矿热炉电石炉电极电流电压比升降监控线路的制作方法

【专利摘要】本实用新型涉及冶金设备领域公开了一种矿热炉电石炉电极电流电压比升降监控线路。它包括隔离開关、断路器、矿热炉变压器、短网、三根电石炉电极电流电压比变压器为三相交流Ynd11接线组别，所述变压器的通过改变一次侧电流互感器的接线方式实现监测电石炉电极电流电压比电流。所述电流互感器与电流表相连接所述三根电石炉电极电流电压比分别与第一电压表的一端相连接，矿热炉炉壳壳体与第二电压表相连接可实时监测矿热炉三相电石炉电极电流电压比负载的不平衡程度，实现矿热炉的恒电压、恒电流、恒功率、恒电阻控制可操作性高，方便矿热炉的调整使得炉料得到充分的冶炼，节约了原材料降低了单位耗电量，减少了生产成本；摆脱了仅凭作业人员工作经验进行操控矿热炉作业的状况；可广泛的适用于多种类型的冶炼炉

【专利说明】矿热炉電石炉电极电流电压比升降监控线路

[0001]本实用新型涉及冶金设备领域，具体的说是一种适用于手动控制矿热炉电石炉电极电流电压比的矿热爐电石炉电极电流电压比升降监控线路

[0002]矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，用于还原冶炼矿石、碳质还原剂及溶剂等原料主要生产硅铁，锰铁铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬使用自培电石炉电极电流电压比，将电石炉电極电流电压比插入炉料进行埋弧操作利用电弧的能量及电流通过炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续加料间歇式出铁，连续作业嘚一种工业电炉

[0003]在矿热炉冶炼生产中，一般用电炉变压器一次侧电流来监控电石炉电极电流电压比的冶炼电流通过对电石炉电极电流電压比的升降完成对矿热炉的调节。对于三相交流Yndll接线组别的电炉变压器电石炉电极电流电压比电流表接法不当，容易导致单位耗电量變高炉况不能有效控制，严重时会造成在冶炼生产中电石炉电极电流电压比事故频繁断裂炉况变差，设备受损甚至出现冶炼过程中噴料等安全事故。

[0004]随着科技的进步新建的大中功率矿热炉一般采用自动控制冶炼过程，由于自动控制改造成本较高企业现有的部分矿熱炉仍然采用手动控制作业。矿热炉的冶炼作业的控制由冶炼炉长指挥由炉长凭借多年的生产经验来决定炉况的管控。作业人员对矿热爐炉况如果不能及时进行监测、调整电石炉电极电流电压比易造成矿热炉不稳定，矿热炉刺火严重单位耗电量大，热效率降低矿石原料未能充分冶炼，出铁量减少电石炉电极电流电压比损耗严重。

[0005]本实用新型的目的是提供一种矿热炉电石炉电极电流电压比升降监控線路以解决现有手动控制矿热炉凭借操作人员工作经验进行冶炼作业，炉况不稳定耗电量大，原材料冶炼不充分电石炉电极电流电壓比损耗严重的问题。

[0006]为解决上述技术问题本实用新型所采取的技术方案为:

[0007]—种矿热炉电石炉电极电流电压比升降监控线路，它包括隔離开关、断路器、矿热炉变压器、短网、三根电石炉电极电流电压比变压器为三相交流Yndll接线组别，所述变压器的一次侧设有两组电流互感器其中一组所述电流互感器呈三角形接法，另一组呈星形接法所述电流互感器与电流表相连接，所述三组电石炉电极电流电压比分別与第一电压表的一端相连接矿热炉炉壳壳体与第二电压表相连接。

[0008]作为本实用新型的进一步改进所述第一电压表的另一端均与第二電压表的一端相连接，所述第二电压表接地

[0009]在本实用新型中，Yndll接线组别的变压器一次侧安装有两组电流互感器一组电流互感器采用三角形接法，用于测量电石炉电极电流电压比电流另一组电流互感器采用星形接法，用于测量变压器相电流和实现继电保护由于二次侧電流超前一次侧线电流30度电角位，当互感器成三角形接法时互感器电流超前一次侧线电流30度电角位，则二次侧电流(即电石炉电极电流电壓比电流)与互感器电流同相位

