本發(fā)明涉及陰極加熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種中頻陰極加熱機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的陰極組裝預(yù)熱站一般是石墨質(zhì)陰極炭塊磷生鐵澆鑄工藝前的必須工作站，用于將組合好的陰極和鋼棒通過(guò)絕緣處理后通過(guò)電對(duì)鋼棒加熱。

具體的，工作站可同時(shí)加熱6組組合好的石墨質(zhì)陰極炭塊和鋼棒組合體，分低溫段和高溫段兩段加熱、保溫。爐內(nèi)氣氛氧含量控制在14％以內(nèi)，通過(guò)預(yù)熱后澆鑄的陰極碳?jí)K有效降低陰極鐵炭壓降，降低鋁電解直流電耗，提高電流效率，成品合格率達(dá)99％以上，達(dá)到低成本、低電耗、高效率的目的。工作站主要由框架主體，平臺(tái)小車(chē)(兩臺(tái))，保溫防護(hù)罩，加熱電極，加熱變壓器，控制系統(tǒng)，氣動(dòng)系統(tǒng)，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)等構(gòu)成。控制電壓為三相380vac、50hz，總功率為50kw，主要由plc控制工作。

a)、工作原理：

將組合好的陰極炭塊和鋼棒通過(guò)絕緣處理后，兩側(cè)與中間的接觸器銅塊在氣缸的帶動(dòng)下夾緊鋼棒，使其接觸，由變壓器供電，電纜、接觸器銅塊與鋼棒經(jīng)變壓器構(gòu)成回路，此時(shí)鋼棒成為電阻，對(duì)鋼棒進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱陰極炭塊后澆筑磷鐵。

b)、工作過(guò)程：

將6組碳?jí)K放到1個(gè)臺(tái)平臺(tái)車(chē)上(車(chē)上有定位裝置)，將4根陰極鋼棒與碳?jí)K按工藝要求組裝(每組碳?jí)K有兩個(gè)開(kāi)槽，每個(gè)槽內(nèi)放置2根鋼棒，2根鋼棒中間預(yù)留間隙)，鋼棒與碳?jí)K中間填充絕緣材料，防止導(dǎo)電。操作平臺(tái)車(chē)進(jìn)入加熱工作站內(nèi)指定區(qū)域，平臺(tái)車(chē)會(huì)自動(dòng)定位。放下保溫防護(hù)罩(保溫防護(hù)罩上有多個(gè)溫度傳感器，測(cè)量各個(gè)區(qū)間的溫度)。氣缸工作，工作站兩側(cè)加熱電極將鋼棒夾持(加熱電極內(nèi)有冷卻循環(huán)水回路，防止加熱溫度高電極融化)，工作站中間電極將陰極塊的兩個(gè)鋼棒壓緊，形成電流回路。啟動(dòng)加熱程序?？刂葡到y(tǒng)會(huì)按設(shè)計(jì)好的溫升曲線工作，將陰極和陰極鋼棒預(yù)熱好。陰極組預(yù)熱好后，松開(kāi)電極，升起保溫防護(hù)罩，平臺(tái)車(chē)開(kāi)回初始位置，將另一臺(tái)平臺(tái)車(chē)駛?cè)?，開(kāi)始下一循環(huán)。

然而，上述陰極預(yù)熱站采用電阻加熱方式對(duì)陰極進(jìn)行預(yù)熱，影響加熱的效果，限制使用范圍；此外，上述陰極預(yù)熱站只適合用于現(xiàn)在660ka電解槽內(nèi)的陰極預(yù)熱工作，若電解槽需求陰極尺寸稍微有所改變，該預(yù)熱站就無(wú)法使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種中頻陰極加熱機(jī)，可提高加熱效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種中頻陰極加熱機(jī)，所述中頻陰極加熱機(jī)包括：

第一加熱爐和第二加熱爐，所述第一加熱爐用于對(duì)待處理陰極塊進(jìn)行預(yù)熱處理，所述第二加熱爐用于對(duì)所述陰極塊進(jìn)行加熱處理；

傳送裝置，用于將所述陰極塊依次傳送至所述第一加熱爐和第二加熱爐處；

升降定位裝置，對(duì)應(yīng)所述第一加熱爐及第二加熱爐設(shè)置，用于在所述傳送裝置將所述陰極塊傳送至所述第一加熱爐或第二加熱爐處時(shí)，升起以帶動(dòng)所述陰極塊進(jìn)入所述第一加熱爐或第二加熱爐的加熱區(qū)進(jìn)行加熱，在加熱結(jié)束后，下降使所述陰極塊回到所述傳送裝置上；

