专利名称：黄磷炉电极自动控制系统处理炉料结拱的方法
技术领域：
本发明涉及一种电极自动控制系统处理炉料结拱的方法，尤其是涉及一种黄磷炉电极自 动控制系统处理炉料结拱的方法。
背景技术：
黄磷炉，属矿热炉系列的一种，冶炼的产品是黄磷，它冶炼的核心理论是通过电离空 气形成定向高温离子流-电弧，将电能转换成热能，为还原反应提供足够高的温度场。电弧 的状态取决于电极端头和放电体的距离、放电体的导电性、电压以及电极周围的温度和炉料 介质的电阻特性。
在黄磷炉冶炼过程中，经常出现炉料在炉内形成结拱的现象，结拱严重时会形成较大规 模塌料发生，较大规模的塌料会导致断电极事故的发生。为了避免炉内较大规模的炉料结拱 ，通常都是依靠人工凭个人经验升降电极的方法来解决，也有采用PLC控制电极升降的方法 来处理炉料结拱的现象，但也是基于和人工控制相同的方法，二者的共同缺点是人工操作的 随意性大、劳动强度大、三相功率不平衡、电耗高、产量低、矿石回收率低。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种通过计算机定时升降电极来处理黄磷 炉炉料结拱的方法，有效地消除了炉内炉料结拱的现象。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种黄磷炉电极自动控制系统处理炉料结 拱的方法，首先依据炉料状况和冶炼过程，计算出所需冶炼时间，并据此选择一个或多个时 间点，在每个时间点到来时，首先由计算机控制全部电极或某组电极同时上升，随着电极的 不断上升，电极电流逐渐变小，直到全部电极或该组电极的电流均小于某一设定值时，全部 电极或该组电极便停止上升，转为同时下降，随着电极的不断下降，电极电流逐渐变大，直 到任何一个电极的电流大于规定的冶炼要求值时，全部电极或该组电极便停止下降，转入自 动运行状态，直至下一个时间点的到来或直至冶炼结束。
本发明具体的计算方法如下
设三个电极A、 B、 C的电流值分别为IA、 IB、 IC，电极到顶的电流设定值为AECURRENT， 冶炼设定值为AFCURRENT，死区设定值为AFDEAD，
在每一个时间点到来时，首先由计算机控制三个电极全部上升，在上升过程中，判断是
3否满足下列条件
IA《AECURRENT (1-1) IB《AECURRENT (1-2) IC《AECURRENT (l-3)
当式(1-1)、式(1-2)和式(1-3)全部满足时，计算机发出指令，控制三相电极停 止上升，转为下降；在三相电极下降过程中，判断是否满足下列条件 IA 2s AFCURRENT-AFDEAD (1-4) IB 2s AFCURRENT-AFDEAD (1-5) IC 2s AFCURRENT-AFDEAD (1-6)
当式(1-4)、式(1-5)和式(1-6)中任何一个条件满足时，计算机发出指令，控制 三相电极停止下降，电极转为自动运行状态，直至下一个时间点到来，或直至冶炼时间结束
本发明的积极效果是由于采用了计算机在每个确定的时间点控制全部电极同时上升和 下降的方式，来对炉料结拱进行处理，避免炉内较大规模结拱现象的形成和断电极事故的发 生，可以有效地保护电极不被折断，维持冶炼过程的正常进行，达到提高电、热效率，降低 冶炼电耗，提高产量的目的。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明。 图l是本发明控制电路方框示意图。
图中GK-隔离开关，ZK-真空开关，B-变压器，L-电流互感器，M-电动机，LCD-显示屏 ，J-继电器。
具体实施例方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征 和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述， 均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。S卩，除非特别叙述，每个特征只是一 系列等效或类似特征中的一个例子而已。
图l是本发明的控制电路方框示意图，电网110KV(35KV)三相交流电经隔离开关GK、真空 开关ZK接入矿热炉变压器B初级，经变换后在变压器B的次级输出80V到500V的三相交流电，通过由大截面铜管或铜板、软铜电缆组成的大截面短网、导电装置和石墨电极相接，进入炉 内，提供电功率。
在变压器B的初级或次级装有电流互感器L，输出0-5安培的交流电流信号，经信号转换 器变换为0-5V (或0-10V)的直流电压模拟信号，提供给A/D采样板；另一路三相交流电压信 号直接取自变压器B次级出线排上，是0-500V交流电压信号，经信号转换器变换为0-5V或 0-10V直流电压模拟信号，提供给A/D采样板；A/D采样板将上述六路直流电压模拟信号转换 为六路数字信号供计算机运算；同时，十四路或二十路手动控制开关信号、十二路限位控制 开关信号通过I/0输入/瑜出板接入计算机进行运算，经计算机处理后，输出信号给电机驱动 系统或液压驱动系统，从而实现电机驱动系统或液压驱动系统带动电极升降机构驱动电极上 、下运动，从而改变炉内电功率的大小；控制信号的设定值通过键盘输入到计算机内存储。
