[实用新型]一种敞口式埋弧矿热炉电极控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及敞口式埋弧矿热炉，尤其涉及一种敞口式埋弧矿热炉电极控制系统。

背景技术

目前敞口式埋弧矿热炉的控制仍然是采用人工控制电极升降，主要的控制参数是变压器一次侧电流，当电流增大时上抬电极，电流减小时，下插电极。

在以一次侧电流控制电极常常会造成三相电极工作状况差异较大。比如其中某相的反应区电极火焰面积大，反应剧烈，化料速度快；而另外某相电极反应区相对缓慢，反应区小于其他两相，炉料消耗缓慢。这就是敞口式埋弧矿热炉熔炼过程常常出现的强相和弱相的情况，有时即使各相的相电压和相电流接近平衡，但各相电极实际的工作状况并不平衡，这些对生产过程都会产生很大影响。各相电极功率不平衡对生产过程产生影响主要有：

1)电炉三相功率不平衡对冶炼操作的影响：

当某支电极处于上限或者下限位置时，功率不平衡的现象最为突出。造成这种现象的主要原因是电极过长或过短。当一相电极过短，并处于下限位置时，电极电流无法给满，这时该相电极功率最小。当某相电极过长或电流过大而处于上限位置时，为了防止过电流跳闸，只能减少其他两相电极电流。这时一相电极功率过大，而另外两相电极功率过小。这两种情况都会减少输入炉内的总功率。电极的非对称排列会使某相电极感抗最小，造成该相电极的功率高于其他两相。

十分严重的弱相被称为死相，死相有电流死相和电压死相：

电流死相：某相电极的电流长期接近于零的状态；

电压死相：某相电极的相电压长期接近于零的状态。

弱相电极输入功率减少会造成该相反应区缩小；各相反应区互不沟通，出炉时排渣不畅。这种局面持续下去极易产生电流死相。电流死相时，该相电极电阻增大，相电压增大，电极电流减少。由于该相反应区导电能力很差，电流对电极移动的反应迟钝，即使电极插得很深，电极电流仍然很小。会导致坩埚区缩小和上移，会使电极难以插深。

电极下部导电能力过强会使该相电极电阻减少，相电压随之降低，当电压过低出现电压死相时，就会导致该相电极无法工作。

2)电炉三相功率不平衡对产品电耗的影响：

三相电极功率不平衡会使产品电耗增加，一座16500kV·A锰硅合金埋弧电炉发生功率不平衡故障，使产量降低约23％，产品电耗增加500kW·h/t。

3)电炉三相功率不平衡对电极操作的影响：

强相电极消耗过快，而弱相电极消耗过慢。强相电极的烧结速度往往低于消耗速度，经常出现电极工作端过短的现象，为了保证电极工作端长度，需要进行死相焙烧。这必然增加热停时间，减少输入炉内的功率。弱相电极消耗往往造成电极过烧，容易发生损坏铜瓦，电极硬断等事故。

4)电炉三相功率不平衡对坩埚位置和形状的影响；

某相功率减少会使该相坩埚区温度降低，坩埚区缩小，电极难以下插，致使炉况恶化；严重时还会出现炉底上涨、各相的坩埚区沟通差的现象。坩埚区的缩小必然降低生产指标。

5)电炉三相功率不平衡对电炉炉衬寿命的影响；

电极电流和电弧会产生强大的磁场。由于磁场的作用，三相交流电炉的电弧有向炉墙一侧倾斜的趋势。功率过高的强相电极所产生的电弧高温会加剧炉衬耐火材料的热损毁。

因此，有必要对现有技术进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的上述缺点，提供了一种通过控制三相电极功率平衡，提高生产过程的各项指标的敞口式埋弧矿热炉电极的控制系统。

本实用新型的技术方案是：

提供了一种敞口式埋弧矿热炉电极控制系统，其包括：

数据获取模块，用于获取敞口式埋弧矿热炉交流电机的电极行程参数信息，包括电极的初始位置、移动距离和消耗量；

计算处理模块，用于根据所述电极的初始位置、移动距离和消耗量，计算得到电极在坩埚熔池中的位置；

控制模块，用于根据所述电极在坩埚熔池中的位置，采用恒阻抗原则控制所述电极。

本实用新型所述的敞口式埋弧矿热炉电极控制系统，其中，所述数据获取模块中包括设于交流电机上的绝对式编码器，用于记录交流电机的电极行程参数信息。

本实用新型所述的敞口式埋弧矿热炉电极控制系统，其中，所述控制模块包括设于交流电机上的变频器，用于改变交流电动机的转速和扭矩。