CN114267555A - 一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金生产技术领域，尤其为一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，包括熔融炉A炉和熔融炉B炉两个工位的熔融炉，还包括用于对熔融炉A炉和熔融炉B炉供电的熔融炉主电源和熔融炉烘炉电源；在熔融炉主电源和熔融炉烘炉电源与所述熔融炉A炉和熔融炉B炉之间的电路中接入有多个以并联方式接入电路的转换开关；降低了电网污染；解决了人工拆卸连接电缆的问题，极大提高了工作效率，降低了人力和时间成本；解决大功率变频电源使用效率问题，两个工位实现快速切换，轮流生产不断档，在设备维护期间生产不中断，提高了企业收益，也为设备维护提供了便利，有利于企业指派专业维护人员专心对设备进行维护，降低了设备维护的紧张程度。

Description

一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置

技术领域

本发明属于冶金生产技术领域，具体涉及一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置。

背景技术

冶金，是指从矿物中提取金属或金属化合物，用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺，冶金具有悠久的发展历史，从石器时代到随后的青铜器时代，再到近代钢铁冶炼的大规模发展，人类发展的历史融合了冶金的发展历史，冶金的技术主要包括火法冶金、湿法冶金以及电冶金。

目前我国冶金用铁矿石大多依赖进口，矿石资源一直被澳大利亚等垄断，废钢资源再利用是解决目前困境的重要途径，废钢采用大功率变频感应快速熔炼装备是大趋势，其设备投资少，建设周期短，熔炼速度快。

熔融炉生产运行是周期式的，一定炉龄后要停机拆除废炉衬，然后重新捣筑炉衬再烘炉烧结后投入再运行，然而当前设备无法使主电源与工位熔融炉快速转换，一直制约行业的发展，使用效率低，人工装需要拆除后再安装到另一工位，工作量大、劳动强度高、停机时间长，一般冷却后到可以烘炉投入生产需要6-7天，运营成本高。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，解决双电源与双工位衔接智能转换，即主电源与已经烧结完成的融炉连接，烘炉电源与需要炉衬烧结的融炉连接，能够大大提供装备效率，最大化降低了人工拆卸装配的劳动强调，方便安全可靠。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，包括熔融炉A炉和熔融炉B炉两个工位的熔融炉，还包括用于对所述熔融炉A炉和所述熔融炉B炉供电的熔融炉主电源和熔融炉烘炉电源；在所述熔融炉主电源和所述熔融炉烘炉电源与所述熔融炉A炉和所述熔融炉B炉之间的电路中接入有多个以并联方式接入电路的转换开关；所述熔融炉主电源和所述熔融炉烘炉电源利用转换开关进行主回路转换，实现与所述熔融炉A炉或所述熔融炉B炉之间的电路导通；

所述转换开关包括设置为翻转式安装的动触头、静触头以及控制所述动触头翻转以实现动触头与静触头导通或关断的控制机构总成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制机构总成包括固定绝缘板、输入电极、切换气缸和连接臂，所述输入电极和所述静触头分别安装在所述固定绝缘板的两端，在所述固定绝缘板的底面安装有绝缘安装座，所述切换气缸铰接在所述绝缘安装座上，所述连接臂的顶端与所述动触头的自由端铰接，所述切换气缸的活塞杆与所述连接臂的底端连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述静触头设置为对称分布的两片，所述动触头设置为对称分布的两组，且每组所述动触头均包含间隔分布的两片，同组的两片所述动触头之间为可容纳所述静触头的空隙。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述动触头与所述静触头内均设有水冷夹套。

作为本发明的一种优选技术方案，所述动触头与所述静触头均采用T2铜材，表面镀银。

作为本发明的一种优选技术方案，同组的两个所述动触头之间的空隙小于所述静触头的厚度，且两个所述动触头的边缘面设计为斜面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述切换气缸采用非导磁材料。

