的運(yùn)行電壓由第一預(yù)設(shè)電壓值升高至第二預(yù)設(shè)電壓值；
熔煉開始，向坩堝式工頻感應(yīng)電爐內(nèi)加入第一預(yù)設(shè)量的爐料，第一預(yù)設(shè)量為加入爐料總量的50% 60%，實(shí)時(shí)測量電爐的運(yùn)行電壓，當(dāng)所述運(yùn)行電壓沒有達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，調(diào)節(jié)該運(yùn)行電壓到第一預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，保持電爐的運(yùn)行電壓在該第一預(yù)設(shè)電壓值。當(dāng)感應(yīng)電爐的感應(yīng)線圈通以交流電時(shí)產(chǎn)生交變的縱向磁通，一部分磁通穿過爐料，在爐料表面一定深度內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，爐料開始發(fā)熱，溫度升高。保持感應(yīng)電爐的運(yùn)行電壓在第一預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，實(shí)時(shí)測量感應(yīng)電爐的運(yùn)行功率，由于金屬的特性，感應(yīng)電爐內(nèi)的金屬爐料隨著溫度升高，爐料電阻開始時(shí)會升高，導(dǎo)致電爐的功率開始下降。當(dāng)檢測到感應(yīng)電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，依據(jù)預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值調(diào)節(jié)所述電爐的運(yùn)行功率，調(diào)節(jié)感應(yīng)電爐的運(yùn)行功率到預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值范圍，將該電爐的運(yùn)行電壓由第一預(yù)設(shè)電壓值提升至第二預(yù)設(shè)電壓值。 熔煉過程中的加料分為兩次，首次加入為熔煉開始時(shí)的一次加入總加料量的50%
60 %。實(shí)際實(shí)施中，首次加入的爐料量較多，電源的安裝容量也要相應(yīng)的較高，以保證熔煉過程中的電量提供充足。步驟S 102 :所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，解除所述電爐的功率調(diào)節(jié)控制，并保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第二預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，向電爐內(nèi)加入第二預(yù)設(shè)量的爐料；由于電壓與功率的關(guān)聯(lián)性，當(dāng)電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，解除電爐的功率調(diào)節(jié)控制，不再對電爐的功率進(jìn)行控制。電爐的運(yùn)行電壓在第二預(yù)設(shè)電壓值條件下運(yùn)行，隨著熔煉時(shí)間的推進(jìn)，爐料的溫度繼續(xù)升高，當(dāng)電爐的運(yùn)行電壓在第二預(yù)設(shè)電壓值條件下運(yùn)行時(shí)間滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，爐料電阻出現(xiàn)變化，此時(shí)開始向電爐內(nèi)加入第二預(yù)設(shè)量的爐料。熔煉過程中的加料分為兩次第一次為熔煉開始時(shí)，加入過程為持續(xù)加入過程，加料持續(xù)時(shí)間一般達(dá)5min左右，且加入量為加入爐料總量的50% 60% ；第二次為當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，加入爐料過程是分段持續(xù)加料過程，并持續(xù)到熔煉結(jié)束前，且加入量為剩余的全部爐料，即剩余的40% "50% o實(shí)際實(shí)施中，第一預(yù)設(shè)時(shí)間值可根據(jù)生產(chǎn)工藝進(jìn)行設(shè)定。實(shí)際實(shí)施中，兩次加料一般都需要震動給料斗頻繁加料，為防止一次加料過多發(fā)生爆棚，加料是一個(gè)持續(xù)加料的過程，根據(jù)熔池上部余留空間的大小和操作上的可能，結(jié)合工藝設(shè)計(jì)和熔煉經(jīng)濟(jì)性對加料過程進(jìn)行控制。步驟S 103 :當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第二預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，將所述電爐的運(yùn)行電壓由第二預(yù)設(shè)電壓值降低至第三預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第三預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第三預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐內(nèi)爐料的熔煉溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，結(jié)束熔煉。