铜熔炼炉温度测控系统应用技术的研究.pdf

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1、第３期吕有忠．铜熔炼炉温度测控系统应用技术的研究３０９铜熔炼炉温度测控系统应用技术的研究吕有忠（云南工商学院信息与工程学院）摘要介绍铜熔炼炉的工艺特点，给出铜熔炼炉温度测控系统的总体方案、仪表设备的选型与系统功能的实现方法。最后结合工程应用实践，总结了仪表设备选型、安装固定和系统设计方面的经验。关键词温度测控系统铜熔炼炉仪表选型ＰＬＣ中图分类号ＴＨ８６２文献标识码Ｂ文章编号１０００-３９３２（２０１７）０３-０３０９-０３铜熔炼炉炉体和熔池的温度测控对于掌握整度变化情况，实时调整烘炉加热过程，满足特定耐个铜熔炼炉工艺状况具有极其重要的意义。然火砖对升温过程的技术要求，对炉体设

2、置了大量而，炉体和熔池测温系统存在设计不完善、准确度温度检测点；将测得的炉墙各部位实时温度通过不高、易损坏及更换困难等问题，严重影响工艺操传感器以电信号形式送入计算机测控系统，构成作的准确度和生产的连续性。另外，由于熔体温分布式温度检测系统，并随时能在上位机测控画［１］度高，且受到熔体运动机械冲刷、侵蚀等影响，面中查看所有测点温度。导致高温熔体连续测温成为铜冶炼行业的难题。炉体升温检测仪表采用铠装升温热电偶，共为此，笔者设计了一个铜熔炼炉温度测控系统，通１４只，测量范围０～１０００℃，砌炉时敷设于炉体５过适当的仪表选型与功能设计，实现高准确度、高个不同高度平面内，用于测量炉墙

3、温度。可靠性的温度测量。１．２熔炼过程炉墙与熔池测温１铜熔炼炉工艺铜熔炼炉正常熔炼过程中，炉体熔池测温主铜熔炼炉工艺要求测温系统连续、精度高，测要用于检测炉内熔池金属溶体温度，实现熔炼过温仪表抗腐蚀、抗氧化，因此在构建测温系统时，程炉内化学反应状态的判断和熔池温度的调节，对仪表选型、数据采集等环节，特别是热电偶保护为工艺控制提供最直接的依据。目前，炉内熔池管的材料选择和安装方式需认真比较分析。检测环境复杂、冲刷、易腐蚀、不宜更换设备是主铜熔炼炉工艺按温度检测部位一般分为３要的测温难题。类：铜水套冷却循环水温度检测与报警；炉体升温在测温系统设计过程中，沿炉体在熔炼段过程测温；熔

4、池、其他相关设备和管道介质的实时两个不同高度上各均衡分布３个检测点（共６［２］温度测量。只特殊热电偶），输出的电信号进入计算机测１．１炉体升温过程测温控系统，实现熔池温度的检测。具体测点说明为了掌握大型铜熔炼炉开炉升温过程中的温见表１。表１熔池、炉顶、炉墙热电偶测点说明名称安装位置测量范围／℃数量备注熔池热电偶、炉顶热电偶沿炉体熔池段两个不同平面上０～１３００熔池６只、炉顶两只测量熔池、炉顶烟气温度炉墙工作热电偶炉体中下部０～１０００中下部５只、炉底３只测量中部炉墙与炉底温度作者简介：吕有忠（１９７５-），高级工程师，从事电力系统分析、电气自动化技术、冶炼工艺控制技术的应用研

5、究，１０６７９８２４７＠ｑｑ．ｃｏｍ。３１０化工自动化及仪表第４４卷２温度测控系统总体方案模块实现，模拟值采集采用ＳＭ３３１模块实现，［３］铜熔炼炉温度测控系统（图１）由计算机测控通过量程卡设定测量信号类型和测量范围；系统、温度检测仪表和数据采集模块３部分构成。同时，ＰＬＣ可执行程序实现相应的ＰＩＤ控制功计算机测控系统通过数据采集模块采集温度数能。上位机采用专门的温度测控系统软件、工据，采用数据库或ＯＰＣ服务器与数据采集模块进控组态软件或ＤＣＳ系统来实现温度数据的存行数据连接。储、查询、画面显示、报警、趋势分析及控制等温度检测仪表采用铠装热电偶、装配式热功能。ＰＬＣ控制器与上

6、位机系统之间通过工业电偶与铂热电阻。数据采集采用ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ以太网实现通信。图１铜熔炼炉温度测控系统示意图３仪表设备选型的仪表更换方便，至少满足一个炉期的正常使用。根据工艺要求，测温点均分布于铜熔炼炉内，３．１升温热电偶属于典型的有色冶炼工业环境，因此要求测温仪结合工业环境特点与工艺要求，升温部分采表需具备以下要求：用铠装热电偶，热电偶插入长度为５ｍ（根据炉体ａ．要求连续检测，不允许间断测量，并可远圆周长确定），在砌炉过程中埋入相应位置，引出传至计算机控制系统；引线。由于升温过程炉砖温度不高于９００℃且无ｂ．要求在计算机系统人机界面上，操作人员强烈振动，与金属溶液不接触，所

7、以该仪表不需要可以使用６支熔池热电偶中的任意一支来显示熔固定。综合分析后，采用镍铬-镍硅铠装热电偶池温度，并将该温度值作为溶体温度控制操作的（Ｋ分度，工作端直径φ３ｍｍ）。主要依据传输到排放层的熔池温度显示器上；３．２熔池和炉顶热电偶ｃ．要求熔池热电偶保护管耐机械冲刷与侵熔池和炉顶热电偶采用Ｎ分度。为了适应蚀，能在氧化、还原气氛中使用，抗热、抗振性能机械冲刷、侵蚀、高温、腐蚀、氧化还原气氛，对比高；了５种冶炼行业常用的保护管材料，具体见表２。ｄ．要求铜熔炼炉工艺测温仪表测量准确，可可以看出，熔池和炉顶热