[发明专利]一种用于高温炉温度控制系统的温度控制方法

权利要求书

1.一种用于高温炉温度控制系统的温度控制方法，所述高温炉温度控制系统包括PLC、可控硅、变压器、高温炉和温度传感器，其中，所述高温炉包括加热池、发热元件、隔热屏、包括石墨棉和玻璃棉的保温层、带有水冷套的炉壳和带有水冷套的炉盖，所述温度控制方法包括以下步骤：

步骤1：在PLC上设定目标温度SP，然后对变压器通电，PLC对可控硅的控制极输出幅值为s1和脉宽为w1的第一触发脉冲Q1；

步骤2：可控硅在第一触发脉冲Q1的作用下导通，导通角为θ(0≤θ≤180度)，可控硅输出直流电压V1以便为变压器提供励磁电压，变压器的输出电压V2施加于高温炉的发热元件，高温炉的升温速率记为v₁；

步骤3：温度传感器实时采集高温炉的温度值T，并且将所采集的温度值T传输至PLC；

步骤4：PLC将接收的温度值T与预设的第一级温度阈值T₁进行比较：

若T＜T₁，则继续对可控硅输出第一触发脉冲Q1，并重复步骤2-4直至T≥T₁；

若T≥T₁，则对可控硅输出幅值为s2和脉宽为w2的第二触发脉冲Q2，s2＝s1，w2＜w1；

步骤5：可控硅在第二触发脉冲Q2的作用下调整其导通角θ以使其减小，进而调整其输出电压V1减小，即变压器的励磁电压减小，变压器的输出电压V2减小，从而使高温炉的升温速率为v₂，v₂＜v₁；

步骤6：温度传感器实时采集高温炉的温度值T，并且将所采集的温度值T传输至PLC；

步骤7：PLC将接收的温度值T与预设的第二级温度阈值T₂进行比较，其中T₂＞T₁：

若T₁≤T＜T₂，则继续对可控硅20输出第二触发脉冲Q2，并重复步骤5-7直至T≥T₂；

若T≥T₂，则对可控硅输出幅值为s3和脉宽为w3的第三触发脉冲Q3，s2＝s3，w3＜w2；

……

以此类推，根据预设的逐级升高的温度阈值T_n来逐级降低高温炉的升温速率v_n+1(n≥1)，直至高温炉的温度值T达到目标温度SP；

步骤8：当温度T升高至或者高于目标温度SP时，PLC停止向可控硅输出触发脉冲Q，使可控硅的导通角θ为零，可控硅关断，从而使高温炉的发热元件停止工作。

2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其中，所述高温炉的底部铺设耐火砖；加热池分为四区控温，每区构成独立闭环回路，进行温度控制；在电热元件的四周平行设置三层石墨隔热屏，以及在隔热屏的最外层和炉壳之间依次填充有石墨棉和玻璃棉作为保温层；在熔池上方设置三层熔池盖板，炉盖上密封插入石墨电极、加料管以及出料管。

3.根据权利要求2所述的温度控制方法，其中，所述高温炉的炉体为长方体，长为3m，宽为1.5m，高为2m。

4.根据权利要求2或3所述的温度控制方法，其中，所述高温炉适用于1700度以上的高温冶炼工艺。

5.根据权利要求1所述的温度控制方法，其中，n＝1，即分两步对高温炉升温：当高温炉的温度低于第一级温度阈值T₁＝1000度时，PLC控制高温炉的升温速率v₁为4.0-6.5度/分钟；当高温炉的温度达到或者超过第一级温度阈值T₁，PLC控制高温炉的升温速率v₂为0.5-4.0度/分钟。