电弧炉炉体倾动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电弧炉炉体倾动控制系统，以解决传统电弧炉快速回倾传统控制方式启、停时倾动平台整体震动较大，容易导致设备受损等技术问题。该电弧炉炉体倾动控制系统，包括操作台、电弧炉炉体、倾动执行机构、PLC控制器、液压比例阀和安装于电弧炉炉体上的角度仪表，角度仪表检测电弧炉炉体的当前倾角，并将倾角信号实时变送至所述PLC控制器的检测信号输入端，PLC控制器接收操作台发来的指令，输出控制信号至液压比例阀，通过液压比例阀实现倾动执行机构对电弧炉炉体的倾动操作。采用本实用新型进行相应的操作，能够使得大型炼钢电弧炉出钢/出渣倾动、快速回倾动作执行平稳、安全、可靠，提高了生产效率，降低了生产成本。
【专利说明】电弧炉炉体倾动控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电弧炉炉体倾动控制系统。
【背景技术】
[0002]在大型炼钢电弧炉冶炼中，倾动机构用来承载装在倾动平台上的炉体等部分的重量并做扒渣、出钢用。倾动机构的工作特点是负荷重。在倾动平台上安装有:上下炉体、炉盖提升及旋转架机构、电极升降机构等。以IOOt炼钢电弧炉为例，这些机构的总重量多达400t以上。冶炼时为了扒渣、出钢的需要，炼钢电弧炉要经常做炉体前(后)倾动动作，尤其是偏心底出完钢后，为了避免钢渣流入钢包中，该电弧炉要实现快速回倾功能，其回倾速度要求不低于3° /S。
[0003]电弧炉快速回倾传统控制方式:
[0004]炉后操作台发出快速回倾指令后，通过手动的方式调整启动斜坡时间tl和停止斜坡时间t2，倾动平台整体以7.5V对应的比例阀控制液压速度回倾，直至回倾到0°时(水平位置)停止，工作曲线如图1所示。整个过程主要以7.5V对应的一条速度曲线工作，启、停时倾动平台整体震动较大，容易把石墨电极晃断，同时对钢结构件的刚性也不利。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种电弧炉炉体倾动控制系统，以解决传统电弧炉快速回倾传统控制方式启、停时倾动平台整体震动较大，容易导致设备受损等技术问题。
[0006]本实用新型提出以下解决方案。
[0007]电弧炉炉体倾动控制系统，包括操作台、电弧炉炉体、倾动执行机构、PLC控制器、液压比例阀和安装于电弧炉炉体上的角度仪表，角度仪表检测电弧炉炉体的当前倾角，并将倾角信号实时变送至所述PLC控制器的检测信号输入端，PLC控制器接收操作台发来的指令，输出控制信号至液压比例阀，通过液压比例阀实现倾动执行机构对电弧炉炉体的倾动操作。
[0008]在上述电弧炉出钢和出渣方向极限位置还均设置有机械行程限位开关。
[0009]上述角度仪表优选电子倾角传感器。
[0010]本实用新型具有以下优点:
[0011]采用本实用新型进行相应的操作，能够使得大型炼钢电弧炉出钢/出渣倾动、快速回倾动作执行平稳、安全、可靠，炉体设备晃动大幅减小，保证了钢结构件的刚度有效性，大大避免了石墨电极的折断率，提高了生产效率，降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为电弧炉快速回倾传统控制方式的工作曲线。
[0013]图2为电弧炉炉体结构示意图。
[0014]其中，1-炉盖装置；2_上炉体；3_下炉体；4_倾动执行机构；5_角度仪表。[0015]图3为本实用新型的电弧炉炉体倾动控制系统结构示意图。
[0016]图4为采用本实用新型实现电弧炉出钢方向倾动控制过程的工作曲线。
[0017]图5为采用本实用新型实现电弧炉出渣方向倾动控制过程的工作曲线。
[0018]图6为采用本实用新型实现电弧炉快速回倾的工作曲线。
【具体实施方式】
[0019]电弧炉炉体倾动控制系统，包括操作台、电弧炉炉体、倾动执行机构、PLC控制器、液压比例阀和安装于电弧炉炉体上的角度仪表，角度仪表检测电弧炉炉体的当前倾角，并将倾角信号实时变送至所述PLC控制器的检测信号输入端，PLC控制器接收操作台发来的指令，输出控制信号至液压比例阀，液压比例阀与倾动执行机构连接，通过调节液压比例阀的开度和方向实现倾动执行机构对电弧炉炉体的倾动操作。
