一种用于LF炉自动调节电极恒电流装置的制作方法

一种用于lf炉自动调节电极恒电流装置
技术领域
1.本实用新型涉及冶金及lf炉技术领域，特别涉及一种用于lf炉自动调节电极恒电流装置。


背景技术：

2.电炉炼钢是目前国内最重要的炼钢之一。目前国内应用最为广泛的是电弧炉。其工作过程是使用电极通电加热在电炉内部的钢水。电炉电极工作状态分为两个阶段：1.引弧状态2.正常冶炼状态。
3.加热过程在电炉内分为两层，最上面一层是渣层，下面一层是钢水层，电极插入的深度重点是保证接触到熔体，因为熔体接触电阻很小，加热效果良好；如果电极插入过深，容易引起局部温升过高，造成电能的浪费；插入过浅时，电极没有与熔体接触，电极与渣层接触电阻很大，加热效果非常差，产生弧光，高分贝噪音，以及高污染的烟尘，同时生产周期延长，致使变压器功率因数过低，浪费电能。
4.lf炉传统方法为操作工观察电流变化间接判断电极插入的深度，人工手动操作电极下降，或者采用电流互感器检测变压器电流采用传统的pid闭环调节，追求恒电流对电极插入的深度实现精确控制。但是实际应用中，人工手动升降电极，精确性极差；电流互感器反馈不准，由于电极的弧流随机波动大，传统的电流互感器存在磁饱和电流现象，测量范围小，精度差，电流互感器无法准确检测到弧流，稍微变化就会引起电极动作，升降频繁。因此，传统工艺下，电极采用的升降方式不适于埋弧电炉多参数、大滞后的生产特点，埋弧电炉的生产不稳定，经常出现弧光、断电极、电流变化大、电流不平衡、功率因数变化大且偏低，从而存在电能浪费大，对电网冲击大，电极单耗大，弧光造成烟尘，严重污染环境等缺陷。


技术实现要素：

5.为了解决背景技术提出的技术问题，本实用新型提供一种用于lf炉自动调节电极恒电流装置，采用检测电极弧流的方式控制电极的升降速度，并且采用罗式线圈检测弧流，解决传统电流互感器存在磁饱和电流现象，测量范围小，精度差，无法准确测量弧流，稍微变化就会引起电极动作，升降频繁的现象。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
7.一种用于lf炉自动调节电极恒电流装置，包括罗式线圈、积分器、24v/4
‑
20ma变送器、电极自动调节plc、比例放大器和比例放大阀。
8.罗式线圈安装在lf炉的电极变压器的二次侧线圈回路中，用于测量lf炉电极的弧流，罗式线圈通过依次与配套的积分器和24v/4
‑
20ma变送器相连，将采集的信号转换成4
‑
20ma信号传送至电极自动调节plc中，电极自动调节器plc输入端连接24v/4
‑
20ma变送器，输出端连接比例放大器，并通过比例放大器连接lf炉上用于电极升降的比例放大阀。
9.电极自动调节plc根据罗式线圈采集到的lf炉电极的弧流信号与弧流设定值的偏
差值，控制lf炉电极上的比例放大阀的输出值，比例放大阀的输出值与弧流偏差成正比，所述的弧流偏差是弧流检测值与弧流设定值的偏差。
10.进一步地，还包括安装在lf炉的电极变压器的二次侧的电压互感器，电压互感器用于检测lf炉的电极的弧压，电压互感器经由0
‑
100v/4
‑
20ma变送器将信号转换成4
‑
20ma信号传送至电极自动调节plc中。
11.进一步地，所述的电极自动调节plc还包括cp以太网端口，电极自动调节plc通过cp以太网端口连接上位机和lf炉本体plc。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型采用对比弧流偏差值控制电极的升降速度，并且采用罗式线圈检测弧流，比例放大阀的输出值与弧流偏差成正比，弧流偏差越大，比例放大阀的输出值越大，lf炉电极的升降速度越快；无磁饱和现象，线性度好，精度高，测量范围宽。电极插入深度跟随对电流的积分进行调整，加热过程始终以理想的近似恒电流值进行自动调节，保证了系统的控制精度，加热效果好，冶炼时间短，保证了加热过程功率因数不降低，提高了钢水质量，减少了电能消耗。解决了传统电流互感器存在磁饱和电流现象，测量范围小，精度差，无法准确测量弧流，稍微变化就会引起电极动作，升降频繁，使埋弧电炉的生产不稳定，经常出现弧光、断电极、电流变化大、电流不平衡、功率因数变化大且偏低，从而存在电能浪费大，对电网冲击大，电极单耗大，冒烟严重污染环境等问题。降低传统方式对钢产量、质量和能源消耗的影响。
附图说明
14.图1为本实用新型的结构示意图。
15.图中：1
‑
lf本体plc 2
‑
cp以太网端口 3
‑
上位机 4
‑
电极自动调节plc 5
‑0‑
100v/4
‑
20ma变送器 6
‑
24v/4
‑
20ma变送器 7
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罗氏线圈 8
‑
比例放大器 9
‑
比例放大阀 10
‑
电压互感器 11
‑
积分器。
具体实施方式
16.以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。
17.如图1所示，一种用于lf炉自动调节电极恒电流装置，包括罗式线圈7、积分器11、24v/4
‑
20ma变送器6、电极自动调节plc4、比例放大器8和比例放大阀9。
18.罗式线圈7套装在lf炉的电极变压器的二次侧线圈回路中，安装方式与电流互感器相同，用于测量lf炉电极的弧流，罗式线圈7通过依次与配套的积分器11和24v/4
‑
20ma变送器6相连，将采集的信号转换成4
‑
20ma信号传送至电极自动调节plc4中，电极自动调节器plc4输入端连接24v/4
‑
20ma变送器6，输出端连接比例放大器8，并通过比例放大器8连接lf炉上用于电极升降的比例放大阀9。
19.电极自动调节plc4根据罗式线圈7采集到的lf炉电极的弧流信号的大小控制lf炉电极上的比例放大阀9的输出值，比例放大阀9的输出值与弧流偏差成正比，所述的弧流偏差是弧流检测值与弧流设定值的偏差，弧流偏差越大，比例放大阀9的输出值越大，lf炉电极的升降速度越快。
20.本实用新型还包括安装在lf炉的电极变压器的二次侧的电压互感器10，电压互感
器10用于检测lf炉的电极的弧压，电压互感器10经由0
‑
100v/4
‑
20ma变送器5将信号转换成4
‑
20ma信号传送至电极自动调节plc4中。
21.所述的电极自动调节plc4还包括cp以太网端口2，电极自动调节plc4通过cp以太网端口2连接上位机3和lf炉本体plc1。
22.所述的电极自动调节plc4优选西门子s7
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300plc，s7
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300plc配套4
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20ma输入模块和1
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10v输出模块，1
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10v输出模块用于连接比例放大阀9的比例放大器8，所述的罗式线圈7优选utest的cwt系列或cp9000系列，积分器由罗式线圈7厂家配套。
23.本实用新型采用对比弧流偏差值控制电极的升降速度，并且采用罗式线圈7检测弧流，无磁饱和现象，线性度好，精度高，测量范围宽，二次电流通过罗式线圈7和积分器11接入稳定的电流信号，系统加热设定目标值后，电极插入深度跟随对电流的积分进行调整，加热过程始终以理想的近似恒电流值进行自动调节，保证了系统的控制精度，加热效果好，冶炼时间短，保证了加热过程功率因数不降低，提高了钢水质量，减少了电能消耗。
24.以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。