煉鋼自動控制系統(tǒng)5

1、 冶金工業(yè)自動化冶金工業(yè)自動化 第三單元第三單元 冶金工業(yè)自動控制系統(tǒng)冶金工業(yè)自動控制系統(tǒng) 模塊三 煉鋼自動控制系統(tǒng) 一、知識點 鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐或電弧爐、爐外精煉、連續(xù)鑄錠自動控制的內(nèi)容。 煉鋼區(qū)的主要自動控制分析。包括：鐵水預(yù)處理的高爐爐前脫硅、噴吹法鐵水單脫硫等自動控制，轉(zhuǎn)爐的供氧、副槍、底吹、爐口微差壓、副原料輸送和投料等自動控制，電弧爐的氧燃助熔、吹氧和氧槍、爐壓、電極升降、排煙與除塵等自動控制，爐外精煉的KIP噴粉脫硫、CAS、LFV鋼包爐、RH裝置、AOD爐的自動控制，連續(xù)鑄錠的中間包鋼水和結(jié)晶器鋼水液位、二次冷卻水、鑄坯定長切割等自動控制。 二、知識點分析 1煉鋼區(qū)自動控制的內(nèi)

2、容 煉鋼區(qū)主要包括鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐或電爐、爐外精煉、連續(xù)鑄錠4個工序或車間。 鐵水預(yù)處理的主要自動控制系統(tǒng)有：高爐爐前脫硅、噴吹法鐵水單脫硫以及攪拌法鐵水單脫硫等自動控制。 轉(zhuǎn)爐的主要自動控制系統(tǒng)有：供氧系統(tǒng)、到槍系統(tǒng)、爐體傾動、底吹系統(tǒng)、爐口微差壓、副原料輸送和投料系統(tǒng)、煤氣回收系統(tǒng)，以及汽化冷卻等自動控制。 電弧護的主要自動控制系統(tǒng)有： 配料（廢鋼、散裝料、噴碳粉和鐵合金稱重與配料）、電弧爐本體（氧燃助熔、吹氧和氧槍、爐壓、電極升降、電工制度等自動控制冷卻水流量、壓力、溫度和溫差監(jiān)控，爐壁、爐蓋、短網(wǎng)斷水自動保護等）、電弧爐排煙與除塵系統(tǒng)（含第四孔排煙除塵的控制以及大煙罩式排煙處理系統(tǒng)控制

3、）等自動控制。 爐外精煉的主要控制系統(tǒng)有： KIP噴粉脫硫CAS或CAS-OB密封氬吹氣成分微調(diào)裝置的控制LFV鋼包爐真空精煉的控制RH真空處理裝置和AOD爐的控制等。連續(xù)鑄鋼的主要自動控制系統(tǒng)有： 開澆、中間包鋼水液位、保護渣加入、結(jié)晶器鋼水液位：結(jié)晶器振動、結(jié)晶器鋼水溫度、結(jié)晶器冷卻水流量、二次冷卻水、鑄速、PR壓力、鑄坯定長切割、打標(biāo)號等自動控制，鑄坯跟蹤及設(shè)備起停順序控制等。 3轉(zhuǎn)爐主要自動控制系統(tǒng) (1)供氧系統(tǒng)自動控制 1)氧氣一次壓力自動控制 由于轉(zhuǎn)爐開吹和停吹以及各個轉(zhuǎn)爐投入時間和吹氧時間不同，往往造成總管氧氣壓力波動，為保證在吹煉過程中保持穩(wěn)定的氧壓和氧量，保持總管壓力一定是

4、非常必要的。 為實現(xiàn)氧壓一次調(diào)節(jié)，將閥后氧壓力信號經(jīng)壓力變送器檢測出來送至DCS，DCS按照PI 控制規(guī)律控制壓力調(diào)節(jié)閥的開度，使閥后壓力保持在工藝要求的數(shù)值。為獲得較好的調(diào)節(jié)特性，減少因開吹時閥門開度突然開大造成大的擾動，一般采用事先計算的規(guī)定開度控制方式，即在開吹后先將調(diào)節(jié)閥放在一規(guī)定的開度，過一段時間再投人壓力自動控制。 2)氧氣流量自動控制 吹氧流量是以控制流量調(diào)節(jié)閥的開度實現(xiàn)的，是一般的負(fù)反饋系統(tǒng)，根據(jù)工作方式不同可由過程計算機向DCS發(fā)出設(shè)定值，或由人工通過鍵盤給定。和壓力調(diào)節(jié)一樣，為得到較 好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，氧流量調(diào)節(jié)也加有閥門固定開度控制。3)氧槍冷卻水檢測和越限報警及自動控制 冷

