径向顶紧式把持器矿热炉电极控制系统的研究

发布时间：2020-12-22 09:26

　　电极作为矿热炉生产时控制反应进行的重要设备,其端部位置合理与否直接影响铁合金的质量及产量。电极控制系统的准确性是保证矿热炉冶炼能够达到低耗、高效目的的重要条件。本文结合甘肃某铁合金企业电极自动控制系统工程项目,通过对电极控制系统工艺及影响电极压放和升降因素的分析,设计了一种新型矿热炉电极自动控制系统。首先,根据国内外矿热炉电极控制研究现状和发展情况,结合用户对控制系统的要求,通过对矿热炉控制策略及现有控制系统存在问题的分析,确定了本文需要研究的主要内容。然后,通过对矿热炉冶炼影响因素的分析,针对现有控制系统存在的问题,结合已经提出的电极控制策略,确定了本文电极控制系统策略。基于电极位置,控制电流、电阻、功率的平衡,达到矿热炉三相平衡。定义电极位置、电流、电阻等控制量,确定电极位置及二次电流的采集原理,并对结果进行验证。其次,总体控制方案制定,采用磁场传感器间接检测电极位置,当电极位置相对合理时,采集所需电流、电压等参数完成电阻及功率的计算。以电流、电阻、功率为模糊控制条件,确定电极需要的位移,并由液压系统实现电极压放或升降,达到三相平衡。根据总体控制方案,选择WinCC软件设计上位监控... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锥形环把持器及组合式把持器图

径向顶紧式把持器矿热炉电极控制系统的研究4（3）径向顶紧式把持器近年来，一些大型炉和密闭炉采用水平顶紧式液压缸把持器（图1.2a），配备波纹管压力环（图1.2b）。由于是水平压力顶紧，铜瓦受力均匀、平衡，不像锥形环把持器存在多块铜瓦不易同时夹紧、强行拉紧又易损坏设备等缺点。所以，水平顶紧式液压缸把持器和波纹管压力环在现代大中型矿热炉上得到广泛应用。a)径向顶紧式把持器b)波纹管压力环图1.2径向顶紧式把持器及压力环图目前国内使用较多的是由德国研发的、使用液压波纹管的径向顶紧式把持器。液压波纹管在压力环内使用，压力环是经过焊接形成的耐压密封环体，环内有使用隔板组成的冷却水通道及8个波纹管[20-21]。依靠液压波纹管的弹簧力来顶紧铜瓦，使得铜瓦紧紧贴合在电极壳表面，保证冶炼的顺利进行。径向顶紧式把持器的优点有压紧方式安全可靠；在生产过程中，若电极压放量过多，可以倒拔；适合炉面温度较高的矿热炉；可适当超负荷运行；可根据矿热炉运行指标、运行情况适当改变电极直径（±20mm）；电极壳制作、接长的技术要求较低，加工设备简单；正常生产维护工作量小；波纹管密封性能好，不会漏油[22-23]。径向顶紧式把持器的缺点有设备笨重；可能由于电极焙烧不够，发生电极软断事故；铜瓦等导电元件单个体积大，重量大，更换维护成本高[24]。不管是径向顶紧式把持器还是组合把持器，在国内都有应用。但是由于组合式把持器用于密闭炉，且由于自身是夹钳夹紧，无法实现电极倒拔，并要有专用的车间制作电极壳。对于中小型矿热炉生产企业而言，单独建造车间生产电极壳成本过高，实现起来困难重重。径向顶紧式把持器经过多年的发展，有着成熟的技术。通过液压机构实现铜瓦的径向顶紧和松开，容易实现铜瓦均匀受力，

工程硕士学位论文9第2章矿热炉设备及影响炉内反应因素矿热炉作为冶金的母体，主要设备是否完善、是否符合生产工艺将直接影响炉内反应的进行，是影响生产效率的重要方面。对炉内反应影响因素的分析可以让我们更加深入的了解控制系统会受到哪些影响，进而提高控制系统准确性。2.1矿热炉相关设备2.1.1矿热炉组成矿热炉作为生产各类合金的重要设备。从原材料的按比称重，均匀混合到矿热炉具体的操作过程及烟尘收集处理、余热利用均实现了集中控制，对提高生产效率有积极意义。矿热炉主要由炉体、烟罩、加料系统、除尘系统、电极控制系统、供电系统等组成。（1）炉体炉体作为矿热炉冶炼反应区域，大电流通过炉料电阻和电极端电弧形成高温(2000℃以上)使炉料熔化发生化学反应生成需要的合金。由炉壳、耐火炉衬和出炉口组成。炉壳位于炉衬外侧，炉衬会在温度变化时有一定的热胀冷缩，因此炉壳要具有适应热胀冷缩的能力。现在的炉壳大部分采用圆筒形，由16mm~25mm厚的锅炉钢板焊接而成，结构比较简单，加强筋较少，冷却面积较校出炉口一般由钢板焊接或铸铁制成，炉口放置在炉底工字钢上。图2.1正六边形烟罩（2）烟罩烟罩作为收集烟尘，减少环境污染的主要设备，经历了长期的演化过程。早期矿热炉为敞口式，烟尘直接排入空气中，不仅污染环境，还对工人的身体产生极大地影响。随后出现了高烟罩，即在炉口正上方悬挂一个罩子，烟罩与炉口有

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本文编号：2931531