1.1石墨化機理

     經過焙燒的炭素制品，具有一定理化性能與強度，但炭原子的排列結構仍不規則，制品不具備石墨的許多優良性能，要使制品的炭原子排列為晶體結構。就應該通過2300～2500 攝氏度以上的高溫處理。這是石墨化的基本原理，經過石墨化的制品：

     提高了炭素制品的導熱性能和導電性能；
 
    提高了制品的化學與熱穩定性；減少了雜質；
 
    制品的耐磨性提高了；
 
    硬度得到降低，便于作精密的機械加工。
 
1.2石墨化爐的原理：

     是根據焦耳――楞次定律Q=0.241I?Rt即電流通過電阻發熱而加熱物體的原理，裝入石墨化爐的制品是發熱體也是被加熱體，電阻發熱與通過的電流平方成正比，電流越大，產生的熱量越多，則爐芯的溫度就越高，石墨化電阻爐要求低電壓，大電流，來達到高溫，實現石墨化的目的。其電氣特性是呈負阻特性，在通電周期內，爐芯電阻隨爐溫上升而下降，到通電后期，電流到最大時，爐芯為初期的1/10~1/20左右，石墨化爐電阻的大小時與填充料種類，處理溫度、粒度、裝爐時的壓力，電路截面的大小，電爐長度，焙燒電極自身電阻以及電極的裝爐方式有關，并受到母線、導電電極、接點等因素的影響。
 
2.直流石墨化爐自動控制系統方案
 
 2.1控制機理

     直流石墨化爐自動控制系統方案是基于石墨化爐其電氣特性是呈負阻特性/時間曲線，即根據通電時的電流、電壓、功率、功率因數、電能消耗來控制石墨化的進行。

    考慮到在一定的總電量情況下，石墨化爐所送電的時間愈短，則溫度上升得愈快，所能達到得溫度就愈高，如果緩慢通電，則會得到相反的結果。
 
    依據單位重量產品的電量消耗來調整電壓、電流，根據制品的大小、裝爐情況，確定開始功率數值，每小時上升功率大小，計算出配電曲線，并按這個曲線對石墨化爐進行電壓、電流控制。
 建立功率/時間曲線庫，在今后生產中可選擇調用，省去大量重復錄入數據的煩惱，避免出現數據錯誤的問題發生。
 系統具有故障、事故，識別、判斷的功能，通過操作畫面和聲光報警提醒操作人員注意，以便對其確認、處理；在高壓柜、變壓器、整流裝置出現事故時，根據事先的設置系統可自動停車，保證人員和設備的安全。
 
    對所有的操作人員動作、設備狀態狀態，電流、電壓、溫度、壓力等信號，都有實時和歷史記錄。
 
2.2自控系統配置：

 2.2.1網絡配置

     根據石墨化爐現場電磁場干擾信號強的實際情況，采用抗電磁干擾能力強FROFIBUS－DP分布式I/O體系高速工業總線，同時系統時間響應效果好。
 
 2.2.2上位機

     上位機采用研華工控機，并配置一臺打印機。

    設有控制曲線庫，用戶可以在上位機設置、建立、在線調整控制曲線，并可存入曲線庫中

    設有工藝流程畫面，可以顯示高壓柜、變壓器、有載調壓開關位置、
 
    水冷大電流開關、可控硅（快速熔斷器）等設備的狀態畫面、報警畫面；可以顯示當前的電壓、電流、溫度值，并可設置報警值和查詢歷史記錄。

    設有軟手動功能，操作員通過上位機接口，對整流的電壓、電流進行調整和干預；

    操作員通過上位機可以實現整流裝置系統或單臺設備的啟動、停止和急停；

    所有的操作都有記錄，供查詢；

    通過打印機可以生產報表。 http://meishi.org.ru

 2.2.3PLC
 
    采用西門子S7-300可變程控器，ET-200M集散分布遠程站，對高壓柜、整流變壓器（含有載調壓開關裝置）、副變壓器、油水冷卻器、整流器等進行數據采集和控制。

2.2.3.1變壓器子站：      http://meishi.org.ru

    采集高壓柜的一次電壓、電流、功率因子、工作狀態、直流操作電壓等信號并對其實施開關控制；
采集變壓器的溫度、瓦斯、有載調壓開關位置、油水冷卻器的溫度等信號，同時對有載調壓開關、油水冷卻器實施控制，達到有載調壓和變壓器的冷卻目的。

2.2.3.2整流子站1：

    檢測水冷大電流開關的開關狀態，通過對其控制來倒變壓器二次電壓的串并聯。

2.2.3.3整流子站2～4：

    檢測快速熔斷器的狀態、冷卻水的壓力、溫度、冷卻水的斷流信號等。

2.2.3.4整流子站5：

    對可控硅進行移相觸發角進行控制，即對石墨化爐的電流、電壓無級調整。

2.2.4軟件：

    PLC編程軟件STEP7 V5.1;

    上位軟件（人機對話軟件）西門子WINCC V5.1

2.2.5直流石墨化爐自動控制系統方案特點

    本控制系統，控制精度高，節省了工人繁重的體力勞動，能大大地加快送電速度，提高產品質量，提高生產效率，節電在10％以上。

3．供貨范圍：

    除了高壓柜、變壓器、油水冷卻器、整流裝置、母線、一次檢測儀表、電纜外，該控制系統地所有控制設備由我方提供， 并負責對操作人員進行培訓。

4．廠方需提供地的數據：

   高壓柜、變壓器、油水冷卻器、整流裝置、一次檢測儀表等設備的技術參數、圖紙、說明書等。以便我方能夠準確配置I/0點數及控制設備選型，并進行準確報價。
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