5、卻水系統(tǒng)采用電磁流量計或孔板式流量計檢測氧槍進(jìn)、出水的流量，流量信號送PLC，算出流量差，與進(jìn)出水流量值一并顯示在CRT上。此外還測量氧槍進(jìn)、出水溫度，當(dāng) 出水流量低于設(shè)定值和流量差以及出水溫度大于其設(shè)定時，發(fā)出報警信號。如此時正在吹煉，將緊急提槍停吹，同時使系統(tǒng)緊急停止工作。 4)吹氧槍升降位置控制 每座轉(zhuǎn)爐有兩套氧槍升降設(shè)備：一套在運行；另一套在維修或備用。氧槍升降傳動裝置由電動機、卷揚滾筒、升降臺車等組成。氧槍固定在臺車上，臺車由卷筒用鋼絲繩帶動升降。在電動機同軸(或經(jīng)減速機)上裝有脈沖傳感器，用脈沖計數(shù)來檢測氧槍升降的距離， 氧槍通常有4種控制方式：全自動、半自動、手動、機旁手動。全自

6、動方式是由過程計算機通過模型計算氧槍位置設(shè)定值，并發(fā)出控制命令，由PLC自動控制。半自動方式是操作臺上操作員通過鍵盤或數(shù)碼開關(guān)給出氧槍位置設(shè)定值(或給出液面高度和氧槍噴頭與液 面之間的間隙設(shè)定值)，由PLC自動完成控制。手動方式是操作人員在操作臺上手動操作鍵盤由PLC使氧槍升降。機旁手動方式為強電操作，用于現(xiàn)場維修和故障緊急處理。 氧槍升降位置控制原理為： 先通過副槍測出本爐次的液面高度，或者每班由人工測定一個爐次的液面通過模型計算推出其他爐次的液面高度。然后根據(jù)工藝要求設(shè)定間隙值(氧槍噴口與液面之間的距離)，間隙值與液面高度相加就是氧槍吹煉點的設(shè)定位置。PLC對脈沖傳感器發(fā)出的脈沖進(jìn)行計數(shù)得

7、出氧槍實際位置，它與設(shè)定值比較得出偏差值按速度-偏差控制曲線算出一個APC電壓(自動位置控制電壓)作為晶閘管傳動裝置的速度給定值，控制氧槍升降。 為達(dá)到氧槍準(zhǔn)確位和安全運轉(zhuǎn)的目的，在氧槍不同的高度設(shè)有多個控制點(見圖3-40)。正常吹煉情況下，在廢鋼、鐵水裝入后，操作人員確認(rèn)“吹煉起動條件完”指示信號，按“吹煉開始”按鈕，氧槍開始下降，由等待點H1到H2點，打開氧氣開關(guān)閥、關(guān)閉N2密封閥、旁通吹掃閥、水封逆止閥等，氧槍下降到吹煉點HB停止。操作人員在按“吹煉開始”17s后按“著火”按鈕，正常吹煉開始。（工藝要求冶煉位置需要調(diào)整） 由于氧槍升降行程是由脈沖計數(shù)器通過脈沖計數(shù)來檢測的，當(dāng)在換槍、氧

8、槍長度發(fā)生或者鋼絲繩長度伸縮的情況下，如不加修正就會產(chǎn)生較大的檢測誤差。為此，通常采用兩種修正方法：一種是在氧槍某一高度位置上安裝激光檢測器，當(dāng)氧槍端頭經(jīng)過此點時發(fā)出信號強制地將此時的氧槍位置設(shè)定成此點的絕對位置(距地面的實際高度)；另一種方法是在氧槍臺車上裝有非接觸式定位開關(guān)，臺車到達(dá)此點時，發(fā)出信號作為氧槍端部的基準(zhǔn)點。對于 中、小轉(zhuǎn)爐都采用第二種比較簡便的方法；而對于大型轉(zhuǎn)爐，往往兩種方法都采用。（行程開關(guān)因溫度和灰塵的影響，壽命較低）為保證轉(zhuǎn)爐正常吹煉，設(shè)有下列聯(lián)鎖： 當(dāng)供氧壓力低于某一定值、冷卻水進(jìn)水壓力低于某一定值、出水溫度高于50以及進(jìn)水流量大于出水流量時，氧槍不能下槍吹煉。如正

