高钛渣冶炼自动化控制

一.电弧炉熔炼原理

1.电弧炉构造及工作原理电弧炉熔炼是利用石墨电极与物料（铁或石墨）之间产生电弧所发生的热量来熔化物料的。一般工业生产上普遍使用的是三相电弧炉，其炉体部分的构造示于图1。在电弧炉熔炼过程中，当物料熔清后，进一步地提高温度及调整化学成分的冶炼操作是在熔渣覆盖呗熔液的条件下进行。电弧炉依照炉渣和炉衬耐火材料的性质而分为酸性和碱性两种。碱性电弧炉具有脱硫和脱磷的能力。

2.电弧炉熔炼的优缺点及其应用电弧炉熔炼的优点是熔化固体物料的能力强，而且熔液是在熔渣覆盖条件下进行过热和调整化学成分的，故在一定程度上能避免熔液吸气和元素的氧化。这为熔炼低碳铸铁和合金铸铁创造了良好的条件。电弧炉的缺点是消耗电能多，熔炼初期，电流冲击大，电极控制困难。

二、电弧炉的电极控制要求

前面说过，电弧炉冶炼是靠电极与物料之间的电弧产生的热量来融化物料的。电弧的本质是被电离的空气，也就是等离子体。电弧具有负阻特性，且与电弧的长度（电极和物料的距离）直接相关。简单说，就是距离越大，电压越高，电流就越小。反之亦然。电弧炉冶炼过程，可以分两个阶段分析：1、冶炼初期，物料呈块状堆积于炉子底部，高低不齐，物料之间电气接触不良，导电性差。电弧又是靠电极与物料短暂接触（短路）再断开的过程中产生的。这就需要控制电极与物料的相对位置，使其接触后立即断开。这段时期，电弧极不稳定，系统随时处于短路与断路的交替状态，电流时大时小，对电网冲击很大。电极控制系统需要有较高的灵敏度，以及时调节电极与物料的距离。2、当大量物料融化之后，熔融态的物料液体（如钢液）已经形成，料液导电性能稳定良好。这时电极只要与物料保持恰当的距离，就能保证有稳定的电弧供冶炼使用。电极控制灵敏度可以大幅度降低，以保证稳定的冶炼工艺。3、前面提到电极要与物料保持恰当的距离，这是因为我们希望在某一个恰当的距离上，能使电弧获得最大的能效比。要提高熔炼效率，就必须提高电弧的功率，我们知道，功率是电流与电压的乘积。同时，我们可以把电炉变压器内阻（绕组电抗）、输电电缆、输电铜排、炭精棒等除电弧部分以外的所有系统电阻（电抗），看作是电弧炉系统的内阻，而把电弧体中电压与电流的比值呈现出来的等效电阻看做外部做功用的电阻。根据电工基础知识，当内阻等于外阻时，外部电阻可以获得最大功率。也就是说：当电极在某个恰当的距离上，所产生的电弧体的电压和电流的比值刚好等于系统内阻，电弧炉可以获得最大冶炼效率。

三、产品特色

1. 采用SIEMENS核心控制技术；

2. 采用专家模糊PI运算；

3. 稳定可靠，抗电弧冲击；

4. 友好的人机界面,中文显示；

5. 电流目标可自由设置；

6. 支持以太网通讯，可实现多台设备集中组网计算机监控；

四、功能

1. 通过PI控制器控制卷扬机或油缸，以保持电流平稳；

2. 可以操作高压开关柜分合闸；

3. 远程起停收尘风机；

4. 辅助设备可切换手动操作；

5. 电极上下极限保护；

6. 电极锁紧装置、循环油泵控制。

五、 客户价值

• 优化人力：原专职拉表工可以调岗或兼其他岗位工作；

• 节省电能：按3200KVA的变压器计，原人工拉表大概耗电41000~43000度/班，改用自动后未超40000度/班（以工况而异）；

• 减少跳闸：由于PI控制器有智能提前预判电流变化趋势，比人工拉表时跳闸次数少。

六、参数：

1. 供电电源：AC380V±10%3相50HZ

2. 重量：289kg

3. 尺寸：1300(高)×1000（宽）×900（深）mm

七、订货须知：

请详细告知我们如下参数：

1. 电极驱动方式 :□液压□卷扬机

2. 报闸方式：□电磁阀□电机

3. 卷扬机电机功率：_______KW

4. 变压器初级电压：□10KV□35KV

5. 变压器次级电压：___________V

6. 弧压：_________________V

7. 变压器容量：_____________KVA

8. 互感器变比：_____/5A

9. 互感器个数：□2只 □3只

八、适用炉型：

• 高钛渣冶炼电弧炉

• 炼铁矿电弧炉

• 硅铁炉

• 硅锰矿热炉
  

九、成功案例：

• 永丰钛业

• 盛源钛业

• 源丰钛业

• 天力矿业

• 金至硅业

• 永盛冶炼

• 康达铁合金

十、现场照片及视频：

现场照片

改造前后对比视频