CN102564150B - 炉子的全自动倾动系统与方法 - Google Patents
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Abstract
一种炉子的全自动倾动系统，其包括：在炉子的伺服驱动装置上设有炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器；在炉子的下面设有炉子重量传感器；炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器与炉区的自动控制器电连接；炉子重量传感器与浇铸区域的自动控制器电连接；炉区的自动控制器与浇铸区域的自动控制器电连接；至少浇铸区域的自动控制器与控制中心电连接；控制中心具有炉子重量设定装置、根据连铸连轧产量计算金属熔液消耗量的装置、炉子当前倾动角度拾取装置、根据重量设定值计算炉子角度差的装置、以及指示伺服机构使炉子倾动到期望角度的装置。本发明可改善操作人员的工作环境，提高产品的质量，保证连铸连轧工序的顺利进行。
Description
技术领域
本发明涉及一种炉子的全自动倾动系统与方法，特别是有色冶炼技术领域的回转精炼系统的各种炉子的自动倾动装置，尤其是铜熔液的自动浇铸倾动装置。
背景技术
在精炼炉精炼完成合格品质的铜水之后，一般通过精炼炉的倾动把合格的铜水倒入保温炉内，再由保温炉流出到中间包进行浇铸。
炉子的倾动速度会在很大程度上影响铜水的流出速度，从而影响产品的质量。在从精炼炉到保温炉再到中间包的过程中，如果能实现浇铸速度与铜水消耗速度几乎一致的话，就能大大提高产品质量，也能大大减轻原来操作人员在炉旁现场进行摇炉的工作量。
在现有技术中，一般采用炉旁操作箱或操作台进行手动摇炉。
无论在操作箱还是在操作台上进行手动摇炉，都难以控制铜液的平均流速和流量，从而难以保证铜水的质量，而且，手工操作存在很多的主观因素，受到个人技术素质、情绪、和身体状态的影响，也难以保证操作人员长时间保持精力高度集中。
发明内容
本发明的目的是提供一种炉子的全自动倾动系统与方法，其可改善操作人员的工作环境，提高产品的质量，保证连铸连轧工序的顺利进行。
为此，根据本发明的一个方面，提供了一种炉子的全自动倾动系统，其特征在于，其包括：在该炉子的伺服驱动装置上设有炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器；在该浇包的下面设有浇包重量传感器；所述炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器与炉区的自动控制器电连接；所述浇包重量传感器与浇铸区域的自动控制器电连接；所述炉区的自动控制器与所述浇铸区域的自动控制器电连接；至少所述浇铸区域的自动控制器与控制中心电连接；所述控制中心具有浇包重量设定装置、根据连铸连轧产量计算金属熔液消耗量的装置、炉子当前倾动角度拾取装置、根据重量设定值计算炉子角度差的装置、以及指示伺服机构使炉子倾动到期望角度的装置。
优选地，所述炉子为保温炉、或精炼炉。
优选地，所述炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器设置在保温炉或精炼炉上，而所述重量传感器设置在浇包上。
优选地，所述自动控制器为PLC，所述炉子的伺服驱动装置为液压缸、所述电连接为工业以太网络通讯。
优选地，所述控制中心具有PID调节装置、根据单位时间内的产量计算单位时间内金属熔液消耗量的装置、和/或根据单位时间内炉子相对重量的减少量计算出炉子期望角度的装置。
优选地，所述金属熔液为铜熔液、铁熔液、铝熔液、或合金熔液。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种炉子的全自动倾动方法，其特征在于，根据连铸连轧产量计算金属熔液的消耗量；读取炉子倾动的角度和相对重量值；计算出炉子角度和重量的对应关系；倾动到相应的角度，通过PID调节微调炉子角度值。
优选地，在炉子倾动的油缸里面，安装炉子角度和炉子相对重量的传感器；在浇包下面安装一个重量传感器。
优选地，所述炉子为保温炉、或精炼炉。
优选地，所述炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器设置在保温炉或精炼炉上，而所述重量传感器设置在浇包上。
根据本发明，原来的手动操作改为自动控制，明显改善了操作人员的操作环境，大大提高了铜水质量，为后面的连铸连轧工序提供了很好的保证。
附图说明
图1为根据本发明的炉子的全自动倾动系统的结构示意图。
具体实施方式
根据具体的连铸连轧产量，计算大概的铜水消耗量，然后，读取炉子倾动的角度和相对重量值，然后，计算出炉子角度和重量的对应关系，然后，进行倾动到相应的角度，然后，进行PID调节，以微调炉子角度值。
在炉子倾动的油缸里面，安装炉子角度和炉子相对重量的传感器；在铜水浇铸的浇包下面，安装一个重量传感器。
在操作人员的操作画面上有一个可以设定浇包开浇时的铜水重量设定框，可以设定开浇时浇包的重量。
竖炉组区通过炉区和连铸连轧区PLC之间的工业网络进行通讯，获得这个铜水的设定值和实际值。
