CN115480609A - 一种lf精炼炉防止电极折断的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法及系统包括，收集精炼炉下降电极时三相电极的电弧电流实际值，并生成电弧电流曲线；判断所述电弧电流值曲线是否符合当前电流档位下通电过程电极的稳定性，根据判断结果执行相应调节操作；根据所述操作在保护电极无折断风险下，快速调节电流档位升高至极限最佳档位，最大程度提高通电升温速率；当出现紧急自动提升电极，则使用钢包底吹搅拌、补加常用精炼发泡剂或精炼调渣剂措施促进钢包顶渣、化渣和埋弧效果。通过对数据采集和分析，获得电弧电流曲线，通过系统判定当前通电过程中三相电极的三条电弧电流曲线是否稳定，并由判定结果自动执行相应操作，有效防止了通电升温时电极折断的事故发生。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法及系统。
背景技术
近年以来，钢铁冶金行业逐步向绿色化转型，以多消耗废钢降低铁耗的生产工艺成为该行业践行环保事业，体现行业社会责任的重要工艺。但是，铁耗的逐步下降，转炉吹炼供热不足，降低了LF精炼炉的进站钢水温度。一方面，为了匹配生产节奏，常采用增大电流负荷提高升温效率来缩短精炼周期，而大电流下会产生更强大的电磁力作用在电极上。另外一方面，在精炼初期，低温造成的钢包上部顶渣结壳、化渣慢和埋弧效果不稳定，容易造成电极电弧波动大，而电弧波动则带来电流变化，不断波动的电流产生的电磁力作用于电极使导电横臂和电极发生振动。两方面原因使得当前超低铁耗运行下，电极折断事故频发。不但造成高额的电极成本浪费，而且折断的电极导致钢水碳含量超标。将电极从钢包中捞出，则需要投入大量人力物力成本且严重影响生产节奏，增加人员作业安全风险和生产断机事故的频率。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明提供了一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法及系统，能够解决低铁耗工艺下LF精炼炉大电流负荷升温以及精炼初期顶渣结壳、化渣慢、埋弧效果不稳定造成的电极振动大引起频繁折断问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，包括：
收集精炼炉下降电极时三相电极的电弧电流实际值，并生成电弧电流曲线；
判断所述电弧电流值曲线是否符合当前电流档位下通电过程电极的稳定性，根据判断结果执行相应调节操作；
根据所述操作在保护电极无折断风险下，快速调节电流档位升高至极限最佳档位，最大程度提高通电升温速率；
当出现紧急自动提升电极情况，则使用钢包底吹搅拌、补加常用精炼发泡剂或精炼调渣剂措施促进钢包顶渣、化渣和埋弧效果。
作为本发明所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法的一种优选方案，其中：所述相应调节操作包括，保持电流档位操作、提升电流档位操作、降低电流档位操作和紧急提升电极操作。
作为本发明所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法的一种优选方案，其中：所述电弧电流曲线是通过精炼电极系统运行监测获得的数据。
作为本发明所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法的一种优选方案，其中：所述电弧电流曲线特别稳定时，连续20s内未出现电弧电流值超过对应电流档位的电流峰值，自动提升一档电流档位。
作为本发明所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法的一种优选方案，其中：所述电弧电流曲线不稳定时，连续10s内出现2次电弧电流值超过对应电流档位的电流峰值，自动降低一档电流档位。
作为本发明所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法的一种优选方案，其中：所述电弧电流曲线极不稳定时，连续10s内出现6次电弧电流值超过对应电流档位的电流峰值，自动提升电极终止通电，采用钢包底吹搅拌、补加常用精炼发泡剂或精炼调渣剂等措施促进钢包顶渣化渣和埋弧效果后再次下电极通电。
作为本发明所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法的一种优选方案，其中：所述通电过程包括，通电前选择固定电压档位，通电后先用低电流档位然后逐步提升电流负荷提高通电效率。
作为本发明所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法的一种优选方案，其中：所述通电过程还包括，通电后不调节电压档位，只调节电流档位。
本发明还提供如下技术方案，一种LF精炼炉防止电极折断的控制系统，其中：包括，
数据采集模块，采集自定义为正常炉次某一电压档位下的三相电极在各个电流档位时的电弧电流值曲线；
数据分析模块，分析计算出三相电极在各个电流档位下的合理电弧电流峰值并形成峰值曲线；