持續(xù)向電爐內(nèi)加入第二預(yù)設(shè)量的爐料，隨著熔煉時(shí)間的推進(jìn)，當(dāng)電爐在第二預(yù)設(shè)電壓值條件下運(yùn)行時(shí)間滿足第二預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，爐料狀態(tài)進(jìn)一步變化，爐料電阻減小，為保證電爐的電功率穩(wěn)定，電效率高，控制降低電爐的運(yùn)行電壓，由第二預(yù)設(shè)電壓值降低至第三預(yù)設(shè)電壓值。保持電爐的運(yùn)行電壓在第三預(yù)設(shè)電壓值，測量電爐內(nèi)爐料的熔煉溫度，當(dāng)測得電爐內(nèi)爐料的熔煉溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，爐料全部熔化為液態(tài)，熔煉結(jié)束。實(shí)際實(shí)施中，第二預(yù)設(shè)時(shí)間值可根據(jù)生產(chǎn)工藝進(jìn)行設(shè)定。實(shí)際實(shí)施中，預(yù)設(shè)溫度可根據(jù)實(shí)際的工藝需要進(jìn)行調(diào)整和設(shè)定。由于功率可以由電壓和電流進(jìn)行簡單計(jì)算得到，實(shí)際實(shí)施時(shí)，對功率進(jìn)行實(shí)時(shí)測量的步驟，也可采用對感應(yīng)電爐的運(yùn)行電流進(jìn)行檢測，設(shè)置運(yùn)行電流的預(yù)設(shè)值，對功率的控制也可通過對運(yùn)行電流的控制得到。
以額定功率6MW、額定爐容20t的坩堝式工頻感應(yīng)電爐為例，爐料的第一預(yù)設(shè)量為10t 12t，即向電爐內(nèi)第一次加入的爐料重量為10t 12t，第一預(yù)設(shè)電壓值為2400V，第二預(yù)設(shè)電壓值為3000V，第三預(yù)設(shè)電壓值大小與第一預(yù)設(shè)電壓值相同，為2400V，電爐的額定運(yùn)行功率為6MW。該20t感應(yīng)電爐的熔煉過程為向電爐內(nèi)加入重量為10t 12t的爐料，實(shí)時(shí)測量電爐的運(yùn)行電壓，當(dāng)所述運(yùn)行電壓沒有達(dá)到2400V時(shí)，調(diào)節(jié)該運(yùn)行電壓到2400V，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到2400V時(shí)，保持電爐的運(yùn)行電壓在2400V的浮動范圍；保持電爐的運(yùn)行電壓在2400V，實(shí)時(shí)測量電爐內(nèi)的運(yùn)行功率，當(dāng)該爐料的功率開始下降時(shí)，保持電爐的當(dāng)前運(yùn)行功率，并將電爐的運(yùn)行電壓由2400V提升至3000V ；保持電爐的運(yùn)行電壓在3000V，當(dāng)電爐的運(yùn)行電壓在3000V條件下運(yùn)行時(shí)間滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，爐料之間電阻組成的導(dǎo)電帶整體電阻下降，解除電爐的功率穩(wěn)定控制，電爐的功率開始回升，向電爐內(nèi)加入剩余的爐料(IOtlt)；加料完成后，隨著熔煉時(shí)間的推進(jìn)，當(dāng)電爐的運(yùn)行電壓在3000V條件下運(yùn)行滿足第二預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，電爐內(nèi)的爐料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，控制降低電爐的運(yùn)行電壓到2400V，保持運(yùn)行電壓在2400V，測量爐料的熔煉溫度，當(dāng)測得電爐內(nèi)爐料的熔煉溫度到達(dá)預(yù)設(shè)溫度時(shí)，爐料全部熔化為液態(tài)，熔煉結(jié)束。參見圖3，示出了本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐的熔煉過程的控制方法實(shí)施例2的流程圖，本實(shí)施例是在實(shí)施例I的步驟S103之后還包括步驟S104 :對所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率、在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間和爐料的熔煉溫度中至少一項(xiàng)進(jìn)行顯示。為了對電爐進(jìn)行熔煉過程中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，對電爐的運(yùn)行電壓、電爐的運(yùn)行功率、電爐的預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間以及爐料的熔煉溫度進(jìn)行顯示，顯示的項(xiàng)目可為任意項(xiàng)或任意幾項(xiàng)。參見圖4，示出了本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐的熔煉過程的控制方法實(shí)施例3的流程圖，本實(shí)施例是在實(shí)施例2的步驟S104之后還包括步驟S105 :當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率或在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間中任一超出其對應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍時(shí)，觸發(fā)警報(bào)。實(shí)際生產(chǎn)中，各個(gè)預(yù)設(shè)值不能完全精準(zhǔn)達(dá)到，可預(yù)先設(shè)定浮動范圍或變化范圍，當(dāng)電爐運(yùn)行過程中的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率和在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間都在其對應(yīng)的范圍內(nèi)時(shí)，表示熔煉過程穩(wěn)定，當(dāng)其中任一項(xiàng)超出浮動范圍，觸發(fā)警報(bào)進(jìn)行報(bào)警，并對超出范圍的項(xiàng)目進(jìn)行顯示。