中頻電源，分別與所述第一加熱爐和第二加熱爐連接，用于為所述第一加熱爐和第二加熱爐提供供電電壓；

控制器，分別與所述升降定位裝置及中頻電源連接，用于控制所述升降定位裝置的升降以及加熱位置；以及控制控制所述中頻電源的供電頻率，以改變所述第一加熱爐和/或第二加熱爐的加熱情況。

可選的，所述中頻陰極加熱機(jī)還包括：

光電開(kāi)關(guān)，與所述控制器連接，用于檢測(cè)所述陰極塊的當(dāng)前位置信息，并將所述當(dāng)前位置信息發(fā)送至所述控制器；所述控制器根據(jù)所述當(dāng)前位置信息控制所述升降定位裝置的升起。

可選的，所述中頻陰極加熱機(jī)還包括：

計(jì)時(shí)器，與所述控制器連接，用于記錄所述升降定位裝置升起后所述陰極塊的加熱時(shí)間，并將所述加熱時(shí)間發(fā)送至所述控制器；所述控制器根據(jù)所述加熱時(shí)間控制所述升降定位裝置的下降。

可選的，所述中頻陰極加熱機(jī)還包括：

溫度檢測(cè)裝置，與所述控制器連接，且設(shè)置在第一加熱爐和/或第二加熱爐內(nèi)，用于檢測(cè)所述陰極塊的加熱溫度，并將所述加熱溫度發(fā)送至所述控制器。

可選的，所述中頻陰極加熱機(jī)還包括：

變壓器，與外接電源及所述中頻電源連接。

可選的，所述變壓器通過(guò)銅排與所述中頻電源連接，所述中頻電源通過(guò)銅排與所述第一加熱爐、第二加熱爐連接。

可選的，所述銅排上設(shè)置有水冷裝置。

可選的，所述第一加熱爐和第二加熱爐分別包括爐體以及設(shè)置在爐體內(nèi)的感應(yīng)器，所述感應(yīng)器與所述中頻電源連接，用于在通電后，對(duì)所述陰極塊加熱。

可選的，所述感應(yīng)器為加熱線圈。

可選的，所述中頻陰極加熱機(jī)還包括循環(huán)水路裝置，用于為所述感應(yīng)器中的高溫部位降溫；

其中，所述循環(huán)水路裝置包括水箱、第一循環(huán)水管道、第二循環(huán)水管道、第三循環(huán)水管道及閉式冷卻塔；所述水箱與第一循環(huán)水管道連通，所述水箱中的水通過(guò)所述第一循環(huán)水管道進(jìn)入所述感應(yīng)器，對(duì)所述感應(yīng)器中的高溫部位降溫；所述第二循環(huán)水管道與所述閉式冷卻塔連通，所述感應(yīng)器中的水通過(guò)所述第二循環(huán)水管道流入至所述閉式冷卻塔中進(jìn)行冷卻降溫；所述閉式冷卻塔、第三循環(huán)水管道及水箱依次連通，冷卻后的水通過(guò)所述三循環(huán)水管道流入至所述水箱中。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明中頻陰極加熱機(jī)中控制器與中頻電源連接，且所述中頻電源分別與第一加熱爐和第二加熱爐連接，使得通過(guò)控制器控制中頻電源的供電頻率，基于中頻感應(yīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)芯加熱，從而控制第一加熱爐和/或第二加熱爐的加熱情況，提高加熱效果。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中頻陰極加熱機(jī)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

符號(hào)說(shuō)明：

第一加熱爐—1，第二加熱爐—2，升降定位裝置—3，中頻電源—4，控制器—5，變壓器—6，銅排—7。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種中頻陰極加熱機(jī)，其中控制器與中頻電源連接，且所述中頻電源分別與第一加熱爐和第二加熱爐連接，使得通過(guò)控制器控制中頻電源的供電頻率，基于中頻感應(yīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)芯加熱，從而控制第一加熱爐和/或第二加熱爐的加熱情況，提高加熱效果。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明中頻陰極加熱機(jī)包括第一加熱爐1、第二加熱2、傳送裝置、升降定位裝置3、中頻電源4及控制器5。

其中，所述第一加熱爐1用于對(duì)待處理陰極塊進(jìn)行預(yù)熱處理，所述第二加熱爐2用于對(duì)所述陰極塊進(jìn)行加熱處理。優(yōu)選地，所述第一加熱爐1與所述第二加熱爐2并排齊平設(shè)置。

