炼钢电弧炉防电极折断装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及金属冶炼设备技术领域，具体公开了一种炼钢电弧炉防电极折断装置，包括PLC控制系统，所述PLC控制系统上分别连接有用于测量三相电极下降速度的A相电极测速装置、B相电极测速装置和C相电极测速装置，所述PLC控制系统还连接有用于控制三相电极升降的A相电极升降驱动机构、B相电极升降驱动机构和C相电极升降驱动机构。本实用新型专利技术优点是，其基于控制系统自动检测与执行，检测电极实际下降速度与设定下降速度进行比较，判断电极是否接触到不导电炉料，进一步防止了电极在下降过程中遇导电不良废料时电极被折断的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及金属冶炼设备
，特别是指一种炼钢电弧炉防电极折断装置。
技术介绍
电弧炉熔炼废钢，主要依靠三相电极与废钢料短路起弧来熔炼。在炼钢过程中，电极的正常使用是保证电炉炼钢稳定运行的一个重要条件。如何降低电极消耗，避免无谓的电极损耗，是炼钢企业的一个重要生产考核指标。在电弧炉冶炼过程中，电极的消耗主要分为电极端部消耗、电极侧面氧化消耗、电极折断、电极残部损失、电极端头剥落五种方式。其中电极折断、电极残部损失、电极端头剥落属于非正常消耗。造成电极非正常消耗的原因比较多，在相关的文献资料中都有分析说明。在非正常消耗中，以电极折断事故比较多，造成电极折断的原因主要要从电极质量、电炉操作、系统控制三个方面来分析。由于电极质量、炉内塌料，电极、横臂共振，电极夹持操作不当、电极侧面有道外力碰撞(炉盖旋转和炉体倾动时碰到电极)等都可能造成电极折断，这些原因比较直观。在电弧炉熔化初期，由于炉内不导电炉料造成电极折断事故比较多。如何预判和快速响应以避免由此类原因造成的电极折断事故，是一个比较难处理的问题。三相电极自动工作原理电弧炉熔炼废钢的过程，就是不断地通过三相电极与废钢之间形成电弧，依靠电弧热熔炼废钢。通过电流、电压变送器，采集每相的工作电压、电流信号。通过PLC控制系统设定功率值，自动计算模拟量调节输出信号给液压比例阀或变频器，整个系统构成闭环。液压比例阀或变频器根据PLC输出的模拟量信号值的大小及正负来控制驱动每相电极的升降速度及运行方向。检测、控制框图如图1所示。炉内有不导电炉料时电极的运行情况炼钢炉有手动和自动两种工作模式，在系统自动模式下，可进行手操干预操作。由于炼钢时，三相电极独立运行，尤其是在熔化期电流变化非常快，电极上下往复运动频繁，手动操作难度大，目前一般都采用自动运行模式。在系统自动模式下，高压系统合闸送电给电炉变压器，三相电极带电。通过电压变送器、电流互感器从低压侧采集到的信号传输到PLC控制系统。如果采样电压信号对地电压值大于等于30V(约等于电弧弧柱电压降)时，电极自动下降。当电极接触到导电炉料时，电压值减小；当电压值小于临界值(约10V)时，电极停止下降。炉内两相或三相电极，接触到废钢炉料时短路产生弧流，调节系统根据设定要求计算，控制电极升降。废钢铁料本身具有导电性，但当这些大块的钢铁料表面覆盖一层不导电物质，如冷的钢渣料、石灰、耐火材料等炉料时，电极下降接触到这些炉料时，不会产生弧流，对地电压不会小于临界值，电极会继续下降从而折断电极。当炉内布料不均匀，电极端部与不导电炉料接触面积较小时，电极以倾斜方式下降。这种运行方式，使得电极接头受到很大的弯矩，超过临界质时，从电极接头处折断。不导电炉料使得电极折断，是电炉设备上很常见的一种冶炼事故。从设备角度考虑，目前国内外还没有特别有效的办法，常见的处理办法，一是严格控制入炉废钢料的质量；炉内的废钢铁料的布料工艺。二是根据检测液压回路中电极升降油缸的背压变化率来判断电极是否遇到不导电炉料。严格控制入炉原料、严格控制布料工艺。这种方法有很好的效果，但使得废钢准备工作变得繁琐、工人劳动强度大、废钢准备效率低且造成废钢浪费。检测液压回路中电极升降油缸的背压变化率的本思路是:当电极碰到不导电炉料时，电极由于阻力无法下降，而导致缸内压力降低，检测到压力降低时电控系统指令电极上升，从而避免折断电极。这种方法在实际中并不容易实现，因为液压压力本身波动较大，背压的变化较小，不易检测。再加上电极折断主要是侧向挤压作用的结果，侧向挤压对缸内压力影响并不明显，因此采用这种方法在实际使用中并不理想。因此，采用常规方法仍旧无法从根本解决电极折断事故，当发生电极折断时，除了直接产生电极损失和消耗增加、增加冶炼成本之外，更重要的是造成生产中断，停炉误产造成损失，增加炉前工的工作量，造成高消耗、加长冶炼周期、产量降低、成本提高。因此，如何从根本上解决电炉冶炼过程中因不导电炉料而折断电极的问题，是我们电炉行业一直探讨、摸索、研宄的课题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种炼钢电弧炉防电极折断装置，其基于控制系统自动检测与执行，检测电极实际下降速度与设定下降速度进行比较，判断电极是否接触到不导电炉料，进一步防止了电极在下降过程中遇导电不良废料时电极被折断的问题。为了实现上述目的，本技术采用了以下的技术方案:一种炼钢电弧炉防电极折断装置，包括PLC控制系统，所述PLC控制系统上分别连接有用于测量三相电极下降速度的A相电极测速装置、B相电极测速装置和C相电极测速装置，所述PLC控制系统还连接有用于控制三相电极升降的A相电极升降驱动机构、B相电极升降驱动机构和C相电极升降驱动机构。优选的，所述A相电极测速装置、B相电极测速装置和C相电极测速装置采用精确度在2m的行程内可达0.0lm的位移传感器。优选的，所述A相电极测速装置、B相电极测速装置和C相电极测速装置与PLC控制系统之间均通过测速信号线连接。炼钢电弧炉防电极折断装置的设计原理为:当电弧炉高压送电、系统开始自动点弧时，电极下降；如果碰到炉内废料导电不良时，难以点弧，电极继续下降就容易折断电极。当电极下降碰到炉内不良导电废料时，电极运行速度必然发生变化，即有速度变化率a=dv/dt。根据速度变化率值得大小，从控制软件上分类别处理。根据依据这个原理，设计出电极防折断保护系统。本技术的有益效果在于:采用上述装当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼钢电弧炉防电极折断装置，其特征在于，包括PLC控制系统，所述PLC控制系统上分别连接有用于测量三相电极下降速度的A相电极测速装置、B相电极测速装置和C相电极测速装置，所述PLC控制系统还连接有用于控制三相电极升降的A相电极升降驱动机构、B相电极升降驱动机构和C相电极升降驱动机构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张鲁，董渭峰，王雪峰，
申请(专利权)人：西安华昌电炉成套设备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61