與上述本申請?zhí)峁┑囊环N坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法實(shí)施例相對應(yīng)的，本申請還提供了一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制系統(tǒng)實(shí)施例。參見圖5，示出了本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制系統(tǒng)實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖，該控制系統(tǒng)包括電壓測量模塊101、溫度測量模塊102、第一電壓控制模塊103、功率測量模塊104、功率控制模塊105、第二電壓控制模塊106、第三電壓控制模塊107和加料控制模塊108。熔煉開始，向坩堝式工頻感應(yīng)電爐內(nèi)加入第一預(yù)設(shè)量的爐料，第一預(yù)設(shè)量為加入爐料總量的50% 60%，電壓測量模塊101實(shí)時(shí)測量電爐的運(yùn)行電壓。 從熔煉開始，電壓測量模塊101對電爐的實(shí)時(shí)的運(yùn)行電壓進(jìn)行測量，溫度測量模塊102對電爐內(nèi)爐料的實(shí)時(shí)的溫度進(jìn)行測量，功率測量模塊104對電爐的實(shí)時(shí)的運(yùn)行功率進(jìn)行測量。當(dāng)所述運(yùn)行電壓沒有達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，調(diào)節(jié)該運(yùn)行電壓到第一預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，第一電壓控制模塊103保持電爐的運(yùn)行電壓在該第一預(yù)設(shè)電壓值。當(dāng)感應(yīng)電爐的感應(yīng)線圈通以交流電時(shí)產(chǎn)生交變的縱向磁通，一部分磁通穿過爐料，在爐料表面一定深度內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，爐料開始發(fā)熱，溫度升高。保持感應(yīng)電爐的運(yùn)行電壓在第一預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，功率測量模塊104實(shí)時(shí)測量感應(yīng)電爐的運(yùn)行功率，由于金屬的特性，感應(yīng)電爐內(nèi)的金屬爐料隨著溫度升高，爐料電阻開始時(shí)會升高，導(dǎo)致電爐的功率開始下降。當(dāng)檢測到感應(yīng)電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，功率控制模塊105依據(jù)預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值調(diào)節(jié)所述電爐的運(yùn)行功率，調(diào)節(jié)感應(yīng)電爐的運(yùn)行功率到預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值范圍，第二電壓控制模塊106將該電爐的運(yùn)行電壓由第一預(yù)設(shè)電壓值提升至第二預(yù)設(shè)電壓值。電爐的運(yùn)行電壓在第二預(yù)設(shè)電壓值條件下運(yùn)行，隨著熔煉時(shí)間的推進(jìn)，爐料的電阻下降，當(dāng)電爐的運(yùn)行電壓在第二預(yù)設(shè)電壓值條件下運(yùn)行時(shí)間滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，爐料之間電阻組成的導(dǎo)電帶整體電阻下降，電爐的功率開始回升，此時(shí)功率控制模塊105解除電爐的功率穩(wěn)定控制，并向電爐內(nèi)加入第二預(yù)設(shè)量的爐料。熔煉過程中的加料由加料控制模塊108控制，加料分為兩次，首次加入為熔煉開始時(shí)的一次加入總加料量的50% 60%。第一次為熔煉開始時(shí)，加入過程為持續(xù)加入過程，加料持續(xù)時(shí)間一般達(dá)5min左右，且加入量為加入爐料總量的50% 60% ；第二次為當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，加入爐料過程是分段持續(xù)加料過程，并持續(xù)到熔煉結(jié)束前，且加入量為剩余的全部爐料，即剩余的40% "50% o隨著熔煉時(shí)間的推進(jìn)，當(dāng)電爐在第二預(yù)設(shè)電壓值條件下運(yùn)行時(shí)間滿足第二預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，爐料狀態(tài)進(jìn)一步變化，爐料電阻減小，為保證電爐的電功率穩(wěn)定和電效率高，第三電壓控制模塊107控制降低電爐的運(yùn)行電壓，由第二預(yù)設(shè)電壓值降低至第三預(yù)設(shè)電壓值。