作为本发明的一种优选技术方案，所述切换气缸的气口位置处安装有气控单向阀。

作为本发明的一种优选技术方案，所述切换气缸与所述固定绝缘板之间具有双重绝缘结构，所述连接臂与所述动触头之间具有双重绝缘结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述熔融炉主电源内安装有熔融炉变压器，所述熔融炉烘炉电源内安装有烘炉变压器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.烘炉电源在烘炉烧结期基本上全导通，所以功率因数基本上在0.85-0.95之间，当主电源转换到烧结好的熔融炉工位运行时，基本都是在全导通状态下运行，其功率因数基本在0.88-0.95之间，降低了电网污染；

2.解决了人工拆卸连接电缆的问题，极大提高了工作效率，降低了人力和时间成本；

3.大大节省了变压器容量，降低了变压器增容成本，降低了变压器无功损耗，节能降耗十分可观；

4.解决大功率变频电源使用效率问题，两个工位实现快速切换，轮流生产不断档，在设备维护期间生产不中断，提高了企业收益，也为设备维护提供了便利，有利于企业指派专业维护人员专心对设备进行维护，降低了设备维护的紧张程度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的转换开关侧面结构示意图；

图3为本发明中的转换开关正面结构示意图；

图中：1、熔融炉A炉；2、熔融炉B炉；3、熔融炉主电源；4、转换开关；401、固定绝缘板；402、输入电极；403、动触头；404、静触头；405、绝缘安装座；406、切换气缸；407、连接臂；408、水冷夹套；5、熔融炉变压器；6、熔融炉烘炉电源；7、烘炉变压器。

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。

请参阅图1-图3，本发明提供以下技术方案：一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，包括熔融炉A炉1和熔融炉B炉2两个工位的熔融炉，还包括用于对熔融炉A炉1和熔融炉B炉2供电的熔融炉主电源3和熔融炉烘炉电源6；在熔融炉主电源3和熔融炉烘炉电源6与熔融炉A炉1和熔融炉B炉2之间的电路中接入有多个以并联方式接入电路的转换开关4；熔融炉主电源3和熔融炉烘炉电源6利用转换开关4进行主回路转换，实现与熔融炉A炉1或熔融炉B炉2之间的电路导通；转换开关4包括设置为翻转式安装的动触头403、静触头404以及控制动触头403翻转以实现动触头403与静触头404导通或关断的控制机构总成，控制机构总成包括固定绝缘板401、输入电极402、切换气缸406和连接臂407，输入电极402和静触头404分别安装在固定绝缘板401的两端，在固定绝缘板401的底面安装有绝缘安装座405，切换气缸406铰接在绝缘安装座405上，连接臂407的顶端与动触头403的自由端铰接，切换气缸406的活塞杆与连接臂407的底端连接。

以熔融炉A炉1作为正常生产的熔炉为例，那么熔融炉B炉2在熔融炉A炉1生产期间冷却后需要拆除报废的炉衬、日常检查维护保养、捣筑新炉衬时，利用熔融炉烘炉电源6烘熔融炉B炉2后待产使用，熔融炉A炉1和熔融炉B炉2通过转换开关4轮换生产和备产，保证产线长期运行。

该转换装置耐受10KV高电压、满足100000A大电流，满足中频频率范围稳定运行。

具体的，根据附图1、附图2和附图3所示，本实施例中，静触头404设置为对称分布的两片，动触头403设置为对称分布的两组，且每组动触头403均包含间隔分布的两片，同组的两片动触头403之间为可容纳静触头404的空隙；动触头403与静触头404均采用T2铜材，表面镀银，两组动触头403共计四片，在使用时，保证单片动触头403的截面积不低于1500mm²，动接触面不低于截面6倍，镀银厚度不低于0.2mm，最大化降低接触面阻值。

