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一种敞口式埋弧矿热炉电极控制方法及系统摘要：本文提出了一种敞口式埋弧矿热炉电极控制的方法及其应用系统，在合理确定坩埚熔池中电极所处位置的基础之上，通过对恒阻抗原则的合理应用，达到了有效控制电极电压指标的目的。
abstract： this paper proposes the electrode control method and application system of an open-type submerged arc-furnace. on the basis of the reasonable location of the electrode in the crucible melt pool， through the rational use of constant impedance principle， we could achieve the goal of effective control of the electrode voltage indicators.关键词：敞口式；埋弧矿热炉；电极控制；数据计算处理key words： open-type；submerged arc-furnace；the electrode control method；data processing中图分类号：tf806.7 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）12-0029-021 传统敞口式埋弧矿热炉电极控制方法存在的问题分析在当前技术条件支持下，敞口式埋弧矿热炉所对应的电极控制方式仍然以人工控制模式为准。
在人工控制模式的作用之下，最关键的指标为：变压器设备一次侧的电流参数。
即在实践工作过程当中：当判定变压器设备一次侧电流参数增大的情况下，人为上抬电极；而在判定变压器设备一次侧电流参数降低的情况下，人为下插电极。
基于以上分析不难发现：在以一次侧电流控制电极常常会造成三相电极工作状况差异较大。
![一种电弧炉液压系统控制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/2d084a427ed5360cba1aa8114431b90d6c85898c.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010454772.8(22)申请日 2020.05.26(71)申请人 三门峡电熔刚玉有限责任公司地址 472000 河南省三门峡市城乡一体化示范区华阳路(72)发明人 卫旭辉 锁东 潘海亭 (74)专利代理机构 无锡市汇诚永信专利代理事务所(普通合伙) 32260代理人 吉飞虎(51)Int.Cl.F15B 11/17(2006.01)F15B 13/02(2006.01)F15B 19/00(2006.01)F15B 21/08(2006.01)F15B 21/0423(2019.01)F27B 3/28(2006.01)(54)发明名称一种电弧炉液压系统控制方法(57)摘要本发明涉及一种电弧炉液压系统控制方法，在液压站的系统油路上设置一个压力变送器，压力变送器监测系统油路的压力大小，当压力值达到11.5～12.5MPa时，压力变送器反馈给液压控制系统，由液压控制系统发出控制液压泵对应的液压泵电机停机的信号；当压力值达到9.5～10.5MPa时，压力变送器反馈给液压控制系统，由液压控制系统发出控制所述液压泵电机启动的信号。
通过该控制方法，在满足电弧炉工作所需动力的情况下，使得液压泵电机可以间隙性工作，进而可以节能，解决现有技术中的液压泵电机长时间持续工作导致的耗电问题。
权利要求书1页 说明书3页CN 111577685 A 2020.08.25C N 111577685A1.一种电弧炉液压系统控制方法，其特征在于：在液压站的系统油路上设置一个压力变送器，压力变送器监测系统油路的压力大小，当压力值达到11.5～12.5MPa时，压力变送器反馈给液压控制系统，由液压控制系统发出控制液压泵对应的液压泵电机停机的信号；当压力值达到9.5～10.5MPa时，压力变送器反馈给液压控制系统，由液压控制系统发出控制所述液压泵电机启动的信号。
矿热炉电极调节PID控制系统设计
王炳金
【期刊名称】《中国锰业》
【年(卷),期】2009(027)001
【摘要】着重阐述了矿热炉电极调节PID控制系统设计,并针对每个控制环节的设计及PID控制工作原理进行分析.
【总页数】3页(P23-25)
【作者】王炳金
【作者单位】云南文山斗南锰业股份有限公司,铁合金二厂,云南,砚山,663101【正文语种】中文
【中图分类】TF33
【相关文献】
1.矿热炉电极恒功率的自动控制与调节 [J], 董元江
2.矿热炉电极调节系统的双闭环自抗扰控制 [J], 魏远方;王玉华
3.矿热炉电极调节PID控制系统设计 [J], 王炳金
4.基于模糊自适应PID控制的矿热炉电极调节系统设计 [J], 牛群峰;崔伯渊;王莉
5.基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统设计 [J], 王莉; 周潼; 牛群峰; 崔健超
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一种敞口式埋弧矿热炉电极控制方法及系统
摘要：本文提出了一种敞口式埋弧矿热炉电极控制的方法及其应用系统，在合理确定坩埚熔池中电极所处位置的基础之上，通过对恒阻抗原则的合理应用，达到了有效控制电极电压指标的目的。
Abstract： This paper proposes the electrode control method and application system of an open-type submerged arc-furnace. On the
basis of the reasonable location of the electrode in the crucible
melt pool， through the rational use of constant impedance principle，we could achieve the goal of effective control of the electrode voltage indicators.
