CN104988323A - 一种热铝炉渣处理设备电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热铝炉渣处理设备电路及其控制方法，其中电路包括驱动油缸活塞从而带动渣头运动的油泵电机(M1)、进油给渣头加压的下降油阀(YF2)、出油给渣头减压的上升油阀(YF1)和驱动门关/开的门电机(M2)及它们的电源控制开关，连接电源控制开关的控制器还连接手动/自动选择开关(SB7)、感应开关和检测渣头压力的压力传感器(71)；感应开关包括渣箱到位感应开关(SL1)，渣头上限位感应开关(SL2)，门电机上限位感应开关(SL3)和门电机下限位感应开关(SL4)；控制方法包括检测渣盆/渣箱到位，关门到位，循环的加压、压渣和减压，减压至渣头到达指定上限位，开门到位，取出渣盆/渣箱。

Description

一种热铝炉渣处理设备电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼和工业自动化控制领域，具体涉及一种热铝炉渣处理设备电路及其控制方法。

背景技术

目前，在铝及铝合金的冶炼、重炼以及废杂铝的再生利用过程中，炉渣的产生是不可避免的，而且随着原铝用量的日益增多与再生铝产量的日益增大，炉渣量也逐年增加。

我国的铝渣处理一般是把热铝炉渣铺散在地面上或放在箱里任其冷却，然后对冷炉渣进行人工选拣与分筛，使用坩埚炉与反射炉熔炼，劳动强度大，工作场所粉尘、烟雾多，对环境污染也较大。挤压法是国内外一种先进的铝炉渣处理工艺，在非氧化气氛中冷却炉渣或可在短时间内回收铝，工作环境好，自动化程度高，不用盐溶剂，对环境也无害，可以大大提高铝的回收率。基于挤压法原理设计的高温铝炉渣设备，是将热铝炉渣装入渣箱内，然后上部施加压力，将熔融铝挤压出来。

其不足之处是：现有热铝炉渣处理设备压制的铝金属不能直接回收，造成资源的浪费和污染，影响生态环境。

发明内容

本发明提供了一种热铝炉渣处理设备电路及其控制方法，能直接从热铝炉渣中回收铝金属，可减少资源浪费，防止污染，保护生态环境。

本发明的第一个技术问题这样解决：构建一种热铝炉渣处理设备电路，其特征在于，包括驱动油缸活塞从而带动渣头运动的油泵电机、进油给渣头加压的下降油阀、出油给渣头减压的上升油阀和驱动门关/开的门电机及它们的电源控制开关，所述电源控制开关与控制器连接，所述控制器还电连接工作模式选择开关、感应开关和检测渣头压力的压力传感器；所述工作模式选择开关是手动/自动选择开关，所述感应开关包括检测门关闭到位的门电机下限位感应开关、检测门打开到位的门电机上限位感应开关和检测渣头松开的渣头上限位感应开关。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备电路，还包括止油保持渣头压力的溢流阀，所述控制器通过第一阀继电器开关和第二阀继电器开关控制电连接检测的上升油阀、下降油阀和溢流阀；第一阀继电器开关一端电连接电源，另一端第一触点电连接上升油阀、第二触点电连接溢流阀；第二阀继电器开关一端电连接电源，另一端第一触点电连接下降油阀、第二触点电连接溢流阀；同一个阀继电器开关的第一触点和第二触点同时闭合或同时断开。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备电路，所述控制器还电连接检测置入门中、盛放待处理热铝炉渣的渣箱到位的渣箱到位感应开关。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备电路，还包括离心风机及与控制器电连接的离心风机电源控制开关。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备电路，还包括给渣头降温的控水电磁阀及与控制器电连接的控水电磁阀电源控制开关，即：第三阀继电器开关。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备电路，还包括与所述控制器电连接的触摸屏或显示装置。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备电路，该控制电路中工作选择开关还包括停机保护开关和自动/手动模式切换开关。

本发明的第二个技术问题这样解决：构建一种热铝炉渣处理设备控制方法，其特征在于，利用控制器及其电连接的电源控制开关、传感器、感应开关、第一阀继电器开关和第二阀继电器开关，第一阀继电器开关一端电连接电源，另一端第一触点电连接上升油阀、第二触点电连接溢流阀；第二阀继电器开关一端电连接电源，另一端第一触点电连接下降油阀、第二触点电连接溢流阀；

所述控制器这样执行控制：

701)启动冷却风源和油泵电机；

702)控制器通过渣箱到位感应开关检测渣盆/渣箱到位；

703)控制器控制门电机启动关门直至通过门电机下限位感应开关检测到门关闭到位；

704)加压：控制器控制第二阀继电器开关的双触点闭合，进油给渣头加压使渣头下降直至通过压力传感器检测油缸内部的当前液体压力到达设定的压力值或者压力传感器检测油缸内部的当前液体压力到达设定的压力值后延迟设定保压时间；

