CN103900375B - 电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉系统及方法 - Google Patents
电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉系统及方法，系统结构为：电流互感器与电弧炉三条水冷母线连接；感应的电流通过信号屏蔽线传送给电量变送器，电量变送器将感应的电流信号转换成标准的电量信号送到可编程控制器；压差变送器用于测量炉盖内部和炉盖外部的气体压强差，信号传送到可编程控制器上，可编程控制器对电弧炉水冷母线上的3路电流量和电弧炉内的气体压力值进行分析，得出是否会喷炉的结果，再将该结果变成两路开关信号，一路输送到电极调整机构，另一路输送到报警机构。通过试运行本系统及方法能够有效预防了喷炉事故的发生，保护现场工人的人身安全。该系统设计结构简单，可以直接在原有的电熔镁冶炼电弧炉设备的基础上加以改造实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉系统及方法，属于电弧炉冶炼电熔镁相关技术领域。
背景技术
在电弧炉冶炼电熔镁的过程之中，由于潮湿矿石受热产生大量水蒸气以及矿石分解产生的大量气体没有顺利排出，电弧加热时产生的高温使气体膨胀，导致炉内熔浆通过炉盖门或者炉盖同电极衔接处的缝隙喷出，称为喷炉，喷出的熔浆携带大量的热量造成了能量的损失，如果现场的人员不及时躲避，还会被喷出的熔浆烧伤。因此如何能预防电弧炉冶炼电熔镁时发生喷炉，减少热量损失，防止现场人员被喷出的熔浆烧伤，则是现有技术中有待解决的问题。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种能够有效预防电弧炉喷炉并提醒现场人员及时躲避，提高电弧炉冶炼电熔镁操作安全系数的预警系统及方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉系统，其特征在于：包括电流互感器，电量变送器，压差变送器、可编程控制器、报警机构和电极调整机构；
所述的电流互感器与电弧炉三条水冷母线连接，用于感应水冷母线的电流；感应的电流通过信号屏蔽线传送给电量变送器，电量变送器将感应的电流信号转换成标准的电量信号送到可编程控制器；
所述的压差变送器布置在炉盖上，用于测量炉盖内部和炉盖外部的气体压强差，并将压差转换成标准的电量信号并且通过信号屏蔽线传送到可编程控制器上，可编程控制器将该电量信号进行模数转换处理，并对电弧炉水冷母线上的3路电流量和电弧炉内的气体压力值进行分析，得出是否会喷炉的结果，再将该结果变成两路开关信号，一路输送到电极调整机构，通过提升和降落电极排出电弧炉内的气体，另一路输送到报警机构。
报警机构根据该信号决定是否报警，报警机构发出的报警信号可以是电铃、指示灯或者语音广播，提醒现场的工作人员电弧炉可能会喷炉，注意躲避。
一种电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将可编程控制器中的某一个计数器清零；
（2）采集水冷母线上的电流信号；
（3）判断流过母线上的电流是否超过预定电流I，若结果为否，则返回步骤（1）；
（4）若步骤（3）的结果为是，则继续采集电弧炉炉盖内外的压差信号；
（5）比较炉盖内外的压差是否大于预定压差P，若结果为否，则返回步骤（1）；
（6）若步骤（5）的结果为是，则延时1秒；
（7）计数器加1；
（8）判断计数器的当前值是否大于预定值N，若结果为否，则返回步骤（2）；
（9）若步骤（8）的结果为是，则三根电极同时上升5mm；
（10）报警机构发出报警信号，提醒现场工作人员可能会发生喷炉；
（11）判断母线电流是否停止波动，炉内外压差是否小于给定值P，如果结果为否，则返回步骤（10）；
（12）若步骤（11）的结果为是，则三根电极同时下降5mm，回到原来的位置；
（13）报警机构解除警报，恢复正常冶炼工作，返回步骤（1）。
所述的水冷母线的预定电流I为10000~12000A，
所述计数器的预定值N取10到20。
本发明的有益效果：通过试运行本系统及方法，电熔镁的单吨能耗加少了，冶炼时炉内的熔浆也没有损失，整体产量也有提高，而且电弧炉的三相电流更趋于平衡，电流波动减小，延长了电炉变压器的寿命，减少了电网波动。同时，有效预防了喷炉事故的发生，保护现场工人的人身安全。该方法使用的都是常规器件，实施简单，成本低廉，可以直接在原有的电熔镁冶炼电弧炉设备的基础上加以改造实现。
附图说明
图1是表示电弧炉冶炼电熔镁预防方法的系统框图。