具体的，根据附图1、附图2和附图3所示，本实施例中，在动触头403与静触头404内均设有水冷夹套408，高效散热，保证装置的可靠运行。

具体的，根据附图1、附图2和附图3所示，本实施例中，同组的两个动触头403之间的空隙小于静触头404的厚度，且两个动触头403的边缘面设计为斜面，保证动触头403与静触头404的可靠接触导通，同时当动触头403与静触头404接触后，即静触头404进入两片动触头403之间的空隙内后，产生预紧力，动触头403向内侧夹持静触头404，保证接触良好、牢靠。

具体的，根据附图1、附图2和附图3所示，本实施例中，切换气缸406采用非导磁材料，如铜、铝或者奥氏体材料，切换气缸406的气口位置处安装有气控单向阀，确保转换装置主回路负载运行时气缸位置无一丝位移，切换气缸406与固定绝缘板401之间具有双重绝缘结构，连接臂407与动触头403之间具有双重绝缘结构，确保安全，如采用涂覆绝缘涂层或加设绝缘衬垫的方式。

具体的，根据附图1所示，本实施例中，熔融炉主电源3内安装有熔融炉变压器5，熔融炉烘炉电源6内安装有烘炉变压器7，保证电压符合装置的工作需要，确保安全。

此外，该装置在投入工厂使用时，还具有智能控制系统，通常包括电控部分和气控部分，电控部分主要包括PLC智能控制模块，实现装置的安全运行；气控部分包括气源三联件、压力传感器、二位三通阀、三位五通电磁阀、气控单向阀，通过电磁换向阀给各个切换气缸406同步供气，完成需要的动作。

关于转换和运行：

当熔融炉主电源3需要转换到熔融炉A炉1或熔融炉B炉2炉电极时不满足以下条件无法转换：

1.两个电源工位的整流和逆变均没有启动；

2.气源压力区间满足，供气总阀得电后开启，排空阀关闭；

3.所有动触头403连都是脱开状态，各个连锁信号正常；

4.当熔融炉主电源3已经转换到熔融炉A炉1或熔融炉B炉2炉电极时，熔融炉烘炉电源6无法转换到已经转换连接的熔融炉A炉1或熔融炉B炉2炉电极。

当熔融炉烘炉电源6需要转换到熔融炉A炉1或熔融炉B炉2炉电极时不满足以下条件无法转换：

1.熔融炉主电源3和熔融炉烘炉电源6的整流和逆变均没有启动；

2.气源压力区间满足，供气总阀得电后开启，排空阀关闭；

3.所有动触头403连都是脱开状态，各个连锁信号正常；

4.当熔融炉烘炉电源6已经转换到熔融炉A炉1或熔融炉B炉2炉电极时，熔融炉主电源3无法转换到已经转换连接的熔融炉A炉1或熔融炉B炉2炉电极。

当电源与电炉连接后满足以下条件才能运行：

1.切换气缸406位置信号正确，确认连接正确；

2.两位阀排空管路里空气，PLC画面显示传感器压力信号为零；

3.冷却水流量和压力满足需求。

由附图1可知，该装置具有四组共十二个转换开关4，分别为A1-1、A2-1、A1-2、A2-2、B1-1、B2-1、B1-2、B2-2、B2-3、B1-3、A2-3和A1-3，其中，A1-1、A2-1、A1-2、A2-2号开关用于控制熔融炉主电源3与熔融炉A炉1；B1-1、B2-1、B1-2、B2-2号开关用于控制熔融炉主电源3与熔融炉B炉2；A2-3和A1-3负责熔融炉烘炉电源6与熔融炉A炉1；B2-3和B1-3负责熔融炉烘炉电源6与熔融炉B炉2。

本发明的工作原理及使用流程：本发明的大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，以熔融炉A炉1作为正常生产的熔炉为例，那么熔融炉B炉2在熔融炉A炉1生产期间冷却后需要拆除报废的炉衬、日常检查维护保养、捣筑新炉衬时，利用熔融炉烘炉电源6烘熔融炉B炉2后待产使用，熔融炉A炉1和熔融炉B炉2通过B2-3 B1-3和A2-3A 1-3号转换开关4轮换生产和备产，保证产线长期运行；

