矿热炉电极工作长度监测系统的研究与实现

吴俭民 王庆贤 徐志奇 朱强化

(兰州交通大学 a.自动化与电气工程学院；b.电子信息与工程学院，兰州 730070)

电极作为矿热炉冶金过程中的关键设备，担负着导电和传热的双重作用[1～3]。在冶炼过程中，冶炼电流通过电极输入炉内，利用电阻热和电弧热释放能量，进行矿热冶炼，炉内温度主要由石墨电极插入炉料的深度(即电极的工作长度)决定。因此，电极工作长度是影响冶炼生产过程中炉况的关键因素，也是影响产品质量和能耗的重要因素。

在冶炼过程中，电极不断消耗，插入深度逐渐变短，为了保证生产的顺利进行，必须及时调节电极的工作长度，使其保持在一个合理的范围内。依靠手工调节电极升降，很难达到操作要求，频繁的人工调节劳动强度大，容易因为疲劳造成误操作，并且因为各人的操作习惯与水平不同，电极的工作长度控制很难达到要求。基于以上原因，笔者开发出了一种能实时显示矿热炉电极工作长度、自动控制电极升降的系统来优化生产过程，以保障生产安全，降低操作人员的劳动强度。

1 电极参数检测原理①

通过测量电极当前自重、电极升降位移和电极压放长度3个相关量计算得到电极的工作长度。

电极当前自重包括电极当前的实际重量和其他附属设备的重量之和。由于电极的附属设备是确定的，所以电极当前自重中的变量只包括电极重量和电极糊重量。由于电极糊的添加量是由矿热炉的炉况决定的，每次添加都有一定的时间间隔，在本次添加完直至下次添加前，整个电极自重中的变化量只有电极消耗量随时间的变化。……