[发明专利]埋弧电炉电极插深自动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及埋弧电炉的电极插深控制工艺，尤其是涉及一种埋弧电炉 电极插深自动控制方法。

背景技术

电弧炉是利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的电炉。按加热方式可 分为三种类型：①间接加热电弧炉。电弧在两电极之间产生，不接触物料， 靠热辐射加热物料。这种炉子噪声大，效率低，渐被淘汰。②直接加热电弧炉。 电弧在电极与物料之间产生，直接加热物料；炼钢三相电弧炉是最常用的 直接加热电弧炉。③埋弧电炉，亦称还原电炉或矿热电炉。电极一端埋入 料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料。

其中，埋弧电炉常用于冶炼铁合金，熔炼冰镍、冰铜或者用于其贫化 工艺，以及生产电石(碳化钙)等。其工作过程是通过电极通电加热电炉 中的物料，物料熔化后，在电炉内分三层，最上面一层是加入的物料，第 二层是物料熔化后形成的料渣，第三层，即最下面一层是熔体(产品)， 电极插入的位置要保证与熔体接触，因为熔体接触电阻小，可以获得较好 的加热效果，但电极插入过深，又容易引起熔体温度过高，浪费电能，甚 至损坏电炉；插入过浅，电极与熔体不接触，电极与物料接触电阻大，加 热效果差，甚至，造成弧光，功率因数过低。由于电极埋在高温物料中， 因此无法通过常规手段测量电极插入的深度。

生产实践中通常通过观察电流变化间接判断电极插入的深度，再由人 工手动操作电极的移动，或采用传统的PID闭环调节，追求恒功率的电极 插入的深度的精确控制。但是以上方法均不适于埋弧电炉多参数、大滞后 的生产特点，引起电极频繁上下动作，而且超调严重，造成经常出现弧光、 断电极、电压和电流变化大、电流不平衡、功率因数变化大且偏低等问题， 由此给埋弧电炉的生产带来生产过程不稳定，电能浪费大，对电网冲击大， 电极单耗大，由于翻料或弧光而造成烟尘而使生产环境变得恶劣以及污染 环境等缺陷。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的目的是提供一种埋弧电炉电极插深自动控制方法，该 方法能够有效提高埋弧电炉生产的稳定性，降低对电网的冲击，减少电极 消耗，降低电耗，改善生产环境以及减轻对环境的污染。

为了实现上述目的，根据本发明的埋弧电炉电极插深自动控制方法， 包括以下步骤：

测量埋弧电炉的电极插深电阻值；

比较测量到的电阻值与预设的电阻值以得到电阻差值；

仅当所述电阻差值超过预设的电阻差值阈值且持续时间超过预设的持 续时间时，根据所述电阻差值控制电极升降。

本发明由于同时考虑电阻差值的大小及其持续时间的长短来控制电极 的升降，因此能有效避免电极上下动作频繁和超调严重，进而有利于提高 埋弧电炉生产的稳定性，降低对电网的冲击，减少电极消耗，降低电耗， 改善生产环境以及减轻对环境的污染。

本发明还包括以下附加技术特征：

测量电极供电的功率因数并且用功率因数修正测量到的电阻值。

当测量到的功率因数小于预设的功率因数阈值时发出报警。

测量电极插深电阻的变化；和

当测量到的电极插深电阻的变化大于预设的变化阈值时发出报警。

测量电极插深电阻的变化速度；和

当测量到的电极插深电阻的变化速度大于预设的电阻变化速度阈值时 发出报警。

测量埋弧电炉的炉壁温度；和

当测量到的炉壁温度超出预设的炉壁温度阈值时发出报警。

测量电极移动位置；和

当测量到的电极位置超出预设的极限位置时发出报警。

本发明由于采用了以上附加技术特征，可带来以下有益效果：

由于能够及时获取功率因数(并据此修正测量到的电阻值)、电阻的 变化情况以及变化速度、电极移动位置等参数，并在必要时发出报警，因 此可以帮助操作人员及时判断埋弧电炉内出现的诸如塌料、断极、弧光以 及返料等问题，提示操作人员根据埋弧电炉的工作状况的变化及时采取相 应的处理措施，比如帮助操作人员判定是否需要加电极或换电极，进一步 提高埋弧电炉生产的稳定性。

此外，由于能够测量埋弧电炉的炉壁温度并且在炉壁温度超出预设的 炉壁温度阈值时发出报警，因此有利于提示操作人员及时发现并采取必要 措施防止炉温过高并防止炉壁烧损等。