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申请/专利权人：宝武重工有限公司

摘要：本发明公开基于接续阴极等离子体炬的废钢预热装置及预热方法，涉及废钢生产技术领域，包括加料斗、传送带、等离子体炬系统以及电弧炉；其中：所述传送带的入料端与所述加料斗的出料端连接，所述传送带的出料端与所述电弧炉的入料端连接，所述等离子体炬系统安装于所述传送带的顶端，所述等离子体炬系统所产生的等离子体焰流用于对所述传送带上的废钢进行预热。本发明采用等离子体炬作为废钢预热的工具和手段，可充分利用和提高回收气体的温度，并可提高气体的反应活性，抑制有毒有害气体的生成；本发明采用接续阴极等离子体炬，克服了传统等离子体炬阴极寿命短的问题，可大大延长等离子体炬阴极的服役寿命。

主权项：1.基于接续阴极等离子体炬的废钢预热装置，其特征在于：包括加料斗、传送带、等离子体炬系统以及电弧炉；其中：所述传送带的入料端与所述加料斗的出料端连接，所述传送带的出料端与所述电弧炉的入料端连接，所述等离子体炬系统安装于所述传送带的顶端，所述等离子体炬系统所产生的等离子体焰流用于对所述传送带上的废钢进行预热；所述等离子体炬系统的数量为多个，且多个所述等离子体炬系统沿着所述传送带的传输方向分布；所述等离子体炬系统包括等离子体炬单元、连续推进单元以及监控单元；其中：所述等离子体炬单元的两端分别具有阳极以及阴极底座；所述连续推进单元设置于所述等离子体炬单元的阴极底座一侧，所述连续推进单元用于持续向所述阴极底座内送入阴极；所述监控单元用于采集阳极所产生的等离子体放电过程的物理参数信息并控制连续推进单元运行；所述连续推进单元包括推进结构以及阴极；其中：所述阴极的一端安装于推进结构的输出端，另一端穿过所述阴极底座且延伸至所述等离子体炬单元内，所述推进结构将阴极向等离子体炬单元内部移动，使阴极插入至等离子体炬单元内部；所述监控单元包括测量模块以及信号处理模块；其中：所述测量模块用于监测光谱强度、等离子体焰流核心区域长度、阴极位置、电流以及电压变化数据，所述测量模块与所述信号处理模块通过数据线传输连接，所述测量模块将所监测到的数据反馈至信号处理模块，信号处理模块根据等离子体焰流核心区域长度设定阴极向等离子体炬单元内部移动的尺寸，进而使阴极的端部始终维持在等离子体炬单元内部同一位置；使阴极的端部始终维持在等离子体炬单元内部同一位置的控制过程具体如下：步骤S11：在设定的工作条件下，测量等离子体焰流核心区域长度，该长度定义为参考长度Lref，将该长度对应的阴极位置定义为参考位置lref；步骤S12：通过推进结构调整阴极至位置l1，并记录等离子体焰流核心区域长度，记为L1；步骤S13：重复多次步骤S12，依次获得多个阴极位置l2、l3、l4...ln，对应的等离子体焰流核心区域长度分别记为L2、L3、L4...Ln；步骤S14：将各阴极位置分别与参考位置作差比较，获得相对位置Δl1、Δl2、Δl3、Δl4...Δln，同时将各等离子体焰流核心区域长度分别与参考长度作差比较，获得相对长度ΔL1、ΔL2、ΔL3、ΔL4...ΔLn；步骤S15：建立相对长度和相对位置的相干关系模型，即可通过相干关系模型反应出相对长度和相对位置之间的关系；步骤S16：将阴极恢复至参考位置，启动等离子体炬单元，同时对等离子体焰流核心区域长度实时监测；步骤S17：当监控单元获取到等离子体焰流图像后，信号处理模块通过分析，得出当前等离子体焰流核心区域长度与参考长度之间的相对长度；步骤S18：根据步骤S15建立的相干关系模型，信号处理模块计算得出阴极所需移动的相对位置；步骤S19：基于步骤S18得出的相对位置，信号处理模块向连续推进单元发送相应动作指令，连续推进单元控制阴极推进移动至指定位置处，该指定位置默认为阴极参考位置；步骤S110：阴极达到参考位置后，测量模块对等离子体焰流核心区域长度进行测量，并重复步骤S16至步骤S19，对阴极位置进行调整；步骤S111：当等离子体焰流核心区域长度与参考长度一致时，信号处理模块停止发送指令，连续推进单元停止动作；步骤S112：测量模块持续采集等离子体焰流核心区域长度，当发生变化时，重复上述步骤，使阴极始终保持在参考位置；在所述步骤S17中，等离子体焰流核心区域的亮度与其附近区域亮度存在差异，通过对等离子体焰流图像进行分析，得到其亮度变化的突变线，即为等离子体焰流核心区域边界，以靠近阴极一侧的等离子体焰流核心区域的起点为零点，等离子体焰流核心区域边界沿等离子体气流方向的长度即为等离子体焰流核心区域长度。

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