本发明的设计原理是首先依据炉料状况和冶炼过程，计算出所需冶炼时间，并据此选 择一个或多个时间点，在每个时间点到来时，首先由计算机控制全部电极或某组电极同时上 升，随着电极的不断上升，电极电流逐渐变小，直到全部电极或该组电极的电流均小于某一 设定值时，全部电极或该组电极便停止上升，转为同时下降，随着电极的不断下降，电极电 流逐渐变大，直到任何一个电极的电流大于规定的冶炼要求值时，全部电极或该组电极便停 止下降，转入自动运行状态，直至下一个时间点的到来或直至冶炼结束。选择时间点越多， 消除炉料结拱的效果就越好，但操纵电极升降的时间点太多，又会降低电、热效率、增加电 耗，因此通常选取1至3个时间点比较合适，既能有效地处理炉料结拱的问题，又不至于增加 过多的电耗，影响冶炼效率。
本发明具体的计算方法如下
设三个电极A、 B、 C的电流值分别为IA、 IB、 IC，电极到顶的电流设定值为AECURRENT， 冶炼设定值为AFCURRENT，死区设定值为AFDEAD，
在每一个时间点到来时，首先由计算机控制三个电极全部上升，在上升过程中，判断是 否满足下列条件
IA《AECURRENT (1-1)
IB《AECURRENT (1-2)
IC《AECURRENT (l-3)
当式(1-1)、式(1-2)和式(1-3)全部满足时，计算机发出指令，控制三相电极停 止上升，转为下降；在三相电极下降过程中，判断是否满足下列条件 IA 2; AFCURRENT-AFDEAD (l-4)
5IB 2; AFCURRENT-AFDEAD (1-5) IC 2; AFCURRENT-AFDEAD (1-6)
当式(1-4)、式(1-5)和式(1-6)中任何一个条件满足时，计算机发出指令，控制 三相电极停止下降，电极转为自动运行状态，直至下一个时间点到来，或直至冶炼时间结束
本实施例中，变压器功率12500KVA、 一次侧电压35KV、电流206A、电流互感器变化 250/5、电极直径900毫米。本系统采样信号 一次侧三相电流(取自电流互感器)、二次侧 电压信号(直接从变压器出线排上取得)、二次侧对地相电压80V。
本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征 或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
1.一种黄磷炉电极自动控制系统处理炉料结拱的方法，其特征是依据炉料状况和冶炼过程，计算出所需冶炼时间，并据此选择电极升降的时间点，在每个时间点到来时，先由计算机控制全部电极或某组电极同时上升，随着电极的不断上升，电极电流逐渐变小，直到全部电极或该组电极的电流均小于某一设定值时，全部电极或该组电极便停止上升，转为同时下降，随着电极的不断下降，电极电流逐渐变大，直到任何一个电极的电流大于规定的冶炼要求值时，全部电极或该组电极便停止下降，转入自动运行状态，直至下一个时间点的到来设三个电极A、B、C的电流值分别为IA、IB、IC，电极到顶的电流设定值为AECURRENT，冶炼设定值为AFCURRENT，死区设定值为AFDEAD，在每一个时间点到来时，首先由计算机控制三个电极全部上升，在上升过程中，判断是否满足下列条件IA≤AECURRENT(1-1)IB≤AECURRENT(1-2)IC≤AECURRENT(1-3)当式(1-1)、式(1-2)和式(1-3)全部满足时，计算机发出指令，控制三相电极停止上升，转为下降；在三相电极下降过程中，判断是否满足下列条件IA≥AFCURRENT-AFDEAD(1-4)IB≥AFCURRENT-AFDEAD(1-5)IC≥AFCURRENT-AFDEAD(1-6)当式(1-4)、式(1-5)和式(1-6)中任何一个条件满足时，计算机发出指令，控制三相电极停止下降，电极转为自动运行状态，直至下一个时间点的到来。
全文摘要
本发明公开了一种黄磷炉电极自动控制系统处理炉料结拱的方法，首先依据炉料状况和冶炼过程，计算出所需冶炼时间，并据此选择电极升降的时间点，在每个时间点到来时，由计算机控制全部电极同时上升和下降。本发明的积极效果是能避免炉内较大规模结拱现象的形成和断电极事故的发生，可以有效地保护电极不被折断，维持冶炼过程的正常进行，达到提高电、热效率，降低冶炼电耗，提高产量的目的。
文档编号H05B7/144GK101562921SQ20091030166
公开日2009年10月21日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者崔存生 申请人:成都高威节能科技有限公司