第三電壓控制模塊107保持電爐的運(yùn)行電壓在第三預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)溫度測量模塊102測得電爐內(nèi)爐料的熔煉溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，爐料全部熔化為液態(tài)，達(dá)到熔煉要求，熔煉結(jié)束。參見圖6，示出了本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐的熔煉過程的控制系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例是在實(shí)施例I提供的系統(tǒng)中包括顯示模塊109，用于對所述電爐的運(yùn)行電壓、功率、在預(yù)設(shè)條件下的 運(yùn)行時(shí)間和爐料的熔煉溫度中至少一項(xiàng)進(jìn)行顯示。為了對電爐進(jìn)行熔煉過程中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，顯示模塊109對電爐的運(yùn)行電壓、電爐的功率、電爐的預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間以及爐料的熔煉溫度進(jìn)行顯示，顯示的項(xiàng)目可為任意項(xiàng)或任意幾項(xiàng)。參見圖7，示出了本申請一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐的熔煉過程的控制系統(tǒng)實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例是在實(shí)施例2的提供的系統(tǒng)中還包括報(bào)警模塊110，用于當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率或在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間中任一超出其對應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍時(shí)，觸發(fā)警報(bào)。實(shí)際生產(chǎn)中，各個(gè)預(yù)設(shè)值不能完全精準(zhǔn)達(dá)到，可預(yù)先設(shè)定浮動范圍，當(dāng)電爐運(yùn)行過程中的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率和在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間都在其對應(yīng)的范圍內(nèi)時(shí)，表示熔煉過程穩(wěn)定，當(dāng)其中任一項(xiàng)超出浮動范圍，報(bào)警模塊110觸發(fā)警報(bào)進(jìn)行報(bào)警，并在顯示模塊109中對超出范圍的項(xiàng)目進(jìn)行顯示。實(shí)際實(shí)施中，可在各模塊都設(shè)計(jì)運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率的變化范圍和浮動范圍，各模塊依據(jù)該范圍對電爐的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié)。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見即可。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法，其特征在于，包括 向坩堝式工頻感應(yīng)電爐內(nèi)加入第一預(yù)設(shè)量的爐料，保持所述電爐的運(yùn)行電壓維持在第一預(yù)設(shè)電壓值，實(shí)時(shí)檢測所述電爐的運(yùn)行功率，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，依據(jù)預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值調(diào)節(jié)所述電爐的運(yùn)行功率，并將所述電爐的運(yùn)行電壓由第一預(yù)設(shè)電壓值升高至第二預(yù)設(shè)電壓值； 所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，解除所述電爐的功率調(diào)節(jié)控制，并保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第二預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，向電爐內(nèi)加入第二預(yù)設(shè)量的爐料； 當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第二預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，將所述電爐的運(yùn)行電壓由第二預(yù)設(shè)電壓值降低至第三預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第三預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第三預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)所述電爐內(nèi)爐料的熔煉溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，結(jié)束熔煉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)量為第一預(yù)設(shè)量和第二預(yù)設(shè)量之和的50% 60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，向電爐內(nèi)加入爐料的過程為持續(xù)加料過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，還包括 