[0010]实际工作中有些矿热炉的电石炉电极电流电压比因为直径较大，导致电石炉电极电流电压比电流无法测量采用本实用新型，可通过改变接线方式实现监测电石炉电极电流电压比电流当变压器只有一组电流互感器时，加装电流互感器来完成控制作业

[0011]所述第一电压表分别测量三根电石炉电极电流电压比对炉壳的电压，三条连接线分别接在电石炉电极电流电压比壳上星形点接炉壳，应采用4平方毫米以上的铜芯电缆它不包括短网上的电压降。所述第二电压表测量炉壳对地(中性点)的电压由于矿热炉各相电石爐电极电流电压比做功不同，三相电石炉电极电流电压比在炉底成星形不对称负载所以炉壳对电源中性点有一定的电位差，第二电压表所测量的电压值越接近0V说明三组电石炉电极电流电压比做功越平衡。

[0012]本实用新型在三相交流Yndll接线组别变压器的矿热炉控制系统中设置测量变压器相电流的第一电流表设置测量电石炉电极电流电压比电流的第二电流表，设置测量电石炉电极电流电压比相电压的第一电压表设置测量炉壳对地电压的第二电压表，通过对三组电石炉电极电流电压比电流、电压的监测及时调整相应的电石炉电极电流电压比底端与炉膛之间的距离、电弧的直径，实现矿热炉的恒电压控制、恒电流控制、恒功率控制和恒电阻控制

[0014]矿热炉生产采用陆续加料，间歇式出铁连续作业的方法，以出完一炉铁到下一炉铁出完毕为一个作业周期在一个作业周期内，冶炼前期和中期应全负荷运行。冶炼Φ后期炉膛内积存一定量的铁水，下放电石炉电极电流电压比不能过长出铁时，尽量不动出铁口侧的电石炉电极电流电压比以防塌料，造成出铁困难调整时以最大相电流不超过变压器相电流保护电流为准，以防变压器过负荷跳闸

[0016]在矿热炉工作参数中，二次电压是非常重要的在二次电压恒定的条件下，恒(负载)电压操作就是维持电石炉电极电流电压比根部和熔池的距离保证电弧电压的稳定，也就昰保持电弧的长度的稳定在一个冶炼周期内，持续下放电石炉电极电流电压比采用“勤放少放”的原则，保持电石炉电极电流电压比對炉壳的电压在小范围内变化实现恒电压控制。在操作过程中电石炉电极电流电压比电压超过一定值，说明电石炉电极电流电压比上抬此时应下放电石炉电极电流电压比，否则电弧拉长，导致功率分配趋向炉料熔池功率下降，高温区上移不利于生产；电石炉电極电流电压比电压低于一定值时，该相电石炉电极电流电压比和熔池距离过近应上抬电石炉电极电流电压比，或者应增大该相电石炉电極电流电压比的压放周期；电石炉电极电流电压比电压波动说明正在塌料；电石炉电极电流电压比电压为零时，应检查连线是否断裂電石炉电极电流电压比底部是否和炉底接触。作业过程中应先调整电压值差别最大的电石炉电极电流电压比使三根电石炉电极电流电压仳的电压值基本相等。

[0018]在一个冶炼周期内维持电石炉电极电流电压比电流在一定数值范围内变化。当所述第二电流互感器接成三角形接法三块电流表分别反映三根电石炉电极电流电压比的电流大小。炉内电流回路有两部分一部分是电石炉电极电流电压比底部，电弧和熔池构成的星形回路占总电石炉电极电流电压比电流的70% -80%。一部分是电石炉电极电流电压比侧面炉料与另外两根电石炉电极电流电压比形成的三角形回路，占总电石炉电极电流电压比电流的20% -30%当电石炉电极电流电压比底部与熔池距离过远，会导致电流功率分配趋于炉料爐料变粘，透气性变差容易发生喷料事故。应及时调整保证电石炉电极电流电压比底部电弧的直径。通过电石炉电极电流电压比的调整使三根电石炉电极电流电压比的电流基本相等。

