CN107339885B - 一种中频阴极加热机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种中频阴极加热机，所述中频阴极加热机包括第一加热炉、第二加热炉、传送装置、升降定位装置、中频电源及控制器，传送装置将阴极块依次传送至第一加热炉和第二加热炉处；升降定位装置升起以带动阴极块进入第一加热炉或第二加热炉的加热区进行加热，在加热结束后，下降使阴极块回到传送装置上；控制器控制升降定位装置的升降以及加热位置；以及控制控制中频电源的供电频率。本发明中频阴极加热机中控制器与中频电源连接，且所述中频电源分别与第一加热炉和第二加热炉连接，使得通过控制器控制中频电源的供电频率，基于中频感应实现无芯加热，从而控制第一加热炉和/或第二加热炉的加热情况，提高加热效果。

Description

一种中频阴极加热机

技术领域

本发明涉及阴极加热技术领域，特别是涉及一种中频阴极加热机。

背景技术

现有的阴极组装预热站一般是石墨质阴极炭块磷生铁浇铸工艺前的必须工作站，用于将组合好的阴极和钢棒通过绝缘处理后通过电对钢棒加热。

具体的，工作站可同时加热6组组合好的石墨质阴极炭块和钢棒组合体，分低温段和高温段两段加热、保温。炉内气氛氧含量控制在14％以内，通过预热后浇铸的阴极碳块有效降低阴极铁炭压降，降低铝电解直流电耗，提高电流效率，成品合格率达99％以上，达到低成本、低电耗、高效率的目的。工作站主要由框架主体，平台小车(两台)，保温防护罩，加热电极，加热变压器，控制系统，气动系统，冷却循环水系统等构成。控制电压为三相380VAC、50Hz，总功率为50KW，主要由PLC控制工作。

a)、工作原理：

将组合好的阴极炭块和钢棒通过绝缘处理后，两侧与中间的接触器铜块在气缸的带动下夹紧钢棒，使其接触，由变压器供电，电缆、接触器铜块与钢棒经变压器构成回路，此时钢棒成为电阻，对钢棒进行预热，预热阴极炭块后浇筑磷铁。

b)、工作过程：

将6组碳块放到1个台平台车上(车上有定位装置)，将4根阴极钢棒与碳块按工艺要求组装(每组碳块有两个开槽，每个槽内放置2根钢棒，2根钢棒中间预留间隙)，钢棒与碳块中间填充绝缘材料，防止导电。操作平台车进入加热工作站内指定区域，平台车会自动定位。放下保温防护罩(保温防护罩上有多个温度传感器，测量各个区间的温度)。气缸工作，工作站两侧加热电极将钢棒夹持(加热电极内有冷却循环水回路，防止加热温度高电极融化)，工作站中间电极将阴极块的两个钢棒压紧，形成电流回路。启动加热程序。控制系统会按设计好的温升曲线工作，将阴极和阴极钢棒预热好。阴极组预热好后，松开电极，升起保温防护罩，平台车开回初始位置，将另一台平台车驶入，开始下一循环。

然而，上述阴极预热站采用电阻加热方式对阴极进行预热，影响加热的效果，限制使用范围；此外，上述阴极预热站只适合用于现在660KA电解槽内的阴极预热工作，若电解槽需求阴极尺寸稍微有所改变，该预热站就无法使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种中频阴极加热机，可提高加热效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种中频阴极加热机，所述中频阴极加热机包括：

第一加热炉和第二加热炉，所述第一加热炉用于对待处理阴极块进行预热处理，所述第二加热炉用于对所述阴极块进行加热处理；

传送装置，用于将所述阴极块依次传送至所述第一加热炉和第二加热炉处；

升降定位装置，对应所述第一加热炉及第二加热炉设置，用于在所述传送装置将所述阴极块传送至所述第一加热炉或第二加热炉处时，升起以带动所述阴极块进入所述第一加热炉或第二加热炉的加热区进行加热，在加热结束后，下降使所述阴极块回到所述传送装置上；

中频电源，分别与所述第一加热炉和第二加热炉连接，用于为所述第一加热炉和第二加热炉提供供电电压；

控制器，分别与所述升降定位装置及中频电源连接，用于控制所述升降定位装置的升降以及加热位置；以及控制控制所述中频电源的供电频率，以改变所述第一加热炉和/或第二加热炉的加热情况。

