CN202925076U - 一种转炉炉体的驱动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种转炉炉体的驱动控制系统，包括：与炉体相连的多个直流电机，多个直流电机的一部分驱动炉体倾转且另一部分驱动炉体回转；多个直流电机驱动装置与多个直流电机一一对应地相连以便对相应的直流电机进行控制；控制器与多个直流电机驱动装置均相连，在炉体进行倾转时，控制器向控制炉体倾转的直流电机驱动装置发送控制指令以控制炉体倾转，在炉体进行回转时，向控制炉体回转的直流电机驱动装置发送控制指令以控制炉体回转。根据本实用新型的转炉炉体的驱动控制系统，具有炉体平稳回转、炉具生产效率高，能耗低且控制精确、自动化程度高、节能、稳定、安全的优点。

Description

一种转炉炉体的驱动控制系统

技术领域

本实用新型涉及冶炼技术领域，特别涉及一种转炉炉体的驱动控制系统。

背景技术

废杂铜因其良好的再生利用特性，一直是铜冶炼和加工工业的重要原料。在“城市矿产”中，再生铜作为来源广和数量大的有色金属而名列第二，再生铜的循环利用已成为我国铜工业的重要组成部分。随着国民经济各领域用铜量的不断增加，再生铜产业的比重将会逐步上升，但是我国再生铜循环利用的水平和国外相比有很大的差距，突出表现在产业集中度低，技术装备水平落后，综合能耗高，污染物排放严重，资源有效利用率低。

针对国内废杂铜冶炼技术长期落后，先进技术和装备依赖进口的局面，最近国内已有一些拥有自主知识产权的先进技术和装备相继出现，并在一些大型废杂铜冶炼项目中得到推广应用。

顶吹转炉作为一种火法冶炼固体废杂铜的专用工业炉具，工艺实质上是一种富氧顶吹技术，它可处理各种品位的废杂铜。顶吹转炉具有原料适应性强，综合能耗低，生产周期短，环保效果好等优点，具有广阔的应用前景。然而现有的对顶吹转炉的控制不够精确，炉体回转不够平稳，炉体的运行安全性存在隐患，倾转容易过多或者过少，造成安全隐患，同时炉具生产效率得不到很好的提升。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种转炉炉体的驱动控制系统，该控制系统具有炉体回转控制平稳、炉具生产效率高，能耗低且控制精确、自动化程度高、节能、稳定、安全的优点。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种转炉炉体的驱动控制系统，其特征在于，包括：多个直流电机，所述多个直流电机与炉体相连，所述多个直流电机的一部分驱动炉体倾转且另一部分驱动所述炉体回转；多个直流电机驱动装置，所述多个直流电机驱动装置与所述多个直流电机一一对应地相连以便对相应的直流电机进行控制；以及控制器，所述控制器与所述多个直流电机驱动装置均相连，其中，在炉体进行倾转时，所述控制器向控制炉体倾转的直流电机驱动装置发送控制指令以便所述控制炉体倾转的直流电机驱动装置通过相应的直流电机控制炉体倾转，在炉体进行回转时，向控制炉体回转的直流电机驱动装置发送控制指令以便控制炉体回转的直流电机驱动装置通过相应的直流电机控制炉体回转。

另外，根据本实用新型上述的转炉炉体的驱动控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

所述转炉炉体的驱动控制系统，还包括：交流电机，所述交流电机与所述炉体相连以驱动所述炉体倾转；以及交流电机驱动装置，所述交流电机驱动装置与所述交流电机相连以对所述交流电机进行控制，其中，在炉体进行倾转且所述控制炉体倾转的直流电机驱动装置发生异常时，所述控制器向所述交流电机驱动装置发送控制指令以便所述交流电机驱动装置通过交流电机控制炉体倾转。

所述转炉炉体的驱动控制系统，还包括：工作站，所述工作站与所述控制器相连以向所述控制器输入控制指令并对炉体的运行状态进行监控。

所述转炉炉体的驱动控制系统，还包括：显示装置，所述显示装置与所述控制器相连以显示所述多个直流电机和所述交流电机的运行状态以及炉体的运行状态。

所述多个直流电机为五个。

所述多个直流电机均为DMI250P型直流电机，所述交流电机为M2QA型交流电机。

根据本实用新型的转炉炉体的驱动控制系统，炉体倾转运动时通过对一台直流电机和一台交流电机的驱动控制解决了工艺正常生产要求并保证事故状态或直流电机异常或者断电下炉体的安全倾转运行，炉体回转运动时通过对一台直流电机驱动控制和采用主从通讯方式对其余控制回转的直流电机的驱动控制，解决了控制炉体回转的直流电机的同步运动，确保炉体平稳回转。正常情况下，由于倾转与回转都采用直流调速控制，为生产过程提供精确的动力，使炉具生产效率得以提高，能耗指标相应降低。炉具的各种运动通过连锁控制，保证在误操作情况下的财产和人身安全。本驱动控制系统具有控制精确、自动化程度高、节能、稳定、安全的优点。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的转炉炉体的驱动控制系统的结构图；以及

