本發明涉及的是自耗爐電渣爐工藝限位保護方法，特別涉及一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護方法。
背景技術：
真空自耗爐與電渣爐都隸屬特冶裝備，區別于傳統冶煉方式，它們對設備冶煉環境有著更高的要求。
其中真空自耗爐是利用電弧加熱原理在真空的密閉腔體中進行冶煉的，而國內廠家多采用低壓大電流的直流電源作為供電，具體工作原理可以參考直流焊機的工作過程，只不過自耗爐需要更穩定更精確的熔煉控制，而不只是單單的融化過程。相對于通況在真空環境下電弧的控制是更為困難的，控制不精會導致母材的浪費，而作為二次冶煉設備它對母材也是有一定的要求，通常為電渣錠等，如果失誤造成的經濟損失也是蠻重的；而再有不慎就會發生事故，當電弧失控會導致結晶器擊穿甚至會發生爆炸，所以這就要求設備公司在初始的設計階段考慮好每一個可能發生問題的環節。而自耗爐的電極通常采用柱狀錠子，通過焊接的方式連接到料桿上進行熔煉，而與料桿間會用一段假電極來銜接料桿與電極作為維護保護結構，用來防止真空自耗爐冶煉末期的熱封頂階段電弧對料桿與電極接觸面的損傷，而作為維護材料假電極是需要定期更換的，假電極也只是一個短期的緩沖結構。為保護料桿提高設備的穩定型與安全性通常設備廠家會在爐體上裝有相應的限位開關用來防止熔煉末期的過度熔煉，而在實際的生產過程中，有許多的不確定因素，一旦限位開關發生故障無法傳遞出正確有效的信號，這時料桿的運動就是失去了相應的約束，在熔煉初期料桿下降時導致料桿過度下降從而會使料桿發生彎曲，對設備造成損害。而在熔煉過程一旦失去了限位信號，很容易造成過熔煉的現象，輕則造成假電極過度消耗，重則會導致料桿損害，一旦電弧脫離了正常的軌跡，就容易發生爆炸等危險狀況；而在熔煉后期如果其他因素導致電弧的失控令假電極快速消耗，使假電極與料桿之間的保護結構造成破壞，也就令限位保護系統失靈，同樣會發生過熔煉或者爆炸的可能。
區別于真空自耗爐電渣爐的主要原理是根據電阻加熱來進行冶煉的，現階段較為普遍的是在惰性氣體的環境下進行冶煉，這種電渣爐也被稱為保護氣氛電渣爐。相對自耗爐來說它主要用來前級冶煉或較低性能的特鋼冶煉，而其中的保護氣氛采用氬氣的較為普遍，電渣爐的料桿與電極的銜接方式與真空自耗爐的類似，都是采用料桿、假電極、電極三部分組成，同樣也存在著過熔的現象，而當過熔損害腔體時，會導致其中的保護氣泄漏，氬氣的密度是大于空氣的，如果發生大量的泄漏會沉到地坑中，地坑中空氣流動性差，時間一長會導致氬氣的含量贈加，當增加到一定的濃度時就會對人體產生危害，嚴重可危及生命，而氬氣是無色無味的也就不易被察覺，所以一旦發生泄漏后果是極為嚴重的。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護方法，主要解決當物理限位故障時，系統無法收到料桿位置的正確反饋，從而無法約束料桿的運動狀態，造成過度熔煉或者設備損害的技術問題。
本發明的思路是：自耗爐與電渣爐為了更好的控制熔煉過程，提高成品鋼材質量，通常都配有稱重系統實時反饋熔煉的電極的重量。在自耗爐與電渣爐熔煉時，假設所有參數都處于理想狀態，則料桿是勻速直線運動，而此時稱重系統則可以近似測量出相應的重量。在實際生產過程中，往往有許多變數，來自電網的波動、來自電極本身的材質不均勻這都會導致電極運動狀態的改變，但是在整個熔煉過程中的速度也是相差不大的，較為先進的爐子都具備熔速控制，更是大大穩定料桿的運行速度，再比對熔煉時間與電極行程，得出料桿的運動速度，此時適當的放大稱重系統的采樣間隔，就可以得到相對準確的數值。本發明則充分利用了爐子的這一現有結構，對稱重系統的數據進行分析處理，作為一種當實際限位開關失效時的一種軟保護。