9、在吹煉，應(yīng)提槍停氧和報警；(注意儀表誤差) 當(dāng)轉(zhuǎn)爐位置不在0時不能下槍；如正在吹煉，轉(zhuǎn)爐不能傾動。只有氧槍提出爐口后轉(zhuǎn)爐才能傾動； 當(dāng)汽包水位不正?；驘熣致┧畷r，不能下槍吹煉。氧槍下槍吹煉前要給汽化冷卻和煤氣回收系統(tǒng)發(fā)信號，使它們進(jìn)入吹煉位置。 (2)副槍系統(tǒng)自動控制 副槍是用于80t以上轉(zhuǎn)爐進(jìn)行不倒?fàn)t測溫定碳等和由數(shù)學(xué)模型進(jìn)行動態(tài)控制之用。副槍由臺車、升降裝置、副槍本體和探頭接插件等組成。 1)氧副槍系統(tǒng)檢測及報警 包括鋼水溫度、鋼水定碳、鋼水溶氧和鋼水液位檢測。氧副槍也設(shè)有冷卻水系統(tǒng)，其檢測和報警以及控制和氧槍相同。 2)副槍位置控制和探頭裝卸程序控制 副槍位置均用PLC控制，副槍的位置控

10、制與氧槍基本相似。副槍裝卸裝置由探頭箱、起倒裝置、拔取裝置以及切斷裝置等組成。附屬裝置還有回收溜槽裝置、密封帽等。副槍探頭裝卸程序控制為： 原始狀態(tài)副槍在上限位置；起倒裝置在倒下位置；探頭切出裝置在切出返回位置；搬送裝置在搬送回復(fù)位置；拔取裝置在拔取“開”位置；切斷裝置在切斷返回位置；回收上部擋板在“開”位置；密封帽在“閉”位置等； “裝著”探頭指令發(fā)出后，探頭箱中4種探頭中的一種由切出裝置切出一個，在其限位開關(guān)動作后，返回到切出返回位置； 搬送裝置在接到切出探頭信號后，把探頭推到起倒裝置的積載架上，然后搬送裝置便回到搬送回復(fù)位置； 探頭一旦滾到積載架上，積載限位開關(guān)動作，起倒裝置的探頭夾持器

11、把探頭夾住，然后起倒裝置上升，其上的導(dǎo)向錐體從“開”變?yōu)椤瓣P(guān)”，以便副槍下降時其探頭接插件能被導(dǎo)向插進(jìn)探頭孔內(nèi)； 當(dāng)起倒裝置升到垂直位置，副槍以低速下降，其端部的探頭接插件通過導(dǎo)向錐體順利地插進(jìn)探頭孔內(nèi)，當(dāng)完全插入后，探頭夾持器從夾持狀態(tài)回到放開狀態(tài)。起倒裝置自動從升起位置開始倒下，在半倒?fàn)顟B(tài)時由半倒限位開關(guān)動作并發(fā)出信號，表明副槍探頭的“裝著”已完成，并發(fā)出信號使副槍停止下降。此時裝有探頭的副槍將等待測定信號； 當(dāng)計算機或操作員發(fā)出“測定開始”后，副槍就自動由位置控制系統(tǒng)進(jìn)行定位控制，一般情況下副槍探頭在鋼水液面下約500700mm處停數(shù)秒鐘后便迅速上升。探頭測得的信號便通過探頭接插件送到儀

12、表裝置并傳送到計算機； 副槍上升到拔取位置時，自動停止，拔取裝置動作，把探頭夾住(稱為“拔取夾持)，同時切斷裝置的鋸片電動機起動，把探頭下部的試樣部分切斷，回收上部擋板翻到“閉”位置，試樣被切斷后便通過回收溜槽落到操作平臺上； 當(dāng)切斷裝置把試樣切斷后，副槍便自動上升，由于上半截探頭被“拔取夾持”裝置夾住，故在副槍上升時，探頭便從副槍接插件中拔出，副槍本體回升到常用上限； 副槍接插件從探頭中拔出后，回收上部擋板又從“閉”位置翻到“開”位置，此時拔取夾持裝置松開探頭，上半截剩余的探頭便落人爐內(nèi)； 密封帽在“測定開始”指令條件下，當(dāng)回收上部擋板處于“開”狀態(tài)下便自動打開，便于副槍下槍測定；在拔取夾持

