[发明专利]电石炉自动控制系统电极自动找平衡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极升降自动控制方法，尤其是一种电石炉电极升降自动控制的方法。

背景技术

电石炉，属矿热炉系列的一种，冶炼的产品是电石，它冶炼的核心理论是：通过电离空气形成定向高温离子流-电弧，将电能转换成热能，为还原反应提供足够高的温度场。

电弧的状态取决于电极端头和放电体的距离、放电体的导电性、电压以及电极周围的温度和炉料介质的电阻特性。在冶炼过程中，随着炉底熔池液面(或渣面)的不断升高，炉料经常性下榻，电机端头因烧损而上移以及熔池导电性的变化，需要适时调整电极的实际位置，以保持炉内电弧功率始终能够处于最佳状态，同时还要能够保持三相电极电弧的弧长基本相同，以维持三相电极释放相同的电弧功率，保持相同大小的还原反应区域，同时使供电系统能够达到的较高的电效率，达此目的的关键之一就是电极升降自动控制系统要能够对电极端头的位置进行精确测量判断，并对电极位置进行自动找平和清零处理，然后，才能依据电极端头位置的高低，进而适时调整电极位置，维持电弧功率的主回路系统的双高效。

国内曾经引进过国外成套大型电石炉设备，该技术给每条电极加装了位移传感器，用来测量记录电极的具体位移大小和位置高低。该技术要求定时对电极位置进行清零处理。因为电石炉内的复杂性，每相电极的电弧功率大小取决于电极端头和另一端放电体的相对距离大小，所以，仅仅靠位移传感器测量电极的位置是难以取得控制三相电极电弧功率平衡的目的的。所以，国内有少量安装了位移传感器的电石炉自动控制系统基本上效果不佳，基本又回归到人工手动控制状态。

冷态矿石不导电，熔融态混合体是良导电体，这一特点决定了电石炉电极升降控制系统的复杂性和难点，也是众多从事矿热炉自动化控制的先行者们至今仍未成功的原因所在。到目前为止，国内现有矿热炉电极升降普遍为人工手动控制，当电流大于规定值时，提升电极，当电流小于规定值时，下降电极，个别用PLC控制的方法也是基于和人工控制相同的方法，其主要缺点是人工操作的随意性大、劳动强度大、三相功率不平衡、电耗高、产量低、矿石回收率低。

中国专利ZL200610035949.0公开了一种矿热炉电极升降自动控制的方法，该方法提供了一种能够稳定电极的方法。但是，没有涉及到电石炉自动控制系统电极自动找平衡的有关方法。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种依据电极电流的变化率大小，判断三相电极端头位置，并将三相电极电流变化率相同时的电极位置确定为零位置，进而达到精确控制电石炉三相电极端头和放电体之间相对位置的方法，可以控制三相电极电弧功率长度和平衡、降低冶炼电耗、提高生产率并提高矿石回收率的电石炉电极升降自动控制系统电极自动找平衡的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电石炉自动控制系统电极自动找平衡的方法，依据各个电极电流的变化率大小，计算电极和放电体之间的距离大小，当三相电极的电流变化率大小相同时，即三相电极和放电体之间的距离相同，即对电极的位置数据进行清零处理：

设A电极电流变化量为ΔIa，B电极电流变化量为ΔIb，C电极电流变化量为ΔIc，电流变化率偏差值为ALARMCURRENT。

当电极升降时，计算|ΔIa-ΔIb|≤ALARMCURRENT    (1-1)

                  |ΔIb-ΔIc|≤ALARMCURRENT    (1-2)

                  |ΔIa-ΔIc|≤ALARMCURRENT    (1-3)

是否满足，当式(1-1)、(1-2)和(1-3)全部满足时，对三相电极位置变量同时清零。

本发明的积极效果是：根据电石炉冶炼产品和工艺对电压、电流和功率的要求，以电流或功率的数值形式送给计算机(设定值)，计算机控制系统将自动地实时地检测到的参数值(电压、电流)进行A/D转换后与设定值进行三相平衡和比较运算，并根据控制数学模型、控制策略和异常炉况模型进行分析判断，然后发出一组指令给控制继电器。控制继电器驱动电机控制接触器或液压电磁阀，电机控制接触器驱动电机转动(或液压电磁阀驱动液压油缸)进而带动电极上下运动；同时，计算机还要对电极电流的变化率进行计算，当三相电极电流变化率相同时，对电极位置进行清零处理，并依此作为电极位置控制的初始位置，以达到将三相电极的端头精确控制在给定范围内，起到精确控制三相电弧功率平衡，提高电、热转换效率，达到节电、增产和提高矿石回收率的目的。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明。