图2是根据本实用新型一个实施例的转炉炉体的驱动控制系统的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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实用新型中的具体含义。

以下结合附图描述根据本实用新型实施例的转炉炉体的驱动控制系统。

图1是根据本实用新型一个实施例的转炉炉体的驱动控制系统的结构图。

如图1所示，根据本实用新型实施例的转炉炉体的驱动控制系统100，包括：多个直流电机110、多个直流电机驱动装置120和控制器130。

具体地，多个直流电机110与炉体相连，多个直流电机110的一部分驱动炉体倾转且另一部分驱动炉体回转。多个直流电机驱动装置120与多个直流电机110一一对应地相连以便对相应的直流电机110进行控制。控制器130与多个直流电机驱动装置120均相连，其中，在炉体进行倾转时，控制器130向控制炉体倾转的直流电机驱动装置120发送控制指令以便控制炉体倾转的直流电机驱动装置120通过相应的直流电机110控制炉体倾转，在炉体进行回转时，向控制炉体回转的直流电机驱动装置120发送控制指令以便控制炉体回转的直流电机驱动装置120通过相应的直流电机110控制炉体回转。

根据本实用新型实施例的转炉炉体的驱动控制系统，采用直流电机控制炉体倾转和回转，具有动力输出精确，对炉体位置控制准确的优点。另外，采用多个直流电机同步地对炉体进行驱动，具有炉体回转平稳的优点，另外，该控制系统安全、可靠且稳定。

结合图1，转炉炉体的驱动控制系统100还包括：交流电机140和交流电机驱动装置150。具体而言，交流电机140与炉体相连以驱动炉体倾转。交流电机驱动装置150与交流电机140相连以对交流电机140进行控制，其中，在炉体进行倾转且控制炉体倾转的直流电机驱动装置120发生异常时，控制器130向交流电机驱动装置150发送控制指令以便交流电机驱动装置150通过交流电机140控制炉体倾转。由此，在控制炉体倾转的直流电机发生故障或者断电时，通过交流电机控制炉体倾转，从而保证在直流电机故障以及断电的突发情况下，炉体仍能安全可靠地运行，提高生产效率。

图2是根据本实用新型一个实施例的转炉炉体的驱动控制系统的结构图。

如图2所示的转炉炉体的驱动控制系统，在该示例中，包括5个直流电机110和一个交流电机140。即多个直流电机110为五个，分别为直流电机9、直流电机10、直流电机11、直流电机12和直流电机13。进一步地，多个直流电机110均为DMI250P型直流电机，交流电机140为M2QA型交流电机。

结合图2所示，本实用新型实施例的转炉炉体的驱动控制系统100还包括工作站160，工作站160与控制器130相连以向控制器130输入控制指令并对炉体的运行状态进行监控。进一步地，还包括：显示装置170与控制器130相连以显示多个直流电机110和交流电机140的运行状态以及炉体的运行状态。

再次结合图2，本实用新型实施例的转炉炉体的驱动控制系统的工作原理为：

正常生产情况下，根据工艺操作要求需炉体倾转时，倾转直流电机驱动装置7（即控制炉体倾转的直流电机驱动装置）接受来自控制器130的启停指令；接受来自控制器发送的-10V~+10V的直流电机调速信号，直流电机正反转通过调速信号的极性触发，-10V~0V为反转，0V~+10V为正转；该倾转直流电机驱动装置7并接受相应的直流电机的速度编码器（图中未示出）的速度反馈信号，从而实现对该直流电机速度的闭环控制；并向控制器130输出直流电机转速信号和电流信号，以便控制器130将该信号发送给显示设备170以便显示给操作者或者用户；输出运行、故障、零速信号，表示驱动装置的内部运行情况；输出松闸指令，确保炉体正常倾转。当上述直流电机13发生故障或外部电源停电的情况下，启动交流电机140倾转，倾转交流电机驱动装置8（即交流电机驱动装置150）接受启停指令，接受正反转指令，输出松闸指令，以确保在事故状态下，炉体能正确回到安全位置。直流电机倾转与交流电机倾转作互锁控制。

根据工艺生产要求，例如回转运动只发生在炉体倾转到相对水平面28°的位置，炉体回转时，四台直流电机（即直流电机9、直流电机10、直流电机11以及直流电机12）中一台为主电机，其他三台为从电机。例如直流电机9为主电机，则直流电机驱动装置3接受启停指令；接受正反转指令；接受0V~+10V调速信号，正转与反转两种运动都是通过此调速信号控制转速；接受电机速度编码器速度反馈信号，实现对电机速度的闭环控制；输出直流电机转速信号和电流信号，并通过显示设备170显示；输出运行、故障、零速信号，表示驱动装置的内部运行情况；输出松闸指令，确保炉体正常回转。控制三台从电机（即直流电机10、直流电机11以及直流电机12）的直流电机驱动装置（即直流电机驱动装置4、5、6）与主电机驱动装置3以主从通信方式进行同步运动，并接受对应电机速度编码器速度反馈信号，输出直流电机转速信号和电流信号，输出运行、故障、零速信号。直流电机回转与直流电机倾转作互锁控制。