可选的，所述中频阴极加热机还包括：

光电开关，与所述控制器连接，用于检测所述阴极块的当前位置信息，并将所述当前位置信息发送至所述控制器；所述控制器根据所述当前位置信息控制所述升降定位装置的升起。

可选的，所述中频阴极加热机还包括：

计时器，与所述控制器连接，用于记录所述升降定位装置升起后所述阴极块的加热时间，并将所述加热时间发送至所述控制器；所述控制器根据所述加热时间控制所述升降定位装置的下降。

可选的，所述中频阴极加热机还包括：

温度检测装置，与所述控制器连接，且设置在第一加热炉和/或第二加热炉内，用于检测所述阴极块的加热温度，并将所述加热温度发送至所述控制器。

可选的，所述中频阴极加热机还包括：

变压器，与外接电源及所述中频电源连接。

可选的，所述变压器通过铜排与所述中频电源连接，所述中频电源通过铜排与所述第一加热炉、第二加热炉连接。

可选的，所述铜排上设置有水冷装置。

可选的，所述第一加热炉和第二加热炉分别包括炉体以及设置在炉体内的感应器，所述感应器与所述中频电源连接，用于在通电后，对所述阴极块加热。

可选的，所述感应器为加热线圈。

可选的，所述中频阴极加热机还包括循环水路装置，用于为所述感应器中的高温部位降温；

其中，所述循环水路装置包括水箱、第一循环水管道、第二循环水管道、第三循环水管道及闭式冷却塔；所述水箱与第一循环水管道连通，所述水箱中的水通过所述第一循环水管道进入所述感应器，对所述感应器中的高温部位降温；所述第二循环水管道与所述闭式冷却塔连通，所述感应器中的水通过所述第二循环水管道流入至所述闭式冷却塔中进行冷却降温；所述闭式冷却塔、第三循环水管道及水箱依次连通，冷却后的水通过所述三循环水管道流入至所述水箱中。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明中频阴极加热机中控制器与中频电源连接，且所述中频电源分别与第一加热炉和第二加热炉连接，使得通过控制器控制中频电源的供电频率，基于中频感应实现无芯加热，从而控制第一加热炉和/或第二加热炉的加热情况，提高加热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中频阴极加热机的模块结构示意图。

符号说明：

第一加热炉—1，第二加热炉—2，升降定位装置—3，中频电源—4，控制器—5，变压器—6，铜排—7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种中频阴极加热机，其中控制器与中频电源连接，且所述中频电源分别与第一加热炉和第二加热炉连接，使得通过控制器控制中频电源的供电频率，基于中频感应实现无芯加热，从而控制第一加热炉和/或第二加热炉的加热情况，提高加热效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明中频阴极加热机包括第一加热炉1、第二加热2、传送装置、升降定位装置3、中频电源4及控制器5。

其中，所述第一加热炉1用于对待处理阴极块进行预热处理，所述第二加热炉2用于对所述阴极块进行加热处理。优选地，所述第一加热炉1与所述第二加热炉2并排齐平设置。

所述传送装置用于将所述阴极块依次传送至所述第一加热炉1和第二加热炉2处。

所述升降定位装置3对应所述第一加热炉1及第二加热炉2设置，用于在所述传送装置将所述阴极块传送至所述第一加热炉1或第二加热炉2处时，升起以带动所述阴极块进入所述第一加热炉1或第二加热炉2的加热区进行加热，在加热结束后，下降使所述阴极块回到所述传送装置上。优选地，所述升降定位装置的数量为多个，分别设置在所述第一加热炉1的进料口、出料口，第二加热炉2的进料口、出料口。

所述中频电源4分别与所述第一加热炉1和第二加热炉2连接，用于为所述第一加热炉1和第二加热炉2提供供电电压。

所述控制器5分别与所述升降定位装置及中频电源4连接，用于控制所述升降定位装置的升降以及加热位置；以及控制控制所述中频电源4的供电频率，以改变所述第一加热炉1和/或第二加热炉2的加热情况。其中，所述控制器5可根据带加热处理的阴极块的尺寸，控制所述升降定位装置的升起时刻，以调整所述加热位置，从而使得本发明中频阴极加热机能够实现对不同尺寸阴极块的加热处理。