所述傳送裝置用于將所述陰極塊依次傳送至所述第一加熱爐1和第二加熱爐2處。

所述升降定位裝置3對(duì)應(yīng)所述第一加熱爐1及第二加熱爐2設(shè)置，用于在所述傳送裝置將所述陰極塊傳送至所述第一加熱爐1或第二加熱爐2處時(shí)，升起以帶動(dòng)所述陰極塊進(jìn)入所述第一加熱爐1或第二加熱爐2的加熱區(qū)進(jìn)行加熱，在加熱結(jié)束后，下降使所述陰極塊回到所述傳送裝置上。優(yōu)選地，所述升降定位裝置的數(shù)量為多個(gè)，分別設(shè)置在所述第一加熱爐1的進(jìn)料口、出料口，第二加熱爐2的進(jìn)料口、出料口。

所述中頻電源4分別與所述第一加熱爐1和第二加熱爐2連接，用于為所述第一加熱爐1和第二加熱爐2提供供電電壓。

所述控制器5分別與所述升降定位裝置及中頻電源4連接，用于控制所述升降定位裝置的升降以及加熱位置；以及控制控制所述中頻電源4的供電頻率，以改變所述第一加熱爐1和/或第二加熱爐2的加熱情況。其中，所述控制器5可根據(jù)帶加熱處理的陰極塊的尺寸，控制所述升降定位裝置的升起時(shí)刻，以調(diào)整所述加熱位置，從而使得本發(fā)明中頻陰極加熱機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同尺寸陰極塊的加熱處理。

其中，所述控制器5可為plc控制器，在本實(shí)施例中，采用德國(guó)西門(mén)子公司s7－200可編程控制器能實(shí)現(xiàn)機(jī)組調(diào)整控制、手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制、全自動(dòng)控制，同時(shí)根據(jù)各設(shè)備的工藝要求對(duì)設(shè)備上的每一部分實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)功能。

優(yōu)選的，本發(fā)明中頻陰極加熱機(jī)還包括光電開(kāi)關(guān)，所述光電開(kāi)關(guān)與所述控制器5連接，用于檢測(cè)所述陰極塊的當(dāng)前位置信息，并將所述當(dāng)前位置信息發(fā)送至所述控制器；所述控制器根據(jù)所述當(dāng)前位置信息控制所述升降定位裝置的升起。例如當(dāng)所述光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到所述陰極塊達(dá)到所述第一加熱爐1的加熱區(qū)時(shí)，發(fā)送所述當(dāng)前位置至所述控制器5，所述控制器5控制液壓系統(tǒng)將所述升降定位裝置升起，然后通過(guò)第一加熱爐1對(duì)陰極塊加熱；在加熱結(jié)束后，控制升降定位裝置下降，使陰極塊回到傳送裝置上。

進(jìn)一步地，本發(fā)明中頻陰極加熱機(jī)還包括計(jì)時(shí)器，所述計(jì)時(shí)器與所述控制器5連接，用于記錄所述升降定位裝置升起后所述陰極塊的加熱時(shí)間，并將所述加熱時(shí)間發(fā)送至所述控制器；所述控制器5根據(jù)所述加熱時(shí)間控制所述升降定位裝置的下降。具體的，所述控制器5比較加熱時(shí)間與時(shí)間閾值的大小，如果加熱時(shí)間達(dá)到時(shí)間閾值，則控制所述升降定位裝置下降，以停止對(duì)所述陰極塊的加熱，否則繼續(xù)加熱。在本實(shí)施例中，所述時(shí)間閾值為10～15min，則每60min實(shí)際加熱的陰極塊為4～6塊。

此外，本發(fā)明中頻陰極加熱機(jī)還包括溫度檢測(cè)裝置，所述溫度檢測(cè)裝置與所述控制器5連接，且設(shè)置在第一加熱爐1和/或第二加熱爐2內(nèi)，用于檢測(cè)所述陰極塊的加熱溫度，并將所述加熱溫度發(fā)送至所述控制器5。所述控制器5根據(jù)加熱溫度與溫度閾值，確定是否停止加熱或者進(jìn)行降溫處理。在本實(shí)施例中，所述溫度閾值為400～600℃。

此外，本發(fā)明中頻陰極加熱機(jī)還包括變壓器6，所述變壓器6分別與外接電源及所述中頻電源4連接，所述外界電源通過(guò)變壓器6為所述中頻電源提供電能。

