一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法技术

本发明专利技术涉及的是自耗炉、电渣炉工艺限位保护方法，特别涉及一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法。主要解决当物理限位故障时，系统无法收到料杆位置的正确反馈，从而无法约束料杆的运动状态，造成过度熔炼或者设备损害的技术问题。本发明专利技术的技术方案为：一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法，其特征是包括以下步骤，第一步在电极与假电极焊接前对称重系统进行校准；第二步，采集电极和假电极数据，确定电极余头长度，完成余重限位，通过熔炼时实时的称重反馈，对料杆行程控制操作；第三步在熔炼时，当电极发出位置反馈信号时，伺服开始累积行程，再根据余头数据进行配置，对最大行程进行约束，完成伺服限位，通过行程时时累加反馈对料杆行程控制操作。本发明专利技术主要用于保护自耗炉、电渣炉。

【技术实现步骤摘要】
一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法
本专利技术涉及的是自耗炉电渣炉工艺限位保护方法，特别涉及一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法。
技术介绍
真空自耗炉与电渣炉都隶属特冶装备，区别于传统冶炼方式，它们对设备冶炼环境有着更高的要求。其中真空自耗炉是利用电弧加热原理在真空的密闭腔体中进行冶炼的，而国内厂家多采用低压大电流的直流电源作为供电，具体工作原理可以参考直流焊机的工作过程，只不过自耗炉需要更稳定更精确的熔炼控制，而不只是单单的融化过程。相对于通况在真空环境下电弧的控制是更为困难的，控制不精会导致母材的浪费，而作为二次冶炼设备它对母材也是有一定的要求，通常为电渣锭等，如果失误造成的经济损失也是蛮重的；而再有不慎就会发生事故，当电弧失控会导致结晶器击穿甚至会发生爆炸，所以这就要求设备公司在初始的设计阶段考虑好每一个可能发生问题的环节。而自耗炉的电极通常采用柱状锭子，通过焊接的方式连接到料杆上进行熔炼，而与料杆间会用一段假电极来衔接料杆与电极作为维护保护结构，用来防止真空自耗炉冶炼末期的热封顶阶段电弧对料杆与电极接触面的损伤，而作为维护材料假电极是需要定期更换的，假电极也只是一个短期的缓冲结构。为保护料杆提高设备的稳定型与安全性通常设备厂家会在炉体上装有相应的限位开关用来防止熔炼末期的过度熔炼，而在实际的生产过程中，有许多的不确定因素，一旦限位开关发生故障无法传递出正确有效的信号，这时料杆的运动就是失去了相应的约束，在熔炼初期料杆下降时导致料杆过度下降从而会使料杆发生弯曲，对设备造成损害。而在熔炼过程一旦失去了限位信号，很容易造成过熔炼的现象，轻则造成假电极过度消耗，重则会导致料杆损害，一旦电弧脱离了正常的轨迹，就容易发生爆炸等危险状况；而在熔炼后期如果其他因素导致电弧的失控令假电极快速消耗，使假电极与料杆之间的保护结构造成破坏，也就令限位保护系统失灵，同样会发生过熔炼或者爆炸的可能。区别于真空自耗炉电渣炉的主要原理是根据电阻加热来进行冶炼的，现阶段较为普遍的是在惰性气体的环境下进行冶炼，这种电渣炉也被称为保护气氛电渣炉。相对自耗炉来说它主要用来前级冶炼或较低性能的特钢冶炼，而其中的保护气氛采用氩气的较为普遍，电渣炉的料杆与电极的衔接方式与真空自耗炉的类似，都是采用料杆、假电极、电极三部分组成，同样也存在着过熔的现象，而当过熔损害腔体时，会导致其中的保护气泄漏，氩气的密度是大于空气的，如果发生大量的泄漏会沉到地坑中，地坑中空气流动性差，时间一长会导致氩气的含量赠加，当增加到一定的浓度时就会对人体产生危害，严重可危及生命，而氩气是无色无味的也就不易被察觉，所以一旦发生泄漏后果是极为严重的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法，主要解决当物理限位故障时，系统无法收到料杆位置的正确反馈，从而无法约束料杆的运动状态，造成过度熔炼或者设备损害的技术问题。本专利技术的思路是：自耗炉与电渣炉为了更好的控制熔炼过程，提高成品钢材质量，通常都配有称重系统实时反馈熔炼的电极的重量。在自耗炉与电渣炉熔炼时，假设所有参数都处于理想状态，则料杆是匀速直线运动，而此时称重系统则可以近似测量出相应的重量。在实际生产过程中，往往有许多变数，来自电网的波动、来自电极本身的材质不均匀这都会导致电极运动状态的改变，但是在整个熔炼过程中的速度也是相差不大的，较为先进的炉子都具备熔速控制，更是大大稳定料杆的运行速度，再比对熔炼时间与电极行程，得出料杆的运动速度，此时适当的放大称重系统的采样间隔，就可以得到相对准确的数值。