关键词：敞口式；埋弧矿热炉；电极控制；数据计算处理
Key words： open-type；submerged arc-furnace；the electrode
control method；data processing
中图分类号：TF806.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0029-02
1 传统敞口式埋弧矿热炉电极控制方法存在的问题分析
在当前技术条件支持下，敞口式埋弧矿热炉所对应的电极控制方式仍然以
人工控制模式为准。
在人工控制模式的作用之下，最关键的指标为：变压器设
备一次侧的电流参数。
即在实践工作过程当中：当判定变压器设备一次侧电流
参数增大的情况下，人为上抬电极；而在判定变压器设备一次侧电流参数降低
的情况下，人为下插电极。
基于以上分析不难发现：在以一次侧电流控制电极
常常会造成三相电极工作状况差异较大。
比如其中某相的反应区电极火焰面积大，反应剧烈，化料速度快；而另外某相电极反应区相对缓慢，反应区小于其
他两相，炉料消耗缓慢。
这就是敞口式埋弧矿热炉熔炼过程常常出现的强相和
弱相的情况，有时即使各相的相电压和相电流接近平衡，但各相电极实际的工
作状况并不平衡，这些对生产过程都会产生很大影响，导致敞口式埋弧矿热炉
电极控制质量水平低下。
2 敞口式埋弧矿热炉电极控制方法及其关键技术分析
在本文所述敞口式埋弧矿热炉电极控制方法的作用之下，针对电极进行控
制主要涉及到以下几个操作步骤：第一步：在敞口式埋弧矿热炉交流电机保持
正常运转状态的前提条件下，获取包括电极初始位置、消耗量以及移动距离在
内的各项行程参数与关键信息；第二步：结合上一步骤中所确定的电极初始位置、消耗量以及移动距离指标，合理预估在坩埚熔池当中，电极所处的实际位置；第三步：在明确坩埚熔池当中，电极所处实际位置的基础之上，实现对该
电极的有效控制。
在上述电极控制的实施步骤当中，不难发现：本文所提出的
一种全新的敞口式埋弧矿热炉电极控制方法及其应用的创新点在于：首先，可
通过对绝对式编码器的合理应用，获取电极的基本行程参数指标；其次，可根
据电极所表现出的软断/硬断问题，获取电极所对应的损耗量指标；③最后，可根据所获取的电极行程参数求得电极在坩埚熔池中的具体位置。
可详细分析如下。
首先，在本文所述的敞口式埋弧矿热炉电极控制方法当中，可通过对绝对
式编码器的合理应用，记录电极在敞口式埋弧矿热炉交流电机正常运转状态下
的电极行程，从而判定电极的初始位置参数以及在一定时间内电极的移动距离
参数。
其次，在本文所述的敞口式埋弧矿热炉电极控制方法当中，在电极出现
软断或者是硬断问题的情况下，可通过对发生事故前所记录电极位置以及实际
电极位置读取，计算电极在此种故障状态下所表现出的具体损耗量指标。
如下
所示：
电极软断/硬断损耗量=事故发生前电极位置-事故前所记录电极位置（1）
最后，在本文所述的敞口式埋弧矿热炉电极控制方法当中，可通过对电极
初始位置、消耗量以及移动距离各项行程参数与信息的合理获取，通过一定的
计算方式，来判定在坩埚熔池当中，电极所处的实际位置。
如下所示：坩埚熔池当中电极所处实际位置=电极初始位置参数+电极移动距离参数-电极损耗量参数（正常状态）-电极软断/硬断损耗量参数（异常状态）（2）通过对上述敞口式埋弧矿热炉电极控制方法的研究，配合研制了一种涵盖
数据获取模块、数据计算处理模块以及控制模块在内的敞口式埋弧矿热炉电极
控制系统。
整个敞口式埋弧矿热炉电极控制系统的基本结构如图1所示。
对于
其中所涉及到的数据获取模块而言，其主要作用于对各项电极行程参数的获取；对于其中所涉及到的数据计算处理模块而言，其主要作用于确定在坩埚熔池当中，电极所处的实际位置；对于其中所涉及到的控制模块而言，其主要结合在