[0020]恒功率控制是指保持输入炉内的有效功率Pe恒定Pe =3IU =31?,由电石炉电极电流电压比电流和电石爐电极电流电压比底部对炉底的电压决定。恒功率控制的实质是不仅要保持电弧的长度还要保持电弧的直径；电弧变长、直径变窄，稳萣性会变差；电弧长度过短、宽度不变电弧功率会变小。当一根电石炉电极电流电压比底部与炉底接触，会发生电压死相该电石炉電极电流电压比有电流而无电压，电石炉电极电流电压比不做功

[0022]矿热炉的操作电阻R定义为电石炉电极电流电压比和炉底之间的电阻，由電石炉电极电流电压比端部对炉底的电压U和电石炉电极电流电压比电流决定矿热炉的负载电阻为R =U/I。操作电阻的大小取决于炉料的电阻率炉料电阻率大，操作电阻也大控制炉料电阻率不变，即可控制操作电阻不变使U/I的值恒定。从而使输入炉内的功率稳定以便于保持冶炼过程稳定。

[0023]本实用新型的有益效果为:

[0024](I)可以实时监测矿热炉三相电石炉电极电流电压比负载的不平衡程度实现矿热炉的恒电压控制、恒电流控制、恒功率控制、恒电阻控制，使得炉料得到充分的冶炼可操作性高，方便矿热炉的调整节约了原材料，降低了单位耗电量减少了生产成本；

[0025](2)实现偏功率控制，当炉壁有烧损不太严重时可适当降低有烧损的炉壁侧的电石炉电极电流电压比功率，以保证生产繼续有效防止了生产事故的扩大；

[0026]( 3 )可以实时监测矿热炉电石炉电极电流电压比，防止发生电压死相和电流死相摆脱了仅凭作业人员工莋经验进行操控矿热炉作业的状况；

[0027](4)可广泛的适用于电石炉、铁合金电炉、黄磷炉等三相交流Yndll接线组别变压器的矿热炉，同样适用于Ydll接线組别变压器的矿热炉；

[0028]( 5 )造价低线路简单明了，维护方便

[0029]图1是本实用新型的连接示意图；

[0030]图2是电流互感器的连接示意图；

[0032]图4是第一电压表、第二电压表的连接示意图；

[0033]图中:1、隔离开关，2、断路器3、变压器，4、短网5、电石炉电极电流电压比，6、电流互感器7、电流表,8、苐一电压表,9、第二电压表。

[0034]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明

[0035]如图1至图4所示的一种矿热炉电石炉电极电流电压比升降监控線路，它包括隔离开关1、断路器2、矿热炉变压器3、短网4、三根电石炉电极电流电压比5变压器3为三相交流Yndll接线组别，变压器3的一次侧设有兩组电流互感器6其中一组电流互感器6呈三角形接法，另一组呈星形接法电流互感器6与电流表7相连接,三根电石炉电极电流电压比5分别与苐一电压表8的一端相连接,矿热炉炉壳壳体与第二电压表9相连接。第一电压表8的另一端均与第二电压表9的一端相连接,第二电压表9接地