13、裝置松開探頭后一段時間便又把密封帽“閉合”，以免爐內(nèi)火焰竄出。 (3)底吹系統(tǒng)檢測和自動控制 檢測項目有：總管壓力、流量、溫度、各支管的壓力和流量?？刂祈椖坑校嚎偣軌毫刂啤⒅Ч芰髁靠刂?、供氣種類切換。圖3-41示出底吹供氣自動控制的示意圖。其壓力和流量的控制原理與氧氣的壓力和流量調(diào)節(jié)基本上相同，但考慮到底吹工藝特殊要求，在設(shè)計上有以下特點： 底吹工藝要求根據(jù)鋼種不同底部強度在0.010.10Nm3tmin范圍內(nèi)改變，有的甚至達(dá)0.15Nm3tmin。因此要求各支管流量有很寬的調(diào)節(jié)范圍，一般為10倍以上。有的廠家采用兩套系統(tǒng)，一套用于小流量調(diào)節(jié)；另一套用于中、大流量調(diào)節(jié)； 如采用孔板流量計，由

14、于各支管直徑較小，需要對小孔板做專門設(shè)計，并作標(biāo)定； 在某一支管堵塞時，應(yīng)相應(yīng)增加其他各支管的流量，使吹人爐內(nèi)的總底吹強度不變； 底吹供氣制度(參數(shù))可存于過程計算機，由過程機向DCS實行設(shè)定值控制；也可將不同的底吹曲線存于DCS內(nèi)，由過程機按鋼種需要選擇，由DCS按所選的曲線自動執(zhí)行操作。 (4)爐口微差壓自動控制 它通過控制器控制第二文氏管喉口R-D閥的開度，使?fàn)t口壓力保持在一定范圍內(nèi)，一般控制在土20Pa左右。為使微差壓控制系統(tǒng)獲得良好的控制性能，在吹煉初期將R-D閥的開度固定在某一位置上，開吹后過一定時間才投入自動。由于爐口間隙受轉(zhuǎn)爐噴渣的影響,該系統(tǒng)的增益是可變的。設(shè)定值和系統(tǒng)調(diào)節(jié)參

15、數(shù)要根據(jù)操作條件變化適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。國外有的系統(tǒng)采用預(yù)估煙氣發(fā)生量進(jìn)行前饋以及按最佳控制策略計算和整定系統(tǒng)參數(shù)。爐口微差壓的取壓點一般設(shè)在下部煙罩上，用4點取壓，取壓管的管徑為40mm，取壓管引出后再由一根直徑50mm環(huán)形管將4根取壓管連通，取其平均壓力。變送器測量范圍為-300+300Pa，精度為土0.25。為減少執(zhí)行機構(gòu)的響應(yīng)時間，采用液壓驅(qū)動機構(gòu)帶動二文喉口的R-D閥。為保證暢通，在取壓口處設(shè)置氮氣吹掃設(shè)施以便在轉(zhuǎn)爐停吹時吹掃。 (5)副原料輸送和投料系統(tǒng)的自動控制 1)輸送系統(tǒng)的自動控制 幾座轉(zhuǎn)爐共用一套輸送系統(tǒng)，采用一臺PLC對供料膠帶運輸機、地上或地下料倉的振動給料器、卸料小車等進(jìn)行控

16、制，其主要功能為： 向高位料倉輸送順序控制。根據(jù)高位料倉料位狀態(tài)和工藝要求決定向高位料倉供料的順序。各高位料倉都被規(guī)定一個“優(yōu)先順位”的輸送順序號，即如果二座以上轉(zhuǎn)爐同時對某一種副原料發(fā)出“輸料請求”時，則事先規(guī)定輸送順序，例如1#爐一2#爐一3#爐等。當(dāng)幾個料倉先后發(fā)出“料空”信號，輸送順序仍按“優(yōu)先順位”順序輸料，與發(fā)出輸料請求信號的先后無關(guān)；膠帶運輸機和地上或地下料倉給料器控制。按“優(yōu)先順位”號確定相應(yīng)的地上或地下料倉，并向卸料小車發(fā)出移動命令，使之停在指定的料倉上。與此同時，先后起動各條傳送帶和地上或地下料倉的給料器，將副原料輸送到爐頂高位料倉；帶秤稱量控制。在輸送帶的頭部裝有帶秤。在

