一种动态测量旋转丝杠式钢包精炼炉电弧长度方法技术

一种动态测量旋转丝杠式钢包精炼炉电弧长度方法，在旋转丝杠上或与丝杠连接的传动装置上安装光电编码器，使编码器轴与丝杠同轴联结，并同步旋转，光电编码器与计算机相连接，记录炼钢过程中丝杠的机械几何位移量，并把该机械几何位移量转换成数字量，将信号输出至计算机，从而测量出电弧的长度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LF精炼技术，特别涉及一种动态测量旋转丝杠式钢 包精炼炉(LF炉)精炼时电弧长度方法。
技术介绍
_ LF炉也称钢包精炼炉，它的功能是对钢水进行升温、脱硫、造渣、 成分微调、均匀温度等处理以提高钢水质量，是炼钢与连铸工艺间的重要 生产环节。在现代社会高度发展的今天，随着机械制造等行业的高速发展， 对钢材提出了更高的要求，为了生产高质量、高品质钢，LF精炼技术在 炼钢过程中的应用范围不断扩大。LF精炼过程中，电弧的长短不仅影响 LF炉电效率和热效率，而且还影响LF炉的埋弧效果，从而影响钢水质量 和钢包衬耐火材料寿命，但传统精炼过程中，并不对电弧长度进行测量， 造成工人随意性很大，自动化水平低，影响生产效率和生产成本。为了降 低生产成本、达到冶炼目的，提高LF自动化控制水平，合理测量、控制 LF精炼过程中电弧长度显得非常重要。对一般LF炉来说，其电极升降方式有液压升降和丝杠式，对于采用 液压方式来说，可以采用位移编码器进行电弧长度测量，但由于电极的升 降动作往往受电极起灭弧、电极抖动或振动的影响比较大，出现测不准现 象。因此其电弧长度的测量如何消除这些误差因素的干扰是关键问题。对 于采用丝杠式电极升降方式来说，若采用位移编码器，只能是用其直接监 测电极导电横臂的升降动作，不可以实时监测丝杠旋转角度，另一方面安 装困难。另外，电极端部的起灭弧、电极抖动或振动造成的系统误差同样 无法避免。而实际上，从丝杠式LF炉的特点来看，电极端部的起灭弧、 电极抖动或振动这些不利因素并不会引起丝杠旋转，因此只'要找到一种可 以实时监测丝杠旋转角度的方法，就可以消除上述因素的千扰，保证电弧 长度测量的精确性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种动态测量旋转丝杠式钢包精炼炉电弧长度 方法，设备简单、成本较低、灵敏度和精确度较高、可靠性好。 为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，在旋转丝杠上或 与丝杠连接的传动装置上安装光电编码器，使编码器轴与丝杠同轴联结， 并同步旋转，光电编码器与计算机相连接，记录炼钢过程中丝杠的机械几 何位移量，并把该机械几何位移量转换成数字量，将信号输出至计算机， 从而测量出电弧的长度。通过监测丝杠旋转产生的位移量来来确定LF炉的电弧长度，即它可 以随时测量出电弧长度。本专利技术利用LF炉的旋转丝杠及电极升降机构，在丝杠上或与丝杠连 接的传动装置上安装光电编码器，并将光电编码器输出的信号利用信号传 输及采集装置，传送到计算机中。在旋转式LF炉丝杠上或与丝杠连接的传动装置上安装光电编码器，选取一合理位置定为零点，并把这个零点位置输入到计算机操作程序中；炼钢开始时，随着电极的下降，安装在丝杠上或与丝杠连接的传动装置上 的编码器轴会随着丝杠一起旋转，带动编码器中的光栅盘一起旋转，经发 光二极管等电子元件组成的检测装置实时检测输出若干脉冲信号，通过计算一段时间内(该时间可以根据情况设定，如每O.Ol秒)光电编码器输出 脉冲的个数就能反映当前光栅盘的转速，同时由于码盘还可提供相位相差 90°的两路脉冲信号，故可以判断出旋转的方向和角度。光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换 成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由 光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若 干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电 动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉 冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的 转速。