[0037]在矿熱炉工作参数中，二次电压是非常重要的在二次电压恒定的条件下，恒(负载)电压操作就是维持电石炉电极电流电压比根部和熔池的距离保证电弧电压的稳定，也就是保持电弧的长度的稳定在一个冶炼周期内，持续下放电石炉电极电流电压比采用“勤放少放”的原则，保持电石炉电极电流电压比对炉壳的电压在小范围内变化实现恒电压控制。在操作过程中电石炉电极电流电压比电压超过一定值，說明电石炉电极电流电压比上抬此时应下放电石炉电极电流电压比，否则电弧拉长，导致功率分配趋向炉料熔池功率下降，高温区仩移不利于生产；电石炉电极电流电压比电压低于一定值时，该相电石炉电极电流电压比和熔池距离过近应上抬电石炉电极电流电压仳，或者应增大该相电石炉电极电流电压比的压放周期；电石炉电极电流电压比电压波动说明正在塌料；电石炉电极电流电压比电压为零时，应检查连线是否断裂电石炉电极电流电压比底部是否和炉底接触。作业过程中应先调整电压值差别最大的电石炉电极电流电压比使三根电石炉电极电流电压比的电压值基本相等。

[0039]在一个冶炼周期内维持电石炉电极电流电压比电流在一定数值范围内变化。当所述苐二电流互感器接成三角形接法三块电流表分别反映三根电石炉电极电流电压比的电流大小。炉内电流回路有两部分一部分是电石炉電极电流电压比底部，电弧和熔池构成的星形回路占总电石炉电极电流电压比电流的70% -80%。一部分是电石炉电极电流电压比侧面炉料与另外两根电石炉电极电流电压比形成的三角形回路，占总电石炉电极电流电压比电流的20% -30%当电石炉电极电流电压比底部与熔池距离过远，会導致电流功率分配趋于炉料炉料变粘，透气性变差容易发生喷料事故。应及时调整保证电石炉电极电流电压比底部电弧的直径。通過电石炉电极电流电压比的调整使三根电石炉电极电流电压比的电流基本相等。

[0041]恒功率控制是指保持输入炉内的有效功率Pe恒定Pe =3IU =3I2R，由电石炉电极电流电压比电流和电石炉电极电流电压比底部对炉底的电压决定恒功率控制的实质是不仅要保持电弧的长度，还要保持电弧的矗径；电弧变长、直径变窄稳定性会变差；电弧长度过短、宽度不变，电弧功率会变小当一根电石炉电极电流电压比，底部与炉底接觸会发生电压死相，该电石炉电极电流电压比有电流而无电压电石炉电极电流电压比不做功。

[0043]矿热炉的操作电阻R定义为电石炉电极电鋶电压比和炉底之间的电阻由电石炉电极电流电压比端部对炉底的电压U和电石炉电极电流电压比电流决定。矿热炉的负载电阻为R =U/I操作電阻的大小取决于炉料的电阻率，炉料电阻率大操作电阻也大。控制炉料电阻率不变即可控制操作电阻不变，使U/I的值恒定从而使输叺炉内的功率稳定，以便于保持冶炼过程稳定

[0044]矿热炉冶炼过程是一个复杂的物理、化学变化过程，是在高温条件下埋弧操作的不可能矗接观察到反应过程。各数值变化范围的选择和确定必须保证电炉的热效率和电效率，与炉体的输出功率、生产的产品种类以及工艺参數有关因此，采用哪种控制方法操作具体适应值由都需要经过实际的运行和数据分析，才能选出适合本台炉子运行的控制参数只有選择合理的工艺参数和电气参数才能保证矿热炉运行顺畅。

1.一种矿热炉电石炉电极电流电压比升降监控线路它包括隔离开关(I)、断路器(2)、礦热炉变压器(3)、短网(4)、三根电石炉电极电流电压比(5)，变压器(3)为三相交流Yndll接线组别其特征在于:所述变压器(3)的一次侧设有两组电流互感器(6)，其中一组所述电流互感器(6)呈三角形接法另一组呈星形接法，所述电流互感器(6)与电流表(7)相连接所述三根电石炉电极电流电压比(5)分别与第┅电压表(8)的一端相连接,矿热炉炉壳壳体与第二电压表(9)相连接。

2.根据权利要求1所述的矿热炉电石炉电极电流电压比升降监控线路其特征在於:所述第一电压表(8)的另一端均与第二电压表(9)的一端相连接，所述第二电压表(9)接地

【发明者】王立焕 申请人:王立焕