智能控制模块，用于判定当前电流档位下通电过程电极的稳定性，并自动连锁控制设备执行相应操作，使电极通电前期保证电极稳定运行、不剧烈振动折断的前提下，自动快速调节电流档位升高至极限最佳档位，最大程度提高通电升温速率。
作为本发明所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制系统的一种优选方案，其中：所述判定当前电流档位下通电过程电极的稳定性按是否出现断电极，或是否电流波动值超过某一值进行评估。
本发明的有益效果：本发明提出一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法及系统，通过对数据采集和分析，计算出某一电压档位下通电开始后，三相电极在各个电流档位下的合理电弧电流峰值形成标准峰值曲线，通过系统判定当前通电过程中三相电极的三条电弧电流曲线是否稳定，并由判定结果自动执行相应操作，实现电极稳定运行不剧烈振动而折断的前提下，自动快速调节电流档位升高至极限最佳档位，最大程度提高通电升温速率。对极不稳定的电弧电流曲线，则自动提升电极终止通电，采用钢包底吹搅拌、补加常用精炼发泡剂或精炼调渣剂等措施促进钢包顶渣化渣和埋弧效果后再次下电极通电。有效防止了通电升温时电极折断的事故发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法及系统的方法步骤图；
图2为本发明一个实施例提供的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法及系统的系统结构图；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1-2，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，包括：
S1：收集精炼炉下降电极时三相电极的电弧电流实际值，并生成电弧电流曲线；
应说明的是，三相电极在不同电弧流档位下，实际的电弧电流值会在电流档位设定值附近上下波动，而这种波动可以衡量出当前电极的振动情况，波动越大则代表振动幅度越大，波动频率约高则振动频率也高。通过采集三相电极的电弧电流实际值，就可有效评估电极振动情况。
更进一步的，当精炼炉下降电极时，开始获取ABC三相电极的电弧电流实际值曲线。通电前已选择固定电压档位，通电后开始先用低电流档位然后逐步提升电流负荷提高通电效率。
应说明的是，电压档位在通电前设定，通电后不调节电压档位，只调节电流档位。
还应说明的是，通电开始先用低电流档位然后逐步提升，可以由最低档位逐步提升，也可以由初始档位逐步提升。精炼电极升温电流档位由低到高可分多个档次。
S2：判断所述电弧电流值曲线是否符合当前电流档位下通电过程电极的稳定性，根据判断结果执行相应调节操作；
更进一步的，采集不同电流档位下，电极正常作业是的电弧流波动峰值，并形成标准峰值曲线。
应说明的是，当实际控制时，电弧电流波动在标准峰值曲线范围内，这说明电弧电流波动可控，电极振动处于受控范围具有好的稳定性；当电弧电流波动超出标准峰值曲线范围内，则超出的次数越频繁说明电极振动幅度大、频率高，此时电极越不稳定，存在折断的风险。
还应说明的是，以这种方法来评估电极的稳定性，可以在通电过程中科学而有效地提电流档位，实现在保护电极无折断风险下快速调节电流档位升高至极限最佳档位，最大程度提高通电升温速率。提升电流档位太快则容易造成波动大而折断电极，提升电流档位太慢，则影响通电效率，不能在短时间内将钢水加热到目标温度。
更进一步的，分析通电过程中每一电流档位下，多炉次ABC三相电极正常通电时的电弧电流波动峰值形成标准峰值曲线。
应说明的是，所述电弧电流曲线是通过精炼电极系统运行监测获得的数据。通电正常炉次，可以按是否出现断电极，或是否电流波动值超过某一值等进行自定义评估。
应说明的是，aAI＝MAX(aAI1+aAI 2+…aAIn)，n≥3，aAI表示为电流a档位下A相电极的电弧电流I峰值，n为通电正常炉次；
aBI＝MAX(aBI1+aBI 2+…aBIn)，n≥3，aAI表示为电流a档位下B相电极的电弧电流I峰值，n为通电正常炉次；
aCI＝MAX(aCI1+aCI 2+…aCIn)，n≥3，aAI表示为电流a档位下C相电极的电弧电流I峰值，n为通电正常炉次。
应说明的是，根据采集的ABC三相电极的电弧电流峰值曲线，判断当前电流档位下电极稳定性，并自动执行相应操作。
更进一步的，若ABC三相电极的三条电弧电流曲线中存在连续10s内出现6次电弧电流值超过对应电流档位的电流峰值，则立即连锁自动提升电极终止通电；采用钢包底吹搅拌、补加常用精炼发泡剂或精炼调渣剂等措施促进钢包顶渣化渣和埋弧效果后再次下电极通电。
更进一步的，若ABC三相电极的三条电弧电流曲线中存在连续10s内出现2次电弧电流值超过对应电流档位的电流峰值，则立即连锁自动降低一档电流档位；
更进一步的，若ABC三相电极的三条电弧电流曲线中连续20s内未出现电弧电流值超过对应电流档位的电流峰值，则立即连锁自动提升一档电流档位。
S3：根据所述操作在保护电极无折断风险下，快速调节电流档位升高至极限最佳档位，最大程度提高通电升温速率；
