LF炉电极控制原理及应用.pdf

《自动化与仪器仪表》2009年第5期 （总第145期） LF炉电极控制原理及应用 王虞麒 (攀钢集团信息工程技术有限责任公司 四川攀枝花，617062) 摘 要：LF炉是目前最广泛应用的炉外精炼设备之一，LF炉的主要任务包括脱氧、脱硫、去气、去夹杂物、升 温并调整出钢温度，合金化并调整钢水化学成分。电极调节是LF炉冶炼的关键技术，本文介绍攀钢方坯连铸LF炉 电极控制系统的结构及原理，详细描述了系统的调节模式。 关键词：LF；电极；控制 Abstract: At present, Ladle Furnace is the most widely used one of external refining equipment.Main function of Ladle Furnace include deoxidation, desulfurization, degassing, remove other impurities, raise the temperature, alloy addition and adjust the chemical composition of molten metal. Electrode control is key technology of Ladle Furnace process. First, the paper introduced structure and principle of Electrode control system. Then regulation mode of Electrode control system are described in detail. Key words: LF ; Electrode ; Control 中图分类号：TP273 文献标识码：B 文章编号： 0 引 言 攀钢集团于2003年新建了一台年产120万吨的六流大 方坯连铸机，方坯LF炉是大方坯连铸机建设的配套工程。 LF炉主要由钢包移送系统，吹氩搅拌系统、电极加热系 统、合金添加系统、测温取样系统、喂丝机等设备组成。其 图1 LF炉电极控制系统结构图 核心系统是电极加热系统，而电极调节又是电极加热系统 的关键技术。 1 基本结构及原理 电极加热系统：是通过特殊的大功率变压器产生交 流电通过石墨电极与钢水之间产生的高温电弧，作为热源 r为短网电阻；X为短网感抗；R为电弧电阻 来加热钢水，电弧温度可高达几千甚至上万度。要求变压 图2电极等效电路图 器有高的一次侧电压和低的一次侧电流，并且须低的二次 要确定电压电流曲线，就必须估计实际负载，要估计 侧电压和二次高电流以产生高温电弧。二次电压和电极到 实际负载须知道以下参数： 钢水的距离决定了二次电流。三个电极的距离分别通过三 (1)变压器一次侧压降；(2)变压器二次侧压降；(3)最 个液压缸精确控制。 大视在功率；(4)短网电阻；(5)短网感抗；(6)短网功率因 LF炉电极控制系统如图1所示，由炉用变压器、电极 数cosф。 控制盘、短网、伺服阀以及电极升降机构等组成。 但是电弧阻抗不是一个常数，我们只能根据计算选 对于电极加热系统来讲，最重要的参数就是电压、电 择一个折中的曲线在最大视在功率，最大二次电流，最大 流的设定值，在整个加热过程中要考虑这些因数，如加热 二次电压，最小二次电压，短网功率因数cosф的限制的 效率、电能消耗、耐材消耗等等。选择合适的电流是为了 范围内。 充分发挥设备能力，提高钢水升温速度。 最大的功率因数对应着最大的电弧长度，最大的功 单相电极等效电路图如图2所示。 率因数约在0.87。当电极与钢水的距离超过一