其中，所述控制器5可为PLC控制器，在本实施例中，采用德国西门子公司S7－200可编程控制器能实现机组调整控制、手动控制、半自动控制、全自动控制，同时根据各设备的工艺要求对设备上的每一部分实现联锁保护功能。

优选的，本发明中频阴极加热机还包括光电开关，所述光电开关与所述控制器5连接，用于检测所述阴极块的当前位置信息，并将所述当前位置信息发送至所述控制器；所述控制器根据所述当前位置信息控制所述升降定位装置的升起。例如当所述光电开关检测到所述阴极块达到所述第一加热炉1的加热区时，发送所述当前位置至所述控制器5，所述控制器5控制液压系统将所述升降定位装置升起，然后通过第一加热炉1对阴极块加热；在加热结束后，控制升降定位装置下降，使阴极块回到传送装置上。

进一步地，本发明中频阴极加热机还包括计时器，所述计时器与所述控制器5连接，用于记录所述升降定位装置升起后所述阴极块的加热时间，并将所述加热时间发送至所述控制器；所述控制器5根据所述加热时间控制所述升降定位装置的下降。具体的，所述控制器5比较加热时间与时间阈值的大小，如果加热时间达到时间阈值，则控制所述升降定位装置下降，以停止对所述阴极块的加热，否则继续加热。在本实施例中，所述时间阈值为10～15min，则每60min实际加热的阴极块为4～6块。

此外，本发明中频阴极加热机还包括温度检测装置，所述温度检测装置与所述控制器5连接，且设置在第一加热炉1和/或第二加热炉2内，用于检测所述阴极块的加热温度，并将所述加热温度发送至所述控制器5。所述控制器5根据加热温度与温度阈值，确定是否停止加热或者进行降温处理。在本实施例中，所述温度阈值为400～600℃。

此外，本发明中频阴极加热机还包括变压器6，所述变压器6分别与外接电源及所述中频电源4连接，所述外界电源通过变压器6为所述中频电源提供电能。

可选的，所述变压器6通过铜排7与所述中频电源4连接，所述中频电源4通过铜排7与所述第一加热炉1、第二加热炉2连接。优选的，所述铜排上设置有水冷装置。

在本实施例中，所述中频电源4的额定功率为5000KW，采用“一拖二”的电源，其变压器6的容量为5500KVA。其中，“一拖二”为由所述中频电源4供电，使第一加热炉1和第二加热炉2同时工作。在本实施例中，所述第一加热炉1和第二加热炉2的单机功率为3500KW

进一步地，所述中频电源4的冷却水软管采用无碳胶管，电源进线端装有自动空气断路器。且不论所述中频电源4的输出功率值的大小，本发明中频阴极加热机的功率因数始终不小于0.95。且由于所述中频电源4具有频率自动跟踪的功能，可使所述中频电源4和第一加热炉1和第二加热炉2之间始终保持最佳的匹配，操作人员无需切换电容器的连接，从而避免操作因素影响系统的效率。其次，所述中频电源4产生的高次谐波符合标准JB/T14549-93电能质量、公用电网谐波的要求(在供电电网状态正常，线路的短路容量不小于250MVA的使用条件下)。所述中频电源4的起动成功率应达100％。电源冷却水输入有水压继电器，控制当无冷却水时禁止起动或切断中频电源。此外，为使所述中频电源在使用中安全、稳定、可靠，设置了以下保护功能：A、主回路短路保护，B、可控硅过电压保护，C、主回路错相保护，D、冷却水温保护，E、主回路缺相保护，F、冷却水压低保护，G、可控硅过电流保护，H、漏炉保护，Y、中频电源故障保护，J、中频电炉故障保护。

所述第一加热炉1和第二加热炉2分别包括炉体以及设置在炉体内的感应器，所述感应器与所述中频电源4连接，用于在通电后，对所述阴极块加热。在本实施例中，所述感应器为加热线圈，通过中频电磁感应的原理进行工作的，是圆环式感应线圈性质，阴极块在其中间穿过。

