电弧炉冶炼废钢熔化状态的过程检测系统

技术领域

本发明属于冶金铸造领域，涉及一种电弧炉冶炼废钢熔化状态的过程检测系统。

背景技术

现有的炼钢电弧炉在生产时，对炉内废钢的熔化状态检测，多数依靠操作工人的人工经验，通过炉门口目测进行观察判断；或通过在炉前安装噪音检测器，依靠噪音分贝的大小变化，判断炉内的熔化状态；或通过采集电弧炉供电电网的电流，根据电流的波动大小，做参考判断。

由于炼钢电弧炉的生产环境比较恶劣，废钢原料的来源随机性较大，电弧炉在熔化时负载冲击变化很大，对电网电能质量干扰很大，操作工人凭借经验观察判断会出现误差；电炉生产现场属于高粉尘环境，声音收集装置在使用中，经常发生堵塞，造成噪音分贝检测不准确；电炉喷碳量的变化，对电极电流的干扰波动也较大。

这些因素导致电弧炉炉内熔化功率不平衡，电极功率调节滞后，电炉冶炼周期延长，炉壁耐火材料侵蚀也不均匀，影响电炉的稳定冶炼生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电弧炉冶炼废钢熔化状态的过程检测系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电弧炉冶炼废钢熔化状态的过程检测系统，包括电弧炉变压器，在所述电弧炉变压器的高压侧设有高压侧电压互感器、高压断路器、高压侧零序电流互感器和串联电抗器；在所述电弧炉变压器的低压侧设有低压侧电流互感器和电极升降立柱，在所述电极升降立柱上连接有电极和位移传感器。

进一步，在所述电弧炉变压器的器身上设有铁芯电流互感器。

进一步，还包括系统控制器，连接高压侧电压互感器、高压断路器、高压侧零序电流互感器、串联电抗器、铁芯电流互感器、低压侧电流互感器和位移传感器。

进一步，电弧炉通过高压断路器，将电源传输到串联电抗器上，再通过电弧炉变压器，将冶炼的电能传输到电弧炉电极上，提供电弧炉冶炼所需电能。

进一步，所述高压侧电压互感器和高压侧零序电流互感器分别检测电弧炉的电压不平衡率，电压总畸变率和零序电流值变化率。

进一步，在高压断路器断开的条件下，调整串联电抗器的档位开关，检测串联电抗器的档位信号，计算线路串联电抗数值的大小。

进一步，所述系统控制器采集电弧炉变压器的电压不平衡率，零序电流值变化率和铁心接地电流值变化率以及电极的电流不平衡率和工作位置变化值，进行综合分析和计算，判定出电弧炉炉内废钢的熔化状态，调整电弧炉变压器的输出功率，动态适应废钢的熔化速率。

本发明的有益效果在于：本发明减小了电弧炉的电能质量波动和负载冲击，保证了炉内输入功率的平衡度；对提高电弧炉的冶炼功率因数，缩短电炉冶炼周期，具有重要的指导意义。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为一种电弧炉冶炼废钢熔化状态的过程检测系统结构图。

附图标记：1-高压侧电压互感器，2-高压断路器，3-高压侧零序电流互感器，4-串联电抗器，5-电弧炉变压器，6-铁芯电流互感器，7-低压侧电流互感器，8-电极升降立柱，9为位移传感器，10-电极，11-系统控制器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，为一种电弧炉冶炼废钢熔化状态的过程检测系统，在电弧炉的高压侧设置一组电压互感器和一组零序电流互感器，分别检测电弧炉的电压不平衡率，电压总畸变率和零序电流值变化率；检测电弧炉串联电抗器的档位信号，计算线路串联电抗数值的大小；在变压器的器身设置铁芯电流互感器，检测变压器的铁芯接地电流值变化率；在变压器的低压侧设置一组电流互感器，检测石墨电极的电流不平衡率，电流总畸变率；在石墨电极的升降立柱中设置位移传感器，检测石墨电极的工作位置变化值；通过采集电弧炉的电压不平衡率，零序电流值变化率和铁心接地电流值变化率以及电极的电流不平衡率和电极工作位置数值的变化，系统控制器进行综合分析和计算，判定出电弧炉炉内废钢的熔化状态，调整变压器的输出功率，动态适应废钢的熔化速率；减小电弧炉的电能质量波动和负载冲击，保证了炉内输入功率的平衡度；对提高电弧炉的冶炼功率因数，缩短电炉冶炼周期，具有重要的指导意义。

电弧炉通过高压断路器2，将电源传输到串联电抗器4上，再通过电弧炉变压器5，将冶炼的电能传输到电弧炉电极7上，提供电弧炉冶炼所需电能；

在电弧炉变压器5的高压侧，设置高压侧电压互感器1和高压侧零序电流互感器3，分别检测电弧炉的电压不平衡率，电压总畸变率和零序电流值变化率；

在高压断路器2断开的条件下，调整串联电抗器4的档位开关，检测串联电抗器4的档位信号，计算线路串联电抗数值的大小；

在电弧炉变压器5的器身中，设置铁芯电流互感器6，检测电弧炉变压器5的铁芯接地电流值变化率；

在电弧炉变压器5的低压侧，设置一组低压侧电流互感器7，检测石墨电极10的电流不平衡率，电流总畸变率；

在电极升降立柱8中，设置位移传感器9，检测石墨电极10的工作位置变化值；

系统控制器11采集电弧炉变压器5的电压不平衡率，零序电流值变化率和铁心接地电流值变化率以及电极10的电流不平衡率和工作位置变化值，进行综合分析和计算，判定出电弧炉炉内废钢的熔化状态，调整电弧炉变压器5的输出功率，动态适应废钢的熔化速率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。