坩埚熔池当中，电极实际位置来实现对电极的合理控制。
3 敞口式埋弧矿热炉电极控制基本流程分析
第一步：在敞口式埋弧矿热炉交流电机保持正常运转状态的前提条件下，
获取包括电极初始位置、消耗量以及移动距离在内的各项行程参数与关键信息；在此过程当中需要特别注意的一点是：电极位置的确定主要需要依赖于两个关
键指标：①电极自身在上下行移动过程当中所产生的距离；②电极在整个冶炼
过程当中所表现出的消耗量情况。
第二步：结合上文中所提到的公式（2）获取与之相对应的电极具体位置。
在具体实施过程当中，可通过对绝对式编码器设
备的应用，将在卷扬机带动作用之下，电极所表现出的移动距离进行合理记录。
按照此种方式也可实现对电极基本运动行程的有效记录。
与此同时，还需要注
意的一点是：在冶炼过程当中，各相电极所表现出的正常性消耗难免存在一定
的差异性。
在这种情况下，即可以通过对相关历史经验数据的合理分析，计算
得出每项电极在正常冶炼状态下的平均型消耗速度与消耗指标。
同时，还可如
上文中所提到的公式（1）获取电极在故障状态下所表现出的损耗量情况（异常状态）。
不仅如此，还可以结合上述既有指标，计算得出待控制电极的长度情况。
具体的计算方式如下所示：电极长度参数=电极初始长度参数+移动长度参数-电极损耗量参数（正常状态）-电极软断/硬断损耗量参数（异常状态）（3）
第三步：可结合对电极在坩埚熔池中实际位置的判定，实现对电极的有效
控制。
值得注意的一点是：在当前技术条件支持下，埋弧电路可视作一种特殊
的三支电极在炉底接成星形的不对称负载。
在这种不对称的负载当中，电源中
性点电位与性点电位之间势必会存在一定程度上的电位差。
而星形负载中性点
所表现出的位移可通过如下的方式予以计算。
星形负载中性点位移参数=电源中性点所处位置参数-不对称状态下星形负
载中性点所处位置参数（4）
而对于敞口式埋弧矿热炉围岩，在有关其电极控制的过程当中，不单单需
要充分考虑在三相电极所获取功率同等状态下的控制方式。
同时还应当注意的
一点是：在三相电极所表现出的插入深度存在差异的情况下，即三相电极所对应的热力中心存在明显的不统一问题。
由此势必会导致坩埚熔池的横剖面出现不均匀的热力受力问题，进而导致其所表现出的热效率大打折扣。
基于以上分析，不难发现：可以通过对电极电压指标的合理控制，最大限度的确保其能够与二次电流比值的恒定状态，在此过程当中，所涉及到如下两个方面的计算公式：
电极电压参数=二次侧电压参数-短网压降参数（5）
（V检测-I检测Z短网）/I检测-V设定/I设定=ε→0（6）
基于以上分析不难发现：在炉况处于正常状态下，因阻抗控制的功率偏差积累小，敞口式埋弧矿热炉电极控制系统可采用前面所述的恒阻抗原则控制电极，系统的偏差信号与电弧的阻抗成比例；当电流下降或上升幅度过大时，可采用恒电流控制，此时系统的偏差信号与电流成比例，会使电弧的电流快速地得到修正。
4 结束语
本文提出了一种敞口式埋弧矿热炉电极控制的方法及其应用系统，在合理确定坩埚熔池中电极所处位置的基础之上，通过对恒阻抗原则的合理应用，达到了有效控制电极电压指标的目的。
参考文献：
[1]李东文，田杭亮，梁香宁等.矿热炉电极把持器系统绝缘密封装置设计中的一些问题[J].工业加热，2009，38（4）：65-65，68.
[2]曾世林，储少军，翟丹等.高强度电极糊在大型矿热炉自焙电极上的应用[J].铁合金，2007，38（5）：13-16.
[3]麻林伟，贾新富，牛晓明等.矿热炉电极作功不平衡的原因分析与实践[J].冶金丛刊，2005，（5）：9-10.。