具体的，根据选取需求规格的阴极块，由天车吊到上极区上；由传送系统传送至第一加热炉内，待生产线各工作单元处于正常工作状态时，感应器通电待料，首先进行预热，然后传送至第二加热炉内进行加热，加热时间为10～15分钟加热至阴极块的上部大于400℃，钢棒小于700℃，然后进入浇铸区浇铸。

为避免温度过高对阴极块造成损伤，本发明中频阴极加热机还包括循环水路装置，用于为所述感应器中的高温部位降温。

其中，所述循环水路装置包括水箱、第一循环水管道、第二循环水管道、第三循环水管道及闭式冷却塔；所述水箱与第一循环水管道连通，所述水箱中的水通过所述第一循环水管道进入所述感应器，对所述感应器中的高温部位降温；所述第二循环水管道与所述闭式冷却塔连通，所述感应器中的水通过所述第二循环水管道流入至所述闭式冷却塔中进行冷却降温；所述闭式冷却塔、第三循环水管道及水箱依次连通，冷却后的水通过所述三循环水管道流入至所述水箱中。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种中频阴极加热机，其特征在于，所述中频阴极加热机包括：

第一加热炉和第二加热炉，所述第一加热炉用于对待处理阴极块进行预热处理，所述第二加热炉用于对所述阴极块进行加热处理；

传送装置，用于将所述阴极块依次传送至所述第一加热炉和第二加热炉处；

升降定位装置，对应所述第一加热炉及第二加热炉设置，用于在所述传送装置将所述阴极块传送至所述第一加热炉或第二加热炉处时，升起以带动所述阴极块进入所述第一加热炉或第二加热炉的加热区进行加热，在加热结束后，下降使所述阴极块回到所述传送装置上；

中频电源，分别与所述第一加热炉和第二加热炉连接，用于为所述第一加热炉和第二加热炉提供供电电压；

控制器，分别与所述升降定位装置及中频电源连接，用于控制所述升降定位装置的升降以及加热位置；以及控制控制所述中频电源的供电频率，以改变所述第一加热炉和/或第二加热炉的加热情况；

光电开关，与所述控制器连接，用于检测所述阴极块的当前位置信息，并将所述当前位置信息发送至所述控制器；所述控制器根据所述当前位置信息控制所述升降定位装置的升起；

计时器，与所述控制器连接，用于记录所述升降定位装置升起后所述阴极块的加热时间，并将所述加热时间发送至所述控制器；所述控制器根据所述加热时间控制所述升降定位装置的下降。

2.根据权利要求1所述的中频阴极加热机，其特征在于，所述中频阴极加热机还包括：

温度检测装置，与所述控制器连接，且设置在第一加热炉和/或第二加热炉内，用于检测所述阴极块的加热温度，并将所述加热温度发送至所述控制器。

3.根据权利要求1所述的中频阴极加热机，其特征在于，所述中频阴极加热机还包括：

变压器，与外接电源及所述中频电源连接。

4.根据权利要求3所述的中频阴极加热机，其特征在于，所述变压器通过铜排与所述中频电源连接，所述中频电源通过铜排与所述第一加热炉、第二加热炉连接。

5.根据权利要求4所述的中频阴极加热机，其特征在于，所述铜排上设置有水冷装置。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的中频阴极加热机，其特征在于，所述第一加热炉和第二加热炉分别包括炉体以及设置在炉体内的感应器，所述感应器与所述中频电源连接，用于在通电后，对所述阴极块加热。

7.根据权利要求6所述的中频阴极加热机，其特征在于，所述感应器为加热线圈。

8.根据权利要求6所述的中频阴极加热机，其特征在于，所述中频阴极加热机还包括循环水路装置，用于为所述感应器中的高温部位降温；

其中，所述循环水路装置包括水箱、第一循环水管道、第二循环水管道、第三循环水管道及闭式冷却塔；所述水箱与第一循环水管道连通，所述水箱中的水通过所述第一循环水管道进入所述感应器，对所述感应器中的高温部位降温；所述第二循环水管道与所述闭式冷却塔连通，所述感应器中的水通过所述第二循环水管道流入至所述闭式冷却塔中进行冷却降温；所述闭式冷却塔、第三循环水管道及水箱依次连通，冷却后的水通过所述三循环水管道流入至所述水箱中。