本专利技术则充分利用了炉子的这一现有结构，对称重系统的数据进行分析处理，作为一种当实际限位开关失效时的一种软保护。于此同时，传统的炉子机械限位开关也无法真实的反应电极的位置信息，当电极与结晶器底部或渣池接触时，此时就需要引入对应的电流或电压突变信号作为相应的电极位置信息信号，而当这个信号触发时，对料杆提升的伺服系统进行输入修正，再根据输入的余料高度对料杆的最大行程进行修正，从而得到第二重软保护。本专利技术的技术方案为：一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法，其特征是包括以下步骤，第一步在电极与假电极焊接前对称重系统进行校准；第二步，采集电极和假电极数据，确定电极余头长度，完成余重限位，通过熔炼时实时的称重反馈，对料杆行程控制操作；第三步在熔炼时，当电极发出位置反馈信号时，伺服开始累积行程，再根据余头数据进行配置，对最大行程进行约束，完成伺服限位，通过行程时时累加反馈对料杆行程控制操作。所述的第二步，在采集电极和假电极数据后，也可输入伺服计算最大有效行程，伺服开始累积行程，完成伺服限位，通过行程时时累加反馈对料杆行程控制操作。本专利技术的有益效果是：本专利技术为料杆运行增加软限位，可以避免在硬件限位发生故障时，设备无法正确对料杆运动行程进行调控，从而提高了设备运行的稳定性与安全性。附图说明图1为本专利技术控制框图。具体实施方式实施例1，自耗炉与电渣炉配有称重系统，其中称重系统通常为3到4个称重传感器配置一个称重加法箱通过总线的形式与plc相互通讯完成数据的实时反馈。参照图1，一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法，包括以下步骤，首先，在电极与假电极焊接前对称重系统进行校准。下一步，工艺人员输入相应的电极尺寸，包括半径、高度、锥度；同时根据工艺需要，确定电极余头长度。对于炉子来说不可能熔炼每一炉钢锭都去寻找与成品相近的材料作为消耗电极，那样成本与人工上也无形中增加不少，所以会在熔炼末期留有一定长度。而当假电极与电极完成焊接后，称重系统会根据系统变量确定焊接电极的重量，在根据现有尺寸得出相应的体积，得到电极的密度，再根据现有的余头设置得出余重数值，通过熔炼时实时称重反馈，对料杆行程控制操作，从而实现第一重软保护。当熔炼开始时，电极会慢慢下降最后与结晶器底部或渣池相接触，而当真正接触时电流或电压会产生一个畸变，这个具体畸变情况会根据炉型的不同有所区别，而这个电极位置信息信号会给到系统中，对电极的下降进行限制。同时这个信号也作为伺服中行程计算的始点，再根据电极长度、锭子长度、渣池或弧长设定确定理论最大行程，而这个理论行程与初始输入的余头高度相结合，得出实际最大行程，伺服开始累积行程，再根据余头数据进行配置，对最大行程进行约束，完成伺服限位，通过行程时时累加反馈对料杆行程控制操作，从而实现第二重软保护。实施例2，参照图1，一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法，包括以下步骤，首先，在电极与假电极焊接前对称重系统进行校准。下一步，工艺人员输入相应的电极尺寸，包括半径、高度、锥度；同时根据工艺需要，确定电极余头长度。再下一步，在采集余头长度数据后，伺服计算最大有效行程，伺服开始累积行程，完成伺服限位，通过行程时时累加反馈对料杆行程控制操作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法，其特征是包括以下步骤，第一步在电极与假电极焊接前对称重系统进行校准；第二步，采集电极和假电极数据，确定电极余头长度，完成余重限位，通过熔炼时实时的称重反馈，对料杆行程控制操作；第三步在熔炼时，当电极发出位置反馈信号时，伺服开始累积行程，再根据余头数据进行配置，对最大行程进行约束，完成伺服限位，通过行程时时累加反馈对料杆行程控制操作。

【技术特征摘要】
1.一种真空自耗炉与电渣炉的料杆运行保护方法，其特征是包括以下步骤，第一步在电极与假电极焊接前对称重系统进行校准；第二步，采集电极和假电极数据，确定电极余头长度，完成余重限位，通过熔炼时实时的称重反馈，对料杆行程控制操作；第三步在熔炼时，当电极发出位置反馈信号时，伺服开始累积行程，再根据余头数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，阮宁瑜，李庄，
申请(专利权)人：合智熔炼装备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31