對所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率、在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間和爐料的熔煉溫度中至少一項(xiàng)進(jìn)行顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，還包括 當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率或在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間中任一超出其對應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍時(shí)，觸發(fā)警報(bào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，還包括 熔煉結(jié)束后，將所述電爐中的爐料完全傾倒出。
7.一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括 電壓測量模塊，用于實(shí)時(shí)測量所述電爐的運(yùn)行電壓； 溫度測量模塊，用于實(shí)時(shí)測量所述電爐內(nèi)的熔煉溫度； 第一電壓控制模塊，用于向所述電爐內(nèi)加入第一預(yù)設(shè)量的爐料后，當(dāng)?shù)玫诫妷簻y量模塊測量得到的所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，保持所述電爐的運(yùn)行電壓為所述第一預(yù)設(shè)電壓值； 功率測量模塊，用于實(shí)時(shí)測量所述電爐的運(yùn)行功率； 第二電壓控制模塊，用于當(dāng)所述電爐在所述第一預(yù)設(shè)電壓值條件下，所述電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，將所述電爐的運(yùn)行電壓由第一預(yù)設(shè)電壓值升高至第二預(yù)設(shè)電壓值； 功率控制模塊，用于所述爐料的運(yùn)行電壓達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值后，當(dāng)所述電爐的運(yùn)行功率降低時(shí)，依據(jù)預(yù)設(shè)的功率設(shè)定值調(diào)節(jié)所述電爐的運(yùn)行功率，以及當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，解除所述電爐的功率調(diào)節(jié)控制； 第三電壓控制模塊，用于當(dāng)所述電爐在所述第二預(yù)設(shè)電壓值條件下的運(yùn)行時(shí)間滿足第二預(yù)設(shè)時(shí)間值時(shí)，將所述電爐的運(yùn)行電壓由所述第二預(yù)設(shè)電壓值降低至第三預(yù)設(shè)電壓值并保持在所述第三預(yù)設(shè)電壓值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 加料控制模塊，用于依據(jù)所述第一預(yù)設(shè)量和所述第二預(yù)設(shè)量控制爐料的加入。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 顯示模塊，用于對所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率、在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間和爐料的熔煉溫度中的至少一項(xiàng)進(jìn)行顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 報(bào)警模塊，用于當(dāng)所述電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率或在預(yù)設(shè)條件下的運(yùn)行時(shí)間任一超出其對應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍時(shí)，觸發(fā)警報(bào)。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法，實(shí)時(shí)測量電爐的運(yùn)行電壓和爐料的熔煉溫度，當(dāng)電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率、爐料的熔煉溫度、電爐在預(yù)設(shè)電壓值條件下運(yùn)行時(shí)間滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，依據(jù)預(yù)設(shè)的電壓值調(diào)節(jié)電爐的運(yùn)行電壓。首次加料時(shí)向坩堝式工頻感應(yīng)電爐加入爐料總量50％~60％的爐料，第二次加料時(shí)加入剩余的爐料。采用本申請的一種坩堝式工頻感應(yīng)電爐熔煉過程的控制方法和控制系統(tǒng)，在爐料熔煉過程中，依據(jù)熔煉的進(jìn)度中電爐的運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率、爐料的熔煉溫度、電爐在預(yù)設(shè)電壓值條件下運(yùn)行時(shí)間滿足預(yù)設(shè)條件情況下，對電爐的運(yùn)行電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了電爐的工作效率、降低能耗。
文檔編號F27B14/20GK102748948SQ201210239370
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者張于彬, 張維 申請人:張于彬