转换熔融炉A炉1生产：熔融炉主电源3与熔融炉A炉1之间的转换开关4，即A1-1、A2-1、A1-2、A2-2号开关处于导通状态投入生产，B炉完成拆炉衬、维护保养和打炉衬后，闭合熔融炉烘炉电源6与熔融炉B炉2之间的B2-3、B1-3开关，烘熔融炉B炉2，完成后备产；

转换熔融炉B炉2生产：断开熔融炉主电源3与熔融炉A炉1之间的转换开关4，闭合熔融炉主电源3与熔融炉B炉2之间的转换开关4，即B1-1、B2-1、B1-2、B2-2实现导通，此时熔融炉B炉2投入生产使用，A炉完成拆炉衬、维护保养和打炉衬后，闭合熔融炉烘炉电源6与熔融炉A炉1之间的A2-3、A1-3开关，烘熔融炉A炉1，完成后备产。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：包括熔融炉A炉(1)和熔融炉B炉(2)两个工位的熔融炉，还包括用于对所述熔融炉A炉(1)和所述熔融炉B炉(2)供电的熔融炉主电源(3)和熔融炉烘炉电源(6)；在所述熔融炉主电源(3)和所述熔融炉烘炉电源(6)与所述熔融炉A炉(1)和所述熔融炉B炉(2)之间的电路中接入有多个以并联方式接入电路的转换开关(4)；所述熔融炉主电源(3)和所述熔融炉烘炉电源(6)利用转换开关(4)进行主回路转换，实现与所述熔融炉A炉(1)或所述熔融炉B炉(2)之间的电路导通；

所述转换开关(4)包括设置为翻转式安装的动触头(403)、静触头(404)以及控制所述动触头(403)翻转以实现动触头(403)与静触头(404)导通或关断的控制机构总成。

2.根据权利要求1所述的一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：所述控制机构总成包括固定绝缘板(401)、输入电极(402)、切换气缸(406)和连接臂(407)，所述输入电极(402)和所述静触头(404)分别安装在所述固定绝缘板(401)的两端，在所述固定绝缘板(401)的底面安装有绝缘安装座(405)，所述切换气缸(406)铰接在所述绝缘安装座(405)上，所述连接臂(407)的顶端与所述动触头(403)的自由端铰接，所述切换气缸(406)的活塞杆与所述连接臂(407)的底端连接。

3.根据权利要求2所述的一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：所述静触头(404)设置为对称分布的两片，所述动触头(403)设置为对称分布的两组，且每组所述动触头(403)均包含间隔分布的两片，同组的两片所述动触头(403)之间为可容纳所述静触头(404)的空隙。

4.根据权利要求3所述的一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：在所述动触头(403)与所述静触头(404)内均设有水冷夹套(408)。

5.根据权利要求4所述的一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：所述动触头(403)与所述静触头(404)均采用T2铜材，表面镀银。

6.根据权利要求5所述的一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：同组的两个所述动触头(403)之间的空隙小于所述静触头(404)的厚度，且两个所述动触头(403)的边缘面设计为斜面。

7.根据权利要求2所述的一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：所述切换气缸(406)采用非导磁材料。

8.根据权利要求7所述的一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：所述切换气缸(406)的气口位置处安装有气控单向阀。

9.根据权利要求8所述的一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：所述切换气缸(406)与所述固定绝缘板(401)之间具有双重绝缘结构，所述连接臂(407)与所述动触头(403)之间具有双重绝缘结构。

10.根据权利要求1所述的一种大功率熔融炉电源双工位主回路转换装置，其特征在于：所述熔融炉主电源(3)内安装有熔融炉变压器(5)，所述熔融炉烘炉电源(6)内安装有烘炉变压器(7)。

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