此外，为判断旋转方向，妈盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据 其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。如附图1所示，光源la通过透镜2a投射到光栅盘3a，光栅盘3a在 转轴7a的带动下旋转；透过光栅盘3a的光通过透镜4a到达光敏元件5a 转换成电信号至信号处理模块6a经过处理后输出。与其他编码器相比，由于光电编码器的特点是不要计数器，在转轴的 任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。控制程序开启后， 便能够显示出电极端部位于任意位置的对应数字码，所以刚开始起弧时系 统控制软件窗口中会显示出电弧长度为零时的数值。起弧后利用丝杠的旋 转动作带动电极升降机构产生不断升降变化把电弧长度的变化实时传送 到计算机程序中，系统控制软件窗口中会相应显示出每一位置处的数字 码，然后根据初始时刻(起弧时)电极端部的位置对应数字码就可以动态 测量电弧的长度。采用本专利技术方法与采用其他编码器相比，由于其检测的不是单纯电极 位置变化的信号，这样可以克服因电极振动或电弧闪烁导致测量不准的缺 点，而且光电编码器的响应时间与交流LF炉电弧每分钟起弧灭弧100次 的节奏湘匹配，因此，采用该编码器可以保证动态测量精确测量电弧的长附图说明图1为本专利技术光电编码器工作原理示意图2为本专利技术旋转丝杠式LF炉简单装置示意图。具体实施例方式如图2所示，本专利技术动态测量旋转丝杠式钢包精炼炉电弧长度方法， 电极1穿过包盖2进入钢包精炼炉的钢包3熔池9内y石墨电极1通过导 电横臂4与与旋转丝杠5相连接，旋转丝杠5与传动装置6相联结，传动 装置6上安装光电编码器7，使光电编码器7与旋转丝杠5同轴联结，并 同步旋转，光电编码器7与计算机8相连接，记录炼钢过程中丝杠的机械 几何位移量，并把该机械几何位移量转换成数字量，将信号输出至计算机8，从而测量出电弧10的长度。首先选取一合理固定位置作为零点；炼钢开始，电机升降机构下降， 同时光电编码器把电极端部位置传送到计算机中，控制程序同步显示不同 电极位置相对应的数值。当石墨电极和金属液面接触后起弧时，此时光电编码器中记录的电极 端部位置数值为A，然后为了冶炼的需要，电极升降机构不断上升，使电 弧到达所需要的长度，此时控制程序中显示的电极端部位置对应数值为B， 那么此时的电弧长度便可以用B-A表示。比如当八=200， B-240时，那么 此时的电弧长度就是:B-A=240-200=40 (mm)。实施例1100t LF炉冶炼时，三根电极起弧时计算机显示的位置分别是860， 748， 694，通电12min时，计算机显示的电极位置分别是782， 675和609， 则此时三根电极端部的电弧长度分别为78mm， 73mm和85mm。实施例2150t直流LF炉冶炼时，电极起弧时的位置分别是543，通电5min时， 电极位置是452，则此时电极端部的电弧长度为91mm。实施例3300t LF炉冶炼时，三根电极起弧时计算机显示的位置分别是1128， 1324， 1245，通电15min时，计算机显示的电极位置分别是1019， 1219 和1147，则此时三根电极端部的电弧长度分别为109mm，105mm和98mm。权利要求1. ，在旋转丝杠上或与丝杠连接的传动装置上安装光电编码器，使编码器轴与丝杠同轴联结，并同步旋转，光电编码器与计算机相连接，记录炼钢过程中丝杠的机械几何位移量，并把该机械几何位移量转换成数字量，将信号输出至计算机，从而测量出电弧的长度。2. 如权利要求1所述的动态测量旋转丝杠式钢包精炼炉电弧长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态测量旋转丝杠式钢包精炼炉电弧长度方法，在旋转丝杠上或与丝杠连接的传动装置上安装光电编码器，使编码器轴与丝杠同轴联结，并同步旋转，光电编码器与计算机相连接，记录炼钢过程中丝杠的机械几何位移量，并把该机械几何位移量转换成数字量，将信号输出至计算机，从而测量出电弧的长度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兆平，张戈，姜周华，战东平，张慧书，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，东北大学，
类型：发明
国别省市：31