于此同時，傳統的爐子機械限位開關也無法真實的反應電極的位置信息，當電極與結晶器底部或渣池接觸時，此時就需要引入對應的電流或電壓突變信號作為相應的電極位置信息信號，而當這個信號觸發時，對料桿提升的伺服系統進行輸入修正，再根據輸入的余料高度對料桿的最大行程進行修正，從而得到第二重軟保護。
本發明的技術方案為：一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護方法，其特征是包括以下步驟，第一步在電極與假電極焊接前對稱重系統進行校準；第二步，采集電極和假電極數據，確定電極余頭長度，完成余重限位，通過熔煉時實時的稱重反饋，對料桿行程控制操作；第三步在熔煉時，當電極發出位置反饋信號時，伺服開始累積行程，再根據余頭數據進行配置，對最大行程進行約束，完成伺服限位，通過行程時時累加反饋對料桿行程控制操作。
所述的第二步，在采集電極和假電極數據后，也可輸入伺服計算最大有效行程，伺服開始累積行程，完成伺服限位，通過行程時時累加反饋對料桿行程控制操作。
本發明的有益效果是：本發明為料桿運行增加軟限位，可以避免在硬件限位發生故障時，設備無法正確對料桿運動行程進行調控，從而提高了設備運行的穩定性與安全性。
附圖說明
圖1為本發明控制框圖。
具體實施方式
實施例1，自耗爐與電渣爐配有稱重系統，其中稱重系統通常為3到4個稱重傳感器配置一個稱重加法箱通過總線的形式與plc相互通訊完成數據的實時反饋。參照圖1，一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護方法，包括以下步驟，首先，在電極與假電極焊接前對稱重系統進行校準。下一步，工藝人員輸入相應的電極尺寸，包括半徑、高度、錐度；同時根據工藝需要，確定電極余頭長度。對于爐子來說不可能熔煉每一爐鋼錠都去尋找與成品相近的材料作為消耗電極，那樣成本與人工上也無形中增加不少，所以會在熔煉末期留有一定長度。而當假電極與電極完成焊接后，稱重系統會根據系統變量確定焊接電極的重量，在根據現有尺寸得出相應的體積，得到電極的密度，再根據現有的余頭設置得出余重數值，通過熔煉時實時稱重反饋，對料桿行程控制操作，從而實現第一重軟保護。
當熔煉開始時，電極會慢慢下降最后與結晶器底部或渣池相接觸，而當真正接觸時電流或電壓會產生一個畸變，這個具體畸變情況會根據爐型的不同有所區別，而這個電極位置信息信號會給到系統中，對電極的下降進行限制。同時這個信號也作為伺服中行程計算的始點，再根據電極長度、錠子長度、渣池或弧長設定確定理論最大行程，而這個理論行程與初始輸入的余頭高度相結合，得出實際最大行程，伺服開始累積行程，再根據余頭數據進行配置，對最大行程進行約束，完成伺服限位，通過行程時時累加反饋對料桿行程控制操作，從而實現第二重軟保護。
實施例2，參照圖1，一種真空自耗爐與電渣爐的料桿運行保護方法，包括以下步驟，首先，在電極與假電極焊接前對稱重系統進行校準。下一步，工藝人員輸入相應的電極尺寸，包括半徑、高度、錐度；同時根據工藝需要，確定電極余頭長度。再下一步，在采集余頭長度數據后，伺服計算最大有效行程，伺服開始累積行程，完成伺服限位，通過行程時時累加反饋對料桿行程控制操作。