電弧爐斷電極實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)控制裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是電弧爐斷電極實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)控制裝置及控制方法，屬于冶金煉鋼設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電弧爐生產(chǎn)過(guò)程中，常因爐料、設(shè)備、操作及電極本身質(zhì)量問(wèn)題，或以上因素的交互影響而導(dǎo)致電極折斷。此外，由于白班與晚班的電費(fèi)差異，很多鋼廠為了節(jié)省生產(chǎn)成本，往往選擇在電費(fèi)較低的半夜進(jìn)行生產(chǎn)，操作工人長(zhǎng)時(shí)間上夜班也會(huì)因?yàn)槠＞攵韬龃笠猓瑢?dǎo)致折斷電極很長(zhǎng)時(shí)間不被發(fā)現(xiàn)。
[0003]到目前為止還沒(méi)有很好的手段可及時(shí)發(fā)現(xiàn)斷電極情況。然而，斷電極后如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)重新更換電極，至少會(huì)產(chǎn)生以下三方面的后果:1)會(huì)造成電弧爐間歇性停爐，而影響其生產(chǎn)效率及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織工作；2)折斷的電極長(zhǎng)時(shí)間浸泡的鋼水中會(huì)增加電弧爐鋼水含碳量，進(jìn)而導(dǎo)致鋼水質(zhì)量不合格；3)更嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致高壓短路跳閘或損壞電弧爐機(jī)械設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出的是一種電弧爐斷電極實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)控制裝置，其目的旨在克服斷電極不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，能實(shí)時(shí)在線檢測(cè)電極折斷情況、自動(dòng)提升電極升降裝置、切斷高壓電源并發(fā)出聲、色、光三種報(bào)警信號(hào)提醒操作者。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:電弧爐斷電極實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)控制裝置，其結(jié)構(gòu)包括AC1、AC2、AC3三只電流變送器、AV1、AV2、AV3三只電壓變送器、三套液壓壓力檢測(cè)模塊、三只交流電流互感器TA1、TA2、TA3以及PLC ;其中三只交流電流互感器TA1、TA2、TA3與A、B、C三相電極對(duì)應(yīng)相接，三只交流電流互感器TA1、TA2、TA3分別通過(guò)三相過(guò)電流保護(hù)繼電器KC1、KC2、KC3和保護(hù)電阻Rl、R2、R3與電流變送器AC1、AC2、AC3的一端相接，電流變送器AC1、AC2、AC3的另一端與PLC的一端相接，PLC的另一端分別與三相液壓壓力變送器LQl、LQ2、LQ3 相接。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):1)本發(fā)明投資很少，只需增加三套電壓互感器與電流互感器以及液壓壓力變送器及部分PLC模塊；2)可以實(shí)時(shí)在線檢測(cè)到電弧爐煉鋼過(guò)程的斷電極情況；
3)檢測(cè)到斷電極后能切斷高壓、自動(dòng)提升三相電極、發(fā)出報(bào)警提醒操作者，從而不會(huì)因?yàn)閿嚯姌O而造成設(shè)備損壞。
【附圖說(shuō)明】
[0007]附圖1是電弧爐斷電極實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)控制裝置的電氣原理圖。
[0008]附圖2是附圖1中各主要電氣元件之間的關(guān)系示意圖。
[0009]附圖3是電弧爐斷電極實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)控制方法的流程圖。
