论文摘要
大型铸造企业每年可产生数万吨的铸铁屑。回收利用铸铁屑,不仅关系到我国金属资源的节约利用,而且与能源消耗和环境保护紧密相关,因而高效率和高质量的回收利用铸铁屑,意义重大。目前国内外通常采用冲天炉、还原炉或中频感应炉熔化铸铁屑。冲天炉在有氧环境下熔炼,使多种金属元素烧损,且冲天炉生产造成环境污染严重;还原炉熔炼适合熔炼低标号的铸铁;中频感应炉可以方便控制温度和添加各种元素,可生产高标号的铸铁。故现场选用了中频感应电炉熔炼铸铁屑。中频感应电炉经过了多年的发展,技术日趋成熟。但是国内感应电炉的发展水平滞后于发达国家。由于具有成本优势,国内生产的感应电炉也得到了广泛的应用。国内电炉在一拖二电源供电、炉衬厚度监测等方面的安全保障尚不太完善。特别是炉衬厚度监测方面,监测方法比较落后,只针对漏炉设置报警装置。针对时风集团现场的具体情况,我们开发了感应炉熔化在线监测系统。本系统采用了组态软件及可编程控制器技术,对电流、电压、功率以及炉衬厚度等参数实时监测,现场实践表明该系统起到了很好的效果。主要工作如下:1分析铸铁屑的特性,三种熔化方案的优缺点,确定熔化系统方案。并分析中频感应电炉熔炼的特点,结合生产现场的条件,确定熔化监测系统方案。2分析炉衬厚监测的现状,提出了运行阻抗法监测炉衬厚度。通过建立感应电炉的数学模型,从理论上分析电炉的内部磁场分布,炉料阻抗、炉料感应电流与磁场强度及炉衬厚度的关系,炉料的感应电流与输入电流的关系及运行阻抗与炉衬厚度的关系等。并提出了用运行阻抗变化曲线监测炉衬厚度变化的方法。通过现场采集数据,实验验证该方法的可行性。该方法与传统采用的接触式报警装置相比,不仅实现了漏炉报警,而且可以对炉衬大面积变薄等危险预警。3对可编程控制器进行选择,并进行软、硬件设计。本系统采用西门子S7-200可编程控制器,共有六路模拟量输入、两路开关量输出。并通过串口实现与组态软件的通信。软件程序简单高效,实现了对数据采集、处理及防止干扰误动等方面的功能。4监测系统运行界面、数据库管理等功能的实现。通过开发组态王应用程序,建立与PLC和智能仪表的连接,实现数据的实时交换;设置运行画面实现数据的实时显示、历史查询、班次管理等功能。并开发后台用用程序,实现历史数据的存储。现场运行几个月来,本监测系统实现了对生产过程的实时监测,提高了生产效率以及生产过程的安全性。