以图2所示的驱动控制系统在某大型废杂铜冶炼厂实施。入炉物料含铜平均50%以下，可以产出80%左右的黑铜，同时产出含铜小于1%的弃渣。四台回转直流电机（即直流电机9、10、11、12）和一台倾转直流电机（即直流电机13）均采用ABB公司DMI250P型直流电机，电机额定电压DC440V，额定电流DC409A，额定输出功率158kW。一台倾转交流电机（即交流电机140）采用ABB公司M2QA型交流电机，电机额定电压AC380V，额定电流AC23.61A，额定输出功率11kW。该驱动控制系统采用四层结构：

第一层为交直流电机，四台回转直流电机驱动炉体作径向360°回转运动，一台倾转直流电机和一台倾转交流电机驱动炉体作轴向360°倾转运动，通过机械联动装置，使电机输出的动能平稳有效地驱动炉体。

第二层为交直流电机驱动装置，四台回转直流电机驱动装置分别驱动对应的回转直流电机，一台倾转直流电机驱动装置驱动倾转直流电机，一台倾转交流电机驱动装置驱动倾转交流电机。回转时，直流电机驱动装置3为主驱动，直流电机驱动装置4、5和6为从驱动，直流电机驱动装置3接受启停，正反转控制指令，直流电机驱动装置4、5和6通过主从通讯方式与直流电机驱动装置3同步动作。直流电机驱动装置接受对应电机速度编码器速度反馈信号，输出直流电机转速信号和电流信号，输出运行、故障、零速信号，输出松闸指令。

第三层为控制器130，根据现场采集到的炉体倾转角度信号和控制信号，控制直流电机驱动装置3、倾转直流电机驱动装置和倾转交流电机驱动装置的启停、正反转和转速。并根据工艺生产要求，作连锁控制。

第四层为工作站160以及显示设备170以及打印机，工作站集成人机界面，与控制器130通过工业以太网通讯，具有输出控制指令，显示设备170显示驱动装置状态，显示炉体工况，打印归档报表等功能。

根据本实用新型的转炉炉体的驱动控制系统，炉体倾转运动时通过对一台直流电机和一台交流电机的驱动控制解决了工艺正常生产要求并保证事故状态或直流电机异常或者断电下炉体的安全倾转运行，炉体回转运动时通过对一台直流电机驱动控制和采用主从通讯方式对其余控制回转的直流电机的驱动控制，解决了控制炉体回转的直流电机的同步运动，确保炉体平稳回转。正常情况下，由于倾转与回转都采用直流调速控制，为生产过程提供精确的动力，使炉具生产效率得以提高，能耗指标相应降低。炉具的各种运动通过连锁控制，保证在误操作情况下的财产和人身安全。本驱动控制系统具有控制精确、自动化程度高、节能、稳定、安全的优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种转炉炉体的驱动控制系统，其特征在于，包括：

多个直流电机，所述多个直流电机与炉体相连，所述多个直流电机的一部分驱动炉体倾转且另一部分驱动所述炉体回转；

多个直流电机驱动装置，所述多个直流电机驱动装置与所述多个直流电机一一对应地相连以便对相应的直流电机进行控制；以及

控制器，所述控制器与所述多个直流电机驱动装置均相连，其中，在炉体进行倾转时，所述控制器向控制炉体倾转的直流电机驱动装置发送控制指令以便所述控制炉体倾转的直流电机驱动装置通过相应的直流电机控制炉体倾转，在炉体进行回转时，向控制炉体回转的直流电机驱动装置发送控制指令以便控制炉体回转的直流电机驱动装置通过相应的直流电机控制炉体回转。

2.根据权利要求1所述的转炉炉体的驱动控制系统，其特征在于，还包括：

交流电机，所述交流电机与所述炉体相连以驱动所述炉体倾转；以及

交流电机驱动装置，所述交流电机驱动装置与所述交流电机相连以对所述交流电机进行控制，其中，在炉体进行倾转且所述控制炉体倾转的直流电机驱动装置发生异常时，所述控制器向所述交流电机驱动装置发送控制指令以便所述交流电机驱动装置通过交流电机控制炉体倾转。

3.根据权利要求2所述的转炉炉体的驱动控制系统，其特征在于，还包括：

工作站，所述工作站与所述控制器相连以向所述控制器输入控制指令并对炉体的运行状态进行监控。

4.根据权利要求2或3所述的转炉炉体的驱动控制系统，其特征在于，还包括：

显示装置，所述显示装置与所述控制器相连以显示所述多个直流电机和所述交流电机的运行状态以及炉体的运行状态。

5.根据权利要求1所述的转炉炉体的驱动控制系统，其特征在于，所述多个直流电机为五个。

6.根据权利要求1所述的转炉炉体的驱动控制系统，其特征在于，所述多个直流电机均为DMI250P型直流电机，所述交流电机为M2QA型交流电机。

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