17、向爐頂高位料倉送料時，帶秤連續(xù)向PLC發(fā)出稱重脈沖信號，經(jīng)PLC計算并在操作站上顯示每次輸送量值和瞬時輸送量，當(dāng)達(dá)到脈沖計數(shù)達(dá)到設(shè)定值時，PLC控制地上或地下料倉給料器及膠帶運輸機，停止送料；卸料小車運行控制。根據(jù)爐頂高位料倉上設(shè)置的檢測點來控制卸料小車準(zhǔn)確地停在指定的料倉位置；膠帶上原料跟蹤。供操作人員監(jiān)視輸送過程，避免混料、錯裝等。(視頻) 2)投料系統(tǒng)自動控制 轉(zhuǎn)爐投料系統(tǒng)(把石灰、白云石、螢石、礦石、鐵皮等副原料從高位料倉經(jīng)稱量料斗稱重后在中間料倉匯總，然后再經(jīng)溜槽投入爐內(nèi))由高位料倉、電磁振動給料器、稱量料斗、卸料閘門、匯總斗等組成。每個稱量料斗裝有稱重傳感器。電磁振動給料器用晶閘管

18、驅(qū)動，可使副原料以不同的速度下料。每座轉(zhuǎn)爐分別由各自的PLC控制投料，其控制內(nèi)容為： 副原料稱量控制(見圖3-42)。投料PLC接受來自過程機或人工給定的設(shè)定值后，控制高位料倉下面的振動給料器，向稱量料斗下料。在下料量達(dá)到90設(shè)定值以前，給料器以強振方式運行。當(dāng)達(dá)到90設(shè)定值時，轉(zhuǎn)為弱振進(jìn)行細(xì)調(diào)。當(dāng)達(dá)到95設(shè)定值時，給料器停振。由于慣性，停振后仍有少量料落人稱量料斗，這部分料稱為落差量。此時下料量+落差量約等于設(shè)定值。通過每次測量下料誤差，對落差量進(jìn)行逐次補正，以提高稱量精度； 卸料控制。當(dāng)某種副原料稱量完畢，PLC接受過程機或人工給出的卸料命令，先后開啟稱量料斗下面的水平閥和扇形閥，將副原料

19、經(jīng)溜槽卸至匯總斗。當(dāng)本批料都匯人匯總斗后，開啟其閥門將料投入爐內(nèi)； 高位料倉在庫量管理。為此，輸送系統(tǒng)PLC和投料系統(tǒng)PLC要信息交換。由輸送PLC把“輸送量”送投料PLC；由投料PLC對每次稱重進(jìn)行累加求得“輸出量”。 4電弧爐主要自動控制系統(tǒng) (1)電弧爐煉鋼原料的稱量與控制 廢鋼的配料與稱量。由平臺電子秤或吊車電子秤將本批次配好的廢鋼品種、單品種重量、累計重量等信息傳送到電爐控制系統(tǒng)(DCS或PLC)中。一爐鋼根據(jù)爐容和廢鋼情況一批次或多批次配料； 散裝配料測控(見圖3-43)。散裝料是指造渣、助熔、補爐用的粉狀或粒狀原料，例如冶金石灰、螢石、焦粉、礦石等。用PLC進(jìn)行控制，它完成的功能

20、包括：按冶煉需要， 接受需送入爐內(nèi)料種和重量設(shè)定；按選定料開動給料機向稱量斗送料；監(jiān)測稱量斗內(nèi)該料種料重情況，在料重的設(shè)定值90之前給料機快速給料，當(dāng)料重達(dá)到90以上時轉(zhuǎn)為慢速給料，達(dá)到設(shè)定值100時停止給料(快慢比約為10：1)；放料控制，稱量斗內(nèi)物料已配好，起動稱量斗下的給料機，將料放到膠帶運輸機并送入爐內(nèi)；可一批次配多種料，以縮短配料時間；將本爐次送人電弧爐內(nèi)的料種、重量信息送到電弧爐的工藝過程控制系統(tǒng)中； 噴碳粉控制系統(tǒng)。噴碳粉過程控制流程圖見圖3-44所示。其工作過程為：開WV-1，關(guān)WV-2，碳粉進(jìn)人稱量罐達(dá)到設(shè)定重后關(guān)閉WV-1、開SV-2，稱量罐充壓；開SV-1、WV-2，壓縮