可選的，所述變壓器6通過(guò)銅排7與所述中頻電源4連接，所述中頻電源4通過(guò)銅排7與所述第一加熱爐1、第二加熱爐2連接。優(yōu)選的，所述銅排上設(shè)置有水冷裝置。

在本實(shí)施例中，所述中頻電源4的額定功率為5000kw，采用“一拖二”的電源，其變壓器6的容量為5500kva。其中，“一拖二”為由所述中頻電源4供電，使第一加熱爐1和第二加熱爐2同時(shí)工作。在本實(shí)施例中，所述第一加熱爐1和第二加熱爐2的單機(jī)功率為3500kw

進(jìn)一步地，所述中頻電源4的冷卻水軟管采用無(wú)碳膠管，電源進(jìn)線端裝有自動(dòng)空氣斷路器。且不論所述中頻電源4的輸出功率值的大小，本發(fā)明中頻陰極加熱機(jī)的功率因數(shù)始終不小于0.95。且由于所述中頻電源4具有頻率自動(dòng)跟蹤的功能，可使所述中頻電源4和第一加熱爐1和第二加熱爐2之間始終保持最佳的匹配，操作人員無(wú)需切換電容器的連接，從而避免操作因素影響系統(tǒng)的效率。其次，所述中頻電源4產(chǎn)生的高次諧波符合標(biāo)準(zhǔn)jb/t14549-93電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波的要求(在供電電網(wǎng)狀態(tài)正常，線路的短路容量不小于250mva的使用條件下)。所述中頻電源4的起動(dòng)成功率應(yīng)達(dá)100％。電源冷卻水輸入有水壓繼電器，控制當(dāng)無(wú)冷卻水時(shí)禁止起動(dòng)或切斷中頻電源。此外，為使所述中頻電源在使用中安全、穩(wěn)定、可靠，設(shè)置了以下保護(hù)功能：a、主回路短路保護(hù)，b、可控硅過(guò)電壓保護(hù)，c、主回路錯(cuò)相保護(hù)，d、冷卻水溫保護(hù)，e、主回路缺相保護(hù)，f、冷卻水壓低保護(hù)，g、可控硅過(guò)電流保護(hù)，h、漏爐保護(hù)，y、中頻電源故障保護(hù)，j、中頻電爐故障保護(hù)。

所述第一加熱爐1和第二加熱爐2分別包括爐體以及設(shè)置在爐體內(nèi)的感應(yīng)器，所述感應(yīng)器與所述中頻電源4連接，用于在通電后，對(duì)所述陰極塊加熱。在本實(shí)施例中，所述感應(yīng)器為加熱線圈，通過(guò)中頻電磁感應(yīng)的原理進(jìn)行工作的，是圓環(huán)式感應(yīng)線圈性質(zhì)，陰極塊在其中間穿過(guò)。

具體的，根據(jù)選取需求規(guī)格的陰極塊，由天車(chē)吊到上極區(qū)上；由傳送系統(tǒng)傳送至第一加熱爐內(nèi)，待生產(chǎn)線各工作單元處于正常工作狀態(tài)時(shí)，感應(yīng)器通電待料，首先進(jìn)行預(yù)熱，然后傳送至第二加熱爐內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間為10～15分鐘加熱至陰極塊的上部大于400℃，鋼棒小于700℃，然后進(jìn)入澆鑄區(qū)澆鑄。

為避免溫度過(guò)高對(duì)陰極塊造成損傷，本發(fā)明中頻陰極加熱機(jī)還包括循環(huán)水路裝置，用于為所述感應(yīng)器中的高溫部位降溫。

其中，所述循環(huán)水路裝置包括水箱、第一循環(huán)水管道、第二循環(huán)水管道、第三循環(huán)水管道及閉式冷卻塔；所述水箱與第一循環(huán)水管道連通，所述水箱中的水通過(guò)所述第一循環(huán)水管道進(jìn)入所述感應(yīng)器，對(duì)所述感應(yīng)器中的高溫部位降溫；所述第二循環(huán)水管道與所述閉式冷卻塔連通，所述感應(yīng)器中的水通過(guò)所述第二循環(huán)水管道流入至所述閉式冷卻塔中進(jìn)行冷卻降溫；所述閉式冷卻塔、第三循環(huán)水管道及水箱依次連通，冷卻后的水通過(guò)所述三循環(huán)水管道流入至所述水箱中。

本說(shuō)明書(shū)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(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。