应说明的是，电流档位越高，通电效率越高，在保持电极稳定的前提下，最快稳定保持在高电流档位下才能最大程度提升通电升温效率；但是通电过程要求电弧电流档位要逐步升高。因为起弧和通电前期阶段，过高的电流档位因炉渣温度低、反应慢等原因不能起到埋弧通电效果，暴露的弧流会引起实际电弧电流值产生较大波动，并形成电磁力引起电极振动。
更进一步的，通过系统判定和自动执行相关操作，使电极通电前期保证电极稳定运行不剧烈振动折断的前提下，自动快速调节电流档位升高至极限最佳档位，最大程度提高通电升温速率，解决了低铁耗下通电升温时间长，避免了通电前期电极频繁折断的事故。剂或精炼调渣剂措施，促进钢包顶渣、化渣和埋弧效果。
更进一步的，如果出现紧急自动提升电极，则使用钢包底吹搅拌、补加常用精炼发泡剂或精炼调渣剂等措施，促进钢包顶渣化渣和埋弧效果后再次下电极通电，并执行步骤S1、S2、S3进行控制。出现紧急自动提升电极，说明当前的炉渣埋弧效果极差，很大可能会折断电极，此时应紧急提升，通过钢包底吹搅拌化渣、补加精炼发泡剂和精炼调渣剂等措施对炉渣进行改质处理以提高其埋弧效果后，再次下电极并安装相应控制逐步提升电流档位。
S4：当出现紧急自动提升电极情况，则使用钢包底吹搅拌、补加常用精炼发泡剂或精炼调渣剂措施，促进钢包顶渣、化渣和埋弧效果。
实施例2
参照图1-2，为本发明的一个实施例，提供了一种一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，为了验证本发明的有益效果，通过实验进行科学论证。
表1LF三相电极通电过程情况及电极大幅度振动频率及电极折断情况对比。
由表1可知，改进后的LF精炼炉防止电极折断的通电升温控制方法，一方面极大地提高了通电效率，另外一方面减少了电极超范围振动次数，在电极质量相同的情况下，基本避免了电极折断造成的生产事故，达到本专利创新目的。所述常规方法为人工手动提升电流档位或固定间隔时间提升档位。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，其特征在于：包括，
收集精炼炉下降电极时三相电极的电弧电流实际值，并生成电弧电流曲线；
判断所述电弧电流值曲线是否符合当前电流档位下通电过程电极的稳定性，根据判断结果执行相应调节操作；
根据所述操作在保护电极无折断风险下，快速调节电流档位升高至极限最佳档位，最大程度提高通电升温速率；
当出现紧急自动提升电极情况，则使用钢包底吹搅拌、补加常用精炼发泡剂或精炼调渣剂措施，促进钢包顶渣、化渣和埋弧效果。
2.如权利要求1所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，其特征在于：所述相应调节操作包括，保持电流档位操作、提升电流档位操作、降低电流档位操作和紧急提升电极操作。
3.如权利要求2所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，其特征在于：所述电弧电流曲线是通过精炼电极系统运行监测获得的数据。
4.如权利要求3所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，其特征在于：所述电弧电流曲线特别稳定时，连续20s内未出现电弧电流值超过对应电流档位的电流峰值，自动提升一档电流档位。
5.如权利要求4所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，其特征在于：所述电弧电流曲线不稳定时，连续10s内出现2次电弧电流值超过对应电流档位的电流峰值，自动降低一档电流档位。
6.如权利要求5所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，其特征在于：所述电弧电流曲线极不稳定时，连续10s内出现6次电弧电流值超过对应电流档位的电流峰值，自动提升电极终止通电，采用钢包底吹搅拌、补加常用精炼发泡剂或精炼调渣剂等措施促进钢包顶渣化渣和埋弧效果后再次下电极通电。
7.如权利要求6所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，其特征在于：所述通电过程包括，通电前选择固定电压档位，通电后先用低电流档位然后逐步提升电流负荷提高通电效率。
8.如权利要求7所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制方法，其特征在于：所述通电过程还包括，通电后不调节电压档位，只调节电流档位。
9.一种LF精炼炉防止电极折断的控制系统，其特征在于：包括，
数据采集模块，采集自定义为正常炉次某一电压档位下的三相电极在各个电流档位时的电弧电流值曲线；
数据分析模块，分析计算出三相电极在各个电流档位下的合理电弧电流峰值并形成峰值曲线；
智能控制模块，用于判定当前电流档位下通电过程电极的稳定性，并自动连锁控制设备执行相应操作，使电极通电前期保证电极稳定运行、不剧烈振动折断的前提下，自动快速调节电流档位升高至极限最佳档位，最大程度提高通电升温速率。
10.如权利要求9所述的一种LF精炼炉防止电极折断的控制系统，其特征在于：所述判定当前电流档位下通电过程电极的稳定性按是否出现断电极，或是否电流波动值超过某一值进行评估。
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