[发明专利]一种坩埚式工频感应电炉熔炼过程的控制方法及控制系统

说明书

技术领域

本申请涉及金属熔炼技术领域，特别涉及一种坩埚式工频感应电炉熔炼过程的控制方法及控制系统。

背景技术

感应电炉是利用金属物料的感应电效应而使物料加热或熔化的电炉，工频感应电炉是以工业频率的电流（50或60赫兹）作为电源的感应电炉。

如图1所示的坩埚式感应电炉示意图，包括金属炉料001、耐火材料坩埚002、感应线圈003、导磁体004和构架005。由铜管绕制成的感应线圈绕在坩埚外面，金属炉料装在坩埚内。当感应线圈通以交流电时产生交变的纵向磁通，一部分磁通穿过金属炉料，在金属炉料表面一定深度内产生感应电流，金属炉料因此发热直到熔化。在整个金属炉料的加热过程中，热量从金属炉料表面向中心传递，直到全部金属炉料熔化，熔炼结束。

目前常用的工频坩埚式感应电炉的熔炼过程中，一般采用炉料熔化成金属液体以后时段的最高电压为电压上限，电炉的上限电压为设定的固定值，而且在熔炼过程中电炉的电压保持在电压上限运行。

金属炉料的电阻在熔炼的过程中随着温度的升高而发生很大的变化，当电炉的电压为定值时，导致电炉的能力不能得到最大发挥，效率低。所以，在工频感应电炉的熔炼过程中采用定值电压，电炉的工作效率低、能耗高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种坩埚式工频感应电炉熔炼过程的控制方法及控制系统，通过在熔炼过程中对电炉的电压进行调节控制，提高电炉的工作效率。

一种坩埚式工频感应电炉熔炼过程的控制方法，包括：

向坩埚式工频感应电炉内加入第一预设量的炉料，保持所述电炉的运行电压维持在第一预设电压值，实时检测所述电炉的运行功率，当所述电炉的运行功率降低时，依据预设的功率设定值调节所述电炉的运行功率，并将所述电炉的运行电压由第一预设电压值升高至第二预设电压值；

所述电炉的运行电压达到第二预设电压值时，解除所述电炉的功率调节控制，并保持所述电炉的运行电压为所述第二预设电压值，当所述电炉在所述第二预设电压值条件下的运行时间满足第一预设时间值时，向电炉内加入第二预设量的炉料；

当所述电炉在所述第二预设电压值条件下的运行时间满足第二预设时间值时，将所述电炉的运行电压由第二预设电压值降低至第三预设电压值，当所述电炉的运行电压达到第三预设电压值时，保持所述电炉的运行电压为所述第三预设电压值，当所述电炉内炉料的熔炼温度达到预设温度时，结束熔炼。

上述的控制方法，优选的，所述第一预设量为第一预设量和第二预设量之和的50％~60％。

上述的控制方法，优选的，向电炉内加入炉料的过程为持续加料过程。

上述的控制方法，优选的，还包括：

对所述电炉的运行电压、运行功率、在预设条件下的运行时间和炉料的熔炼温度中至少一项进行显示。

上述的控制方法，优选的，还包括：

当所述电炉的运行电压、运行功率或在预设条件下的运行时间中任一超出其对应的预设范围时，触发警报。

上述的控制方法，优选的，还包括：

熔炼结束后，将所述电炉中的炉料完全倾倒出。

一种坩埚式工频感应电炉熔炼过程的控制系统，包括：

电压测量模块，用于实时测量实时电炉的运行电压；

温度测量模块，用于实时测量所述电炉内的熔炼温度；

第一电压控制模块，用于向所述电炉内加入第一预设量的炉料后，当得到电压测量模块测量得到的所述电炉的运行电压达到第一预设电压值时，保持所述电炉的运行电压为所述第一预设电压值；

功率测量模块，用于实时测量所述电炉的运行功率；

第二电压控制模块，用于当所述电炉在所述第一预设电压值条件下，所述电炉的运行功率降低时，将所述电炉的运行电压由第一预设电压值升高至第二预设电压值；

功率控制模块，用于所述炉料的运行电压达到第一预设电压值后，当所述电炉的运行功率降低时，依据预设的功率设定值调节所述电炉的运行功率，以及当所述电炉的运行电压达到第二预设电压值时，解除所述电炉的功率调节控制；

第三电压控制模块，用于当所述电炉在所述第二预设电压值条件下的运行时间满足第二预设时间值时，将所述电炉的运行电压由所述第二预设电压值降低至第三预设电压值并保持在所述第三预设电压值。

上述的控制系统，优选的，还包括：

加料控制模块，用于依据所述第一预设量和所述第二预设量控制炉料的加入。

上述的控制系统，优选的，还包括：