[发明专利]一种电极自动化控制系统

说明书

本发明公开了一种电极自动化控制系统，属于电炉控制技术领域，具体涉及一种多维度的电极精细化控制系统，能够实现三相电极高度独立升降、电极圆直径连续调节，此外，还具备多个工作位置满足多个钢包的连续加热，该控制系统的硬件部分包括移动基架、基座、升降装置、工位调整装置、横臂、电极圆调节装置和电极夹持装置，电极自动化控制系统的软件部分采用阻抗控制策略，同时在实现过程中设计了分段式移动方法和边界联动控制方法。与现有技术相比，本发明能够显著降低能耗，提高生产效率，减轻电炉对电网的干扰，避免电弧烧炉等情况，确保炉内的温度分布均匀。

技术领域

本发明属于电炉控制技术领域，尤其涉及一种电极自动化控制系统。

背景技术

钢包精炼炉是指兼具炼钢炉加热精炼功能的设备。是用来对初炼炉(电弧炉、平炉、转炉)所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备，钢包炉是炉外精炼的主要设备之一。钢包精炼炉主要功能：1、使钢液升温和保温功能。钢液通过电弧加热获得新的热能，不但能使钢包精炼时可以补加合金和调整成分，也可以补加渣料，便于钢液深脱硫和脱氧。而且连铸要求的钢液开浇温度得到保证，有利干铸坯质量的提高。2、氩气搅拌功能。氩气通过装在钢包底部的透气砖向钢液中吹氛，钢液获得一定的搅拌功能。3、真空脱气功能。通过钢包吊入真空罐后，采用蒸汽喷射泵进行真空脱气，同时通过包底吹入氩气搅动钢液，可以去除钢液中的氢含量和氮含量，并进一步降低氧含量和硫含量，最终获得较高纯净度的钢液和性能优越的材质。然而，现有电炉结构存在如下技术问题：

1)现有电炉的电极圆直径无法调节，由于电极圆直径直接与能耗、产量相关，电炉中电极圆的直径过小时，由于三根电极之间的净距偏小,导致形成的三个熔池或加热区域交叉重叠的部分过多,在炉膛中心形成过分集中的热区,降低电极间的电阻,炉内反应面积过小,化料量低,产量低,电耗必然高，若电炉电极的电极圆直径过大，在电炉内三根电极之间的净距离偏大，导致形成的三个熔池交叉重叠的部分过少，则在三个熔池中间就有热量不集中的死角,对生产不利。

2)精炼炉在操作过程中，需要频繁调整电极的高低，现有部分精炼炉结构的三相电极无法独立调整，即使部分精炼炉结构的三相电极可以独立调整，其垂直度和强度较低，在使用过程中容易出现晃动的情况；

3)精炼炉在加热钢包的过程中，普遍采用“一炉一包”的结构，当钢包在运输、固定、安装等环节时，精炼炉只能等待钢包准备就绪才能开始加热，浪费了大量的工作时间。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种电极自动化控制系统，能够实现三相电极高度独立升降、电极圆直径连续调节，同时，还具备多个工作位置满足多个钢包的连续加热，该控制系统采用阻抗控制策略，同时在实现过程中设计了分段式移动方法和边界联动控制方法，能够显著降低能耗，提高生产效率，减轻电炉对电网的干扰，避免电弧烧炉等情况，确保炉内的温度分布均匀。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：