[发明专利]矿热电炉电极插深的智能检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本公开涉及冶炼技术领域，特别涉及一种矿热电炉电极插深的智能检测装置及采用该智能检测装置检测矿热电炉电极插深的智能检测方法。

背景技术

电炉是一种常用的冶炼设备，常用的电炉是电弧炉。电弧炉是利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的电路，按加热方式分为三种类型：(1)间接加热电弧炉；(2)直接加热电弧炉；(3)埋弧电炉。埋弧电炉也叫还原电路或矿热电炉，是将电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料。矿热电炉的操作对于其冶炼效果有着重要影响，而目前矿热电炉操作的自动化及智能化程度较低，大量依赖于经验的人工操作使得其冶炼效果难以保证维持在最佳水平。

矿热电炉中分为三层，最上面一层是加入的物料层，中间是物料熔化后形成的渣层，最下面一层是金属熔体层。电极端部工作位置在矿热电炉的渣层内，其在渣层的插深位置决定了炉内热量的分布，同时也决定了电极的电气操作特性。电极的端部距离炉内金属熔体层上表面的距离即电极插深，电极插深的检测对于电炉冶炼与节能效果起着至关重要的作用。目前对于电极端部工作位置的判断普遍是依赖于人工根据经验判断，但是采用人工手动升降电极完全靠人工判断，精确性差，成为影响电炉操作自动化及智能化的一个重要因素。

鉴于此，为了减少人力、提高矿热电炉操作的自动化和智能化程度，进一步提高矿热电炉的冶炼效果，亟需一种矿热电炉电极插深的智能检测装置及检测方法以解决上述技术问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种矿热电炉电极插深的智能检测装置及采用该智能检测装置检测矿热电炉电极插深的方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一个方面，提供一种矿热电炉电极插深的智能检测装置，包括：

电极升降控制系统，用于控制所述电极在渣层中的升降；

电极电气测量系统，用于获得所述电极的工作电压和电流；

电极自动控制系统，与所述电极升降控制系统和所述电极电气测量系统电连接，用于记录所述电极的工作电压和电流以获得所述电极的阻抗，同时记录所述电极的位移和对应的阻抗变化量以获得阻抗随所述电极插深的变化率，根据所述电极的阻抗、阻抗随所述电极插深的变化率获得所述电极插深。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电极升降控制系统包含电极升降位置编码器，用于获得所述电极的位移。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电极升降控制系统为液压升降系统或电机卷扬升降系统。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电极电气测量系统包括：

电压测量单元，用于测量所述电极的工作电压；

电流测量单元，用于测量所述电极通过的电流。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电极自动控制系统还包括：

记录单元，用于记录所述电极的位移和所述阻抗的变化量，及所述工作电压和电流；

计算单元，用于计算所述阻抗随电极插深的变化率和所述电极的阻抗。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电极采用具有高导电率的材料形成。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电极插深H的计算公式为：

其中R为所述电极的阻抗，为阻抗随所述电极插深的变化率，K₁、K₂、K₃为系数，H为所述电极插深。

根据本公开的第二个方面，提供一种矿热电炉电极插深的智能检测方法，应用上述的矿热电炉电极插深的智能检测设备，包含：

通过所述电极升降控制系统控制所述电极的升降；

通过所述电极电气测量系统获得所述电极的工作电压和电流；

通过所述电极自动控制系统记录所述电极的工作电压和电流以获得所述电极的阻抗，并记录所述电极的位移及对应的阻抗变化量以获得阻抗随所述电极插深的变化率；

根据所述电极的阻抗和所述阻抗随所述电极插深的变化率获得所述电极插深。

在本公开的一种示例性实施例中，所述通过所述电极电气测量系统获得所述电极的工作电压和电流，包括：

通过电压测量单元测量所述电极的工作电压；