[发明专利]一种通过脉冲波形对熔速进行智能控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是真空熔炼过程控制方法，特别涉及一种通过脉冲波形对熔速进行智能控制的方法；主要适用于真空自耗炉。

背景技术

真空自耗炉隶属特钢冶炼装备，采用直流电弧加热的原理在真空条件下对金属电极进行加热熔化。其电源系统多为可控硅整流或饱和电抗器整流系统，通过从厂内引入的10kv或其他等级电源经过12脉冲或6脉冲整流得出一个低压大电流的直流熔炼电源，为避免高次谐波提高电源质量，这里推荐使用更多的脉冲数量。在实际熔炼过程中由于外界许多因素的影响，例如电网会时时波动、熔炼电极材质的不均匀等等，导致熔炼过程种种参数的不断变化，所以无法达到理想的熔炼状态，这里就需要引入一定的控制系统来抑制这些因素的影响。

当自耗炉起弧后，金属材料会通过电弧产生的热量使金属电极表面金属开始熔化，熔化的金属堆积在一起会形成突起，进而会延展最终形成熔滴。当熔滴形成后会不断的变大，最终在内部力的作用下从上表面坠落落在入坩埚内，从而完成金属电极的冶炼。而这个过程会令炉口检测的信号产生一个畸变，如果检测设备足够的精密，就可以解析出这其中的每一个变化。

真空冶炼较大气冶炼来说在真空条件下对电弧的控制更为困难，通常通过对炉口电压的采集来做为熔炼电弧状态的考量，由于金属熔化的速度较快，故对其数据的采集更是十分困难的，其单位时间内的数据量是十分庞大的，想要根据相关信息在短时间内进行解析与处理是十分困难的，也就很难去对熔炼进行调控。

相对于真空自耗炉发明的时期来讲，当时的硬件设备很难在很短的时间内实现对其的数据进行采集分析，只能简简单单进行一个粗糙的记录，或对其做简化处理或利用一些宏观信息对熔炼进行调控，而这使大大降低了成品金属锭子的稳定性，而本申请则针对现有技术水平的提高与传统的真空自耗炉熔炼技术相结合提出了一种当代的针对熔炼电压波形进行智能控制的冶炼系统。

发明内容

本发明的目的是：解决现有的自耗炉冶炼系统较为粗糙过程控制的技术问题，提出了一种通过脉冲波形对熔速进行智能控制的方法。

本发明的技术方案为：一种通过脉冲波形对熔速进行智能控制的方法，包括以下步骤：在炉口设立脉冲波形检测装置，对熔滴产生时短路脉冲电压波形信号进行采集滤波，再将滤波后的信号输入高速处理器，高速处理器对信号数据进行分析，即对一个个熔滴产生的短路脉冲电压波形进行形态分析，从而得出与熔速相匹配的直观参数，再把这个参数数据传递到plc中使其作为熔化的控制因素，得到精确的过程控制。

所述高速处理器的信号数据分析过程是：把熔滴产生时的短路脉冲电压波形进行傅立叶变换展开转换成谐波分量和的形式，取到其中3～5次谐波分量展开对其幅值进行提取归类。以dsp最大输入电压为基础，将一个个幅值转换标幺值的形式，并将其平均分为10～20个区间，此时再把它与短路脉冲的傅立叶展开的位数相结合得到与熔速相匹配的直观参数。

所述的过程控制是指：在plc程序中设置一个3～5分钟的取样周期，并采用堆栈的方式令其中的数据保持时时的更新，以便令其与熔炼同步进行，对应dsp中的分类在系统中设定好对应的计数数组，并对不同谐波与幅值的组合进行计数统计，从而实现通过不同熔滴短路脉冲电压波形的形状与数量来反馈微观的熔炼进程，采用模糊自适应整定方式或选取其中具有代表性的数据与料杆给进速度建立一个闭环控制pid系统，通过不断修正伺服料杆的给进速度从而控制熔滴的分布状态。

本发明的有益效果是：可以从微观角度对熔炼进行分析，同时也让传统的冶炼与现有的技术进步充分结合，更为细致的对熔炼进行有效的过程控制，对成品金属锭子的品质提升提供了很大的保证。

附图说明

图1为本发明控制框图。

具体实施方式

参照图1，一种通过脉冲波形对熔速进行智能控制的方法，步骤1： 根据熔炼金属的牌号品种确定其熔炼工艺与现有的结晶器锭子等尺寸，得出一个熔炼初始的参考熔速。

步骤2 ：:熔炼电源启动，熔速pid控制准备。此时伺服料杆的给进速度由初始计算出的参考熔速进行控制。