21、空氣將碳粉送至噴槍噴人爐內(nèi)。這一過程可用PLC自動控制。控制WV-2的開度還可調(diào)節(jié)噴粉速率；鐵合金配料。用裝有電子秤的稱量車，平臺電子秤或機械式臺秤配料。 (2)電弧爐本體的控制 1)氧燃助熔系統(tǒng) 在熔化期，為了加速熔化、降低電耗，電弧爐配有氧氣-燃料助熔系統(tǒng)。所用燃料是燃料油、天然氣、焦油、廢油、煤粉等。氧氣燃料助熔的控制是一套燃?xì)夂脱鯕饬髁颗浔鹊恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)，比值由比值給定器確定。燃?xì)夂脱鯕饬髁慷冀?jīng)過溫度和壓力補正計算后得出。 2)吹氧和氧槍控制 目前向電弧爐內(nèi)吹氧有兩種方式：一種是用自耗式氧槍(鋼管)從爐門向熔池吹氧；另一種是控制升降機構(gòu)從爐頂向熔池吹氧。自耗式氧槍的檢測控制和上述的轉(zhuǎn)爐類似

22、，即氧氣一次壓力自動控制和氧氣流量自動控制。吹氧量根據(jù)熔池鋼水溫度和碳含量由計算機或人工設(shè)定后，給吹氧信號使氧氣切斷閥開啟，壓力自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定壓力，氧氣流量自動控制系統(tǒng)按設(shè)定氧量吹氧。氧氣吹管由人操作。升降式氧槍是用爐頂上方的升降機構(gòu)驅(qū)動，吹氧信號由氧槍位置信號發(fā)出，其檢測與控制與自耗式氧槍相同，如果是水冷式氧槍，還應(yīng)有冷水的流量、壓力和進(jìn)出水溫控制。為保證氧氣噴口與熔池液面之間處于最佳吹氧距離，還設(shè)有利用吹氧時發(fā)出的噪聲來自動保證氧槍的最佳噴吹位置的裝置。 3)電弧爐的爐壓控制 見圖3-45，電弧爐內(nèi)煙氣由排煙口進(jìn)人煙道。排煙口與煙道之間有一定的空隙，這一方面是由于排煙口要隨電爐傾動，不可

23、能與煙道緊密對接，另一方面需要吸人助燃空氣使煙氣中的可燃物質(zhì)要在煙道中燃燒掉，然后冷卻到除塵系統(tǒng)可以承受的溫度再經(jīng)過濾除塵，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后由抽煙機抽出排人大氣。爐壓由補償式取壓裝置取壓經(jīng)微差壓變送器轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一信號至調(diào)節(jié)器，其控制輸出至變頻調(diào)速器控制抽煙機的速度以調(diào)節(jié)抽力。 由于煙道、煙氣的燃燒、冷卻、除塵都是龐大設(shè)備，爐壓調(diào)節(jié)器(PIC)控制的是一個特大滯后的對象。為了克服這缺點，國外有利用控制電弧爐排煙孔煙量的方法控制爐壓(見圖3-46)。由于電弧爐內(nèi)的壓力僅幾十帕，它在壓力出口設(shè)置一個氣幕，控制氣幕作用的強弱足以控制爐內(nèi)壓力。它的最大好處就是克服了圖3-45所示控制抽吸能力的方法所產(chǎn)生的特

24、大滯后。由于煙溫高達(dá)12001500，一般節(jié)流裝置都難以勝任，這一方法利用氣幕節(jié)流，避開了調(diào)節(jié)機械不能勝任高溫介質(zhì)這一難題。氣幕作用的強弱由爐膛壓力調(diào)節(jié)器控制。電弧爐取壓口的設(shè)計非常困難。因為： 通常是爐頂取壓，但電弧爐爐頂有升降和旋轉(zhuǎn)動作，取壓管必須有一段耐高溫柔性管路。有的在爐蓋下的爐壁上取壓； 電弧爐的煙氣溫度高，取壓口的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)不同于一般爐窯的取壓件；電弧爐煙氣中的粉塵含量大又有粘性，極易堵塞取壓口，在熔煉過程中熔化料的噴濺所造成的堵塞更不是一般防堵措施(如用壓縮空氣吹)所能奏效的。為此往往采用多點取壓、機械通堵的特殊取壓件。 4)電弧爐電極升降控制數(shù)據(jù)測量。主要是電弧弧壓和弧流的測