[0010]附圖1中的A、B、C分別代表三相電極；TA1、TA2、TA3分別為三相交流電流互感器；KCl、KC2、KC3為三相過(guò)電流保護(hù)繼電器；PA1、PA2、PA3為三只交流電流表；R1、R2、R3為保護(hù)電阻；AC1、AC2、AC3為三只電流變送器；PV1、PV2、PV3為三只交流電壓表；AV1、AV2、AV3為三只電壓變送器；LQ1、LQ2、LQ3為三相液壓壓力變送器。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如附圖1、2所示，電弧爐斷電極實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)控制裝置，其結(jié)構(gòu)包括三只電流變送器(AC1、AC2、AC3)、三只電壓變送器(AV1、AV2、AV3)、三套液壓壓力檢測(cè)模塊(該檢測(cè)模塊為外購(gòu)件，型號(hào)為PT212-25MM14B31-20，該模塊的作用是將液壓系統(tǒng)壓力0~15Mpa轉(zhuǎn)換成DC 4~20mA電流信號(hào))以及一套PLC系統(tǒng)(該系統(tǒng)與自動(dòng)控制PLC共用，無(wú)需單獨(dú)增加)，所述PLC系統(tǒng)為中心，工作時(shí)，交流電流互感器TA1~TA3是將A、B、C三相電極的大電流轉(zhuǎn)變成0~5A交流電流，電流變送器AC1~AC3是將0~5A交流電流轉(zhuǎn)變成PLC可直接接受的DC 4~20mA信號(hào)；此外由于交流互感器輸出端不能斷開(kāi)，因此設(shè)計(jì)R1、R2、R3作為保護(hù)電阻，防止交流電流互感器輸出端開(kāi)路；KC1~KC3為三相過(guò)電流保護(hù)繼電器，當(dāng)煉鋼過(guò)程中A、B、C三相電極電流過(guò)大時(shí)，該保護(hù)繼電器會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)高壓電源。
[0012]電壓變送器AV1~AV3是將A、B、C三相電極的電壓值轉(zhuǎn)變成PLC可直接接受的DC4~20mA信號(hào)輸送給PLC系統(tǒng)。
[0013]液壓壓力變送器LQ1~LQ3是將A、B、C三相電極升降液壓缸的液壓壓力值轉(zhuǎn)變成DC 4~20mA信號(hào)輸送給PLC系統(tǒng)。
[0014]本專利設(shè)備再根據(jù)輸入端實(shí)時(shí)送來(lái)的電流信號(hào)、電壓信號(hào)以及三相液壓缸壓力信號(hào)作為診斷依據(jù)，當(dāng)判斷沒(méi)有發(fā)生斷電極時(shí)，便由PLC在其內(nèi)部進(jìn)行PID運(yùn)算，其輸出結(jié)果用于控制A、B、C三相比例閥，微調(diào)電極升降，達(dá)到電弧爐最佳工作狀態(tài)。當(dāng)判斷發(fā)生電極折斷時(shí)，則立即發(fā)出信號(hào)切斷高壓電源，并將A、B、C三相電極升至最高點(diǎn)，同時(shí)發(fā)出聲色光三種報(bào)警信號(hào)提醒操作者。
[0015]如圖3所示，電弧爐斷電極實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)控制方法，包括如下步驟:
I)檢測(cè):電弧爐在正常煉鋼過(guò)程中A、B、C三相的電流、電壓以及液壓系統(tǒng)壓力通常會(huì)在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值附件波動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)較大的差異。但是當(dāng)某相出現(xiàn)斷電極狀況后，電流會(huì)變成零，電壓接近變壓器二次檔位電壓，電極升降缸液壓系統(tǒng)壓力會(huì)比正常值偏小很多。因此本專利設(shè)備主要通過(guò)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)這三種信號(hào)作為判斷是否斷電極依據(jù)。
[0016]電弧爐在正常煉鋼過(guò)程中，三相電極的電流、電壓信號(hào)是平衡的且相對(duì)穩(wěn)定，假設(shè)電流穩(wěn)定值為Ip電壓穩(wěn)定值為V1,因此液壓站上三相的液壓系統(tǒng)壓力也基本穩(wěn)定在某個(gè)值，假設(shè)液壓穩(wěn)定值為AV1。
[0017]2)診斷:在電弧爐煉鋼過(guò)程中當(dāng)檢測(cè)到某相的電流、電壓以及液壓系統(tǒng)壓力狀況與正常工作的三種信號(hào)相比較同時(shí)出現(xiàn)差異，且時(shí)間超過(guò)2秒以上，則認(rèn)為該相電極折斷了。
[0018]當(dāng)出現(xiàn)某相斷電極時(shí)，該相電流立刻變成O (假設(shè)為12)，同時(shí)該相電壓會(huì)馬上變大，接近變壓器檔位輸出電壓(假設(shè)為^)，此外由于斷電極后，電弧爐自動(dòng)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，電極會(huì)自動(dòng)下降很長(zhǎng)一段距離，而此時(shí)