在铜水进行浇铸时，单位时间内消耗的铜水质量是可以根据单位时间内的产量计算获得的。
在计算出单位时间内后续的生产线消耗的铜水后，炉子的角度就可以根据单位时间内炉子相对重量的减少变化和浇包的重量变化值而计算获得。
炉子相应的角度计算出来以后，传送给炉子上安装的伺服液压油缸进行执行动作。
只要炉子角度在自动控制系统(PLC)中采用闭环的的比例-积分-微分计算(PID，Proportion Integration Differentiation)控制设定相对合理的控制参数，就能实现炉区和连铸连轧生产区的全自动倾动了。
具体地，可在浇包5的倾动油缸上，设有角度传感器8和重量传感器7；在铜水浇铸的浇包5的下面设有另外一个重量传感器9。
在控制中心30设定浇包5开浇时的铜水重量，或设定开浇时浇包的重量。浇包5所在的区域PLC10通过与浇铸区PLC20的工业网络通讯，可获得这个铜水的实际值和设定值之间的偏差。在铜水进行浇铸时，可根据单位时间内的产量计算出单位时间内铜水的消耗量。
在计算出单位时间内后续的生产线的消耗量之后，就可根据单位时间内浇包5的相对重量的减少量和浇包的重量变化值计算出炉子1的期望角度，然后，由炉子1上安装的伺服液压油缸2执行动作，以实现炉子1的全自动倾动。
角度传感器8和重量传感器7设置保温炉子1的倾动油缸2上。在这种情况下，可以对保温炉1的倾动进行自动控制，使得保温炉1的出铜口3始终往流槽4内注入期望数量的铜水，从而使得从流槽4注入浇包5的量始终保持期望值。
特别是，角度传感器8和重量传感器7还可以设置在浇包5更上游，例如精练炉的倾动油缸上。在这种情况下，可以对精炼炉的倾动进行自动控制，使得精炼炉的出铜口始终往保温炉内注入期望数量的铜水，从而使得从精炼炉到保温炉、再从流槽4注入浇包5的量始终保持期望值。
特别是，本发明还适用于其他的金属浇铸。
根据本发明，在炉子倾动的油缸里面安装炉子角度和炉子相对应重量的传感器。在铜水进行浇铸时，单位时间内消耗的铜水质量是可以进行计算的，在计算出单位时间内后续的生产线消耗的铜水后，炉子的角度就可以根据单位时间内炉子相对重量的减少而计算出来，只要炉子角度的控制采用闭环的PID控制，就能实现炉区和连铸连轧生产区的全自动倾动了。
Claims (8)
1.一种炉子的全自动倾动系统，其特征在于，其包括：在该炉子的伺服驱动装置上设有炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器；在浇包的下面设有炉子重量传感器；所述炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器与炉区的自动控制器电连接；浇包重量传感器与浇铸区域的自动控制器电连接；所述炉区的自动控制器与所述浇铸区域的自动控制器电连接；至少所述浇铸区域的自动控制器与控制中心电连接；所述控制中心具有浇包重量设定装置、根据连铸连轧产量计算金属熔液消耗量的装置、炉子当前倾动角度拾取装置、根据重量设定值计算炉子角度差的装置、指示伺服机构使炉子倾动到期望角度的装置，所述控制中心具有根据单位时间内的产量计算单位时间内金属熔液消耗量的装置和/或根据单位时间内炉子相对重量的减少量计算出炉子期望角度的装置，所述自动控制器为PLC，所述炉子的伺服驱动装置为液压缸，所述电连接为工业以太网络通讯；所述控制中心还具有PID调节装置。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述炉子为保温炉或精炼炉。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器设置在保温炉或精炼炉上，而所述炉子重量传感器设置在浇包上。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属熔液为铜熔液、铁熔液、铝熔液、或合金熔液。
5.一种如权利要求1所述的炉子的全自动倾动系统的倾动方法，其特征在于，该方法依次包括：根据连铸连轧产量计算金属熔液的消耗量；读取炉子倾动的角度和相对重量值；计算出炉子角度和重量的对应关系；倾动到相应的角度，通过比例-积分-微分计算(PID)调节微调炉子角度值，电连接为工业以太网络通讯；只要炉子角度在自动控制系统中采用闭环的PID控制设定相对合理的控制参数，就能实现炉区和连铸连轧生产区的全自动倾动了。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在炉子倾动的油缸里面，安装炉子角度和炉子相对重量的传感器；在浇包下面安装一个重量传感器。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述炉子为保温炉或精炼炉。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，炉子角度传感器和炉子中金属熔液相对重量传感器设置在保温炉或精炼炉上，而浇包重量传感器设置在浇包上。
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