25、量。弧流瞬時值的測量可直接通過在變壓器二次的各相電流互感器得到。弧壓的測量則困難的多，不能直接得到。因為變壓器二次相電壓不能反映弧壓，而是弧壓和大電抗器上壓降之和。電抗器上壓降包括阻性和感性兩部分，而后者較大且是時變的，與三相電流的電流變化率(didt)有關(guān)。冶煉過程中電流的變化和弧流中很大的諧波含量導(dǎo)致感性壓降有很大的變化，由于這種變化無規(guī)律可循，因而不能通過補償來校正?；旱臏y量誤差將導(dǎo)致工作點的偏移，從而使得三相有功功率不平衡和不一致的爐壁損壞。國外采用圖3-48所示的方法，測量電極臂的電壓和使用Rogowski線圈精確地確定二次電流弧形和相位的變化，計算出弧壓瞬時值。因而可以計算出有效

26、值；設(shè)定點和被控量的計算。電爐工作點(有功、無功、功率因數(shù))的準(zhǔn)確設(shè)定對于充分利用變壓器的容量是十分重要的。工作點取決于變壓器電壓級和相應(yīng)的弧阻。有關(guān)工作點的設(shè)定將由過程計算機按數(shù)學(xué)模型計算。被控量的計算取決于電極升降調(diào)節(jié)的方式，根據(jù)采用的控制方案是阻抗控制、功率控制還是弧流控制，被控量的計算分別是弧壓除弧流(即弧 阻)、弧壓乘弧流(即弧有功功率)和弧流本身； 調(diào)節(jié)器算法：目前流行的是IER型算法(即積分誤差調(diào)節(jié)器)，它是一個帶可調(diào)限的比例調(diào)節(jié)器，與以前調(diào)節(jié)器相比，其不同點在于對小誤差信號區(qū)引入了積分。當(dāng)誤差較小時，把此誤差積累起來直到一個可調(diào)的限定點，然后執(zhí)行校正。這樣，增益可選得大一些以保

27、證誤差大時能全速調(diào)節(jié)而又不犧牲小誤差時的穩(wěn)定值，精度也就大大改善，其增益也可隨著冶煉過程的不同取不同的值。在熔化期，爐料的料位變化較大，弧流變化劇烈，此時應(yīng)選較小的增益，以避免系統(tǒng)振蕩。在熔清后，爐內(nèi)情況比較平穩(wěn)，可選用較大增益； 優(yōu)先級邏輯：用以保證系統(tǒng)所有的時間都能安全工作。對每個優(yōu)先級都設(shè)置了一個最高速度。不同的優(yōu)先級有：手動同時控制三相電極、單個電極的手動、快速自動提升電極當(dāng)發(fā)生短路或斷電極時)、爐子斷電時慢速提升電極、自動控制操作等； 保護環(huán)節(jié)：短路保護、斷電極保護； 輸出匹配：電極升降的執(zhí)行機械有晶閘管直流電動機式，晶閘管-電磁轉(zhuǎn)差離合器式，電液隨動閥液壓傳動式幾種。因此調(diào)節(jié)器的輸

28、出要與執(zhí)行機構(gòu)的輸入相匹配。 5)電弧爐排煙與除塵系統(tǒng)的控制 大型電爐有兩種排煙方式，第四孔排煙和大煙罩式排煙(即把電爐完全置于封閉的大煙罩中，煙氣從罩頂抽出送布袋除塵器過濾)。第四孔排煙除塵的自動控制包括：煙氣的燃燒控制。 如上所述吸人冷風(fēng)，使煙氣中可燃物在煙道中自行燃燒，這個燃燒不需要控制。從煙道口吸人的空氣不僅助燃，同時也使煙氣溫度降到冷卻設(shè)備可以承受的數(shù)值。如圖3-49所示，TIC是用來保證進(jìn)入冷卻設(shè)備前的煙氣溫度不超過預(yù)定值，如果超過即打開混風(fēng)閥(TV)，吸人冷風(fēng)降低煙氣溫度； 煙氣冷卻設(shè)備的控制。見圖3-50。冷卻器包括3臺冷卻風(fēng)機和冷卻管，煙氣經(jīng)冷卻管冷卻后進(jìn)人布袋除塵器的煙道。冷卻后煙氣溫度由TISA檢測并控制冷卻風(fēng)機開啟數(shù)