[0020]如图2所示，在下炉体的下部中轴线上安装角度仪表，倾动执行机构能够推动电弧炉炉体左右摆动。电弧炉的倾炉动作极限角度为-15°?20°，定义出渣侧为负角度方向，0°为电炉处于水平角度，出钢侧为正角度方向。
[0021]比例阀的指令信号为-1OV?+10V，PLC输出模板直接输出-1OV?+IOV ;比例阀的开口从-100%?+100%，即对应比例阀的的指令信号从-1OV?+10V。
[0022]角度仪表:AccuStar电子倾角传感器，全量程-60°?+60°，分辨率0.001°，频率响应0.5Hz,电源电压±12VDC，模拟输出-3.6V?+3.6V DC。为了保证炉体倾动更加可靠，另在电弧炉出钢/出渣方向极限位置设机械行程限位开关。
[0023]AccuStar电子倾角传感器为一角度测量的高精度传感器，其小巧的外形和坚固耐用的结构，非常适合于安装空间要求严格和环境条件苛刻的场合。传感器的核心是一个已获专利的、基于电容工作原理无可动部件的敏感器件。当绕其灵敏轴旋转时，敏感器件的电容值发生线性变化，再通过电子线路将其转化为角度值输出。
[0024]PLC控制器可采用Siemens S7-300或S7-400。系统控制结构如图3所示，电子倾角传感器全程实时测量电弧炉炉体所在角度，并将其以标准模拟信号形式传送给PLC模拟量信号输入模板；PLC将采集到的角度信号、电弧炉前倾/后倾或快速回倾信号，通过PLC倾炉控制功能块FC内部处理后，并将处理结果控制量通过模拟量输出模板以标准模拟信号-1OV?+IOV间值输出，传送给液压比例阀，控制比例阀的开口从-100%?+100%。
[0025]一、电弧炉出钢方向倾动控制过程
[0026]当炉后操作台发出出钢指令后，根据反馈的电弧炉炉体当前倾角，自动调节启动斜坡时间tl和停止斜坡时间t2，炉体整体以4V对应的比例阀控制液压速度向出钢方向倾动，到出钢角度位置后，钢水自动流入钢包。整个过程以4V对应的一条速度曲线工作，工作曲线如图4所示。
[0027]二、电弧炉出渣方向倾动控制过程
[0028]当炉后操作台发出出渣指令后，根据反馈的电弧炉炉体当前倾角，自动调节启动斜坡时间tl和停止斜坡时间t2，炉体整体以-3.5V对应的比例阀控制液压速度向出渣方向倾动，到出渣角度位置后，钢渣自动流入渣罐。整个过程以-3.5V对应的一条速度曲线工作，工作曲线如图5所示。
[0029]三、电弧炉快速回倾控制过程[0030]炉后操作台发出快速回倾指令后，根据反馈的电弧炉炉体当前倾角，自动调节斜坡时间tl、t2、t3、t4、t5。具体是:炉体整体先以-7.5V对应的比例阀控制液压速度(3° /S)快速回倾，避免钢渣流入钢包；当炉体倾动到角度< 8°时，自动减速为-6V对应的比例阀控制液压速度回倾；当炉体倾动到角度< 6°时，自动减速为-4.5V对应的比例阀控制液压速度回倾；当炉体倾动到角度< 3°时，自动减速为-3V对应的比例阀控制液压速度回倾，直至回倾到0°时(水平位置)，自动停止。整个炉体倾动过程以-7.5V、-6V、-4.5V、-3V对应的四条速度曲线工作，工作曲线如图6所示；整个倾动过程启、停平稳，自动减速平缓。
[0031]应用该电弧炉炉体倾动控制系统，大型炼钢电弧炉出钢/出渣倾动、快速回倾动作执行平稳、安全、可靠，炉体设备晃动大幅减小，保证了钢结构件的刚度有效性，大大避免了石墨电极的折断率，提高了生产效率，降低了生产成本。
【权利要求】
1.电弧炉炉体倾动控制系统，其特征在于:包括操作台、电弧炉炉体、倾动执行机构、PLC控制器、液压比例阀和安装于电弧炉炉体上的角度仪表，角度仪表检测电弧炉炉体的当前倾角，并将倾角信号实时变送至所述PLC控制器的检测信号输入端，PLC控制器接收操作台发来的指令，输出控制信号至液压比例阀，通过液压比例阀实现倾动执行机构对电弧炉炉体的倾动操作。
2.根据权利要求1所述的电弧炉炉体倾动控制系统，其特征在于:在电弧炉出钢和出渣方向极限位置均设置有机械行程限位开关。
3.根据权利要求1所述的电弧炉炉体倾动控制系统，其特征在于:角度仪表采用电子倾角传感器。
【文档编号】F27B3/28GK203396232SQ201320321723
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】雷武平, 杨善武, 符晓洲 申请人:陕西方园冶金设备有限公司