图2是表示电弧炉冶炼电熔镁预防方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，电弧炉冶炼电熔镁预防方法的整个系统包括电流互感器2，电量变送器8，压差变送器7、可编程控制器9、报警机构10和电极调整机构。电流互感器感应电弧炉三条水冷母线1上的电流，感应的电流通过信号屏蔽线6传送给电量变送器8，电量变送器将感应的电流信号转换成标准的电量信号送到可编程控制器9中进行模数转换处理；压差变送器7布置在炉盖4上，测量炉盖内部和炉盖外部的气体压强差，并将压差转换成标准的电量信号并且通过信号屏蔽线6传送到可编程控制器9上，可编程控制器再将该电量信号进行模数转换处理，可编程控制器将流过电弧炉水冷母线上的3路电流量和电弧炉内的气体压力值进行分析，得出是否会喷炉的结果，再将该结果变成两路开关信号，一路输送到电极调整机构11，通过提升和降落电极排出电弧炉内的气体，另一路输送到报警机构10，报警机构10根据该信号决定是否报警，报警机构发出的报警信号可以是电铃、指示灯或者语音广播，提醒现场的工作人员电弧炉可能会喷炉注意躲避。
针对容量为3000KVA的用于冶炼电熔镁的封闭式电弧炉，根据大量的实际生产经验，当任意一相水冷母线上的电流超过12000A并且电流大小以10%到15%的幅度波动，电弧炉炉盖内外的气压差达到1500Pa以上，并且这种状态持续30秒以上的时候，则会产生喷炉现象，原因是，水冷母线上的电流超过12000A说明已经形成熔池，当电弧炉内的气压高于炉外气压1500Pa以上时，这说明电弧炉内部由于矿石分解产生的气体已经开始搅动熔池，这使电极与熔池的接触电阻随之波动，导致流过母线的电流也以10%到15%的幅度波动，此时，如果操作人员不及时调整电极排气，当气体积累的时间达到30秒的时候，电弧炉内部的气体就会使部分熔浆喷出电弧炉。
如图2所示，这里针对容量为3000KVA的用于冶炼电熔镁的封闭式电弧炉进行喷炉预防，给定电流值取12000A，给定压强P取1500Pa，对于计数器的预定值N可以取10到20之间的某一个整数，N越小，预警系统越灵敏。
步骤20为初始动作。在步骤21中，计数器被清零。在步骤22中，可编程控制器采集了水冷母线上的电流信号。在步骤23中，判断流过母线上的电流是否超过了预定电流I，并且以10%到15%的幅度波动，如果结果为是，则进入步骤24。若步骤23的结果为非，则回到步骤21。在步骤25中，判断炉壳内外的压差是否大于预定的压强P，如果结果为是，则进入步骤26。如果步骤25的结果为否，则回到步骤21。步骤26和步骤27的作用是累计满足即将喷炉条件的时间。在步骤28中判断计数器值是否大于预定值N，如果结果为是，则进入步骤29，如果步骤28的结果为否，则回到步骤22。步骤29向上提升电极排气。步骤30发出报警信号提醒现场工作人员可能会发生喷炉。步骤31判断母线电流是否停止波动，炉内外压差是否小于给定值P，如果结果为否，则返回步骤30。步骤32将电极下降到原来的位置。步骤33关闭报警机构，返回步骤21预防下一次喷炉。
Claims (3)
1.一种电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将可编程控制器中的某一个计数器清零；
（2）采集水冷母线上的电流信号；
（3）判断流过母线上的电流是否超过预定电流I，若结果为否，则返回步骤（1）；
（4）若步骤（3）的结果为是，则继续采集电弧炉炉盖内外的压差信号；
（5）比较炉盖内外的压差是否大于预定压差P，若结果为否，则返回步骤（1）；
（6）若步骤（5）的结果为是，则延时1秒；
（7）计数器加1；
（8）判断计数器的当前值是否大于预定值N，若结果为否，则返回步骤（2）；
（9）若步骤（8）的结果为是，则三根电极同时上升5mm；
（10）报警机构发出报警信号，提醒现场工作人员可能会发生喷炉；
（11）判断母线电流是否停止波动，炉内外压差是否小于给定值P，如果结果为否，则返回步骤（10）；
（12）若步骤（11）的结果为是，则三根电极同时下降5mm，回到原来的位置；
（13）报警机构解除警报，恢复正常冶炼工作，返回步骤（1）。
2.根据权利要求1所述的一种电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉的方法，其特征在于：所述的水冷母线的预定电流I为10000~12000A。
3.根据权利要求1所述的一种电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉的方法，其特征在于：所述计数器的预定值N取10到20。
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