705)压渣：控制器控制第二阀继电器开关的双触点断开；

706)减压：控制器控制第一阀继电器开关的双触点闭合，出油给渣头减压使渣头上升直至设定减压时间到或者通过渣头上限位感应开关检测到渣头到达指定的上限位；

707)渣头上限位感应开关检测到渣头到达指定的上限位后，控制器控制第一阀继电器开关的双触点断开；

708)控制器控制门电机启动开门直至通过门电机上限位感应开关检测到门打开到位。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备控制方法，所述步骤705)在自动控制模式下持续设定压渣时间后自动进入步骤706)。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备控制方法，所述步骤705)在手动控制模式下根据用户的进行下一步指令进入步骤706)。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备控制方法，所述步骤704)—706)是循环步骤，重复2-8次。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备控制方法，该控制方法还包括步骤：

709)取出渣盆/渣箱，关闭油泵电机，打开控水电磁阀持续给渣头降温；

710)关闭冷却风源，关闭控水电磁阀；

711)结束。

按照本发明提供的热铝炉渣处理设备控制方法，所述冷却风源包括但不限制于是离心风机或高压气体。

本发明提供的热铝炉渣处理设备电路及其控制方法，采用与设备配套的控制电路与程序指令，相对现有技术具有以下优势：

1、通过液压系统推动压渣头对热铝进行压制，压制得到的铝水经漏铝水孔流至接铝盆，冷却成铝锭；铝金属的回收率高，同时，可直接从热铝炉渣中回收铝金属；且压渣过程中对铝渣无搅动，不会产生扬尘，高环保；

2、水雾冷风机构在离心风机作用下使冷却的水雾从一条风管进入压渣头内部，从另一条风管排出，直接对压渣头实行高效的冷却；

3、投资小，回收快，操作和维护成本低。

4、工作周期短、功能完善、自动化程度高。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是本发明热铝炉渣处理设备的整体结构示意图；

图2是图1所示设备的内部结构示意图；

图3是图1所示设备的另一视角整体结构示意图；

图4是是图1所示设备的剖面结构示意图；

图5是本发明热铝炉渣处理设备的压渣机构结构示意图；

图6是图5中压渣头结构示意图；

图7是图6中散热板结构示意图；

图8-9是图1所示设备的电气连接结构示意图；

图10是图8-9所示设备电路中软件控制流程示意图。

其中，附图标记：机架10，排烟管12，行程开关14，门板机构20，第一封板21，第二封板22，第三封板23，第四封板24，爬梯25，门板26，移动引导机构30，门提升组件32，动力单元322，链条324，导轨326，压渣机构提升组件34，活塞缸342，渣箱引导块344，渣箱感应碰块346，压渣机构40，压渣头42，第一箱体422，散热板424，安装板4242，T型架4244，翅片4246，端板4248，压板426，渣箱44，扒渣箱442，漏铝水孔4422，接铝盆444，叉车孔446，筋板46，水雾冷风机构50，风管52；压力传感器71，油泵电机M1，门电机M2，离心风机M3，离心风机电源控制开关KM6，第一阀继电器开关KA1，第二阀继电器开关KA2，上升油阀YF1，下降油阀YF2，溢流阀YF3，控制柜风扇FAN，控水电磁阀YF4，渣箱到位感应开关SL1，渣头上限位感应开关SL2，门电机上限位感应开关SL3，门电机下限位感应开关SL4、复位/停止键FA、启动键SB6、手动/自动选择键SB7。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行详细说明：

热铝炉渣处理设备

图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7示出了本发明的实施例。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，该热铝炉渣处理设备，包括机架10、门板机构20、移动引导机构30和压渣机构40，门板机构20围设于机架10，移动引导机构30设置于机架10内部，压渣机构40设置于机架10底部，移动引导机构30与门板机构20和压渣机构40连接且引导移动，压渣机构40包括压渣头42和与压渣头42匹配设置的渣箱44，压渣头42包括第一箱体422、散热板424和压板426，压板426盖设于第一箱体422上方，散热板424固定于第一箱体422内部；渣箱44包括扒渣箱442和接铝盆444，扒渣箱442设置于第一箱体422下方，且扒渣箱442与第一箱体422相匹配，接铝盆444设置于扒渣箱442下方，扒渣箱442和接铝盆444两端均设置有叉车孔446，且扒渣箱442两端的叉车孔446和接铝盆444两端的叉车孔446等距叠放，扒渣箱442底部开设有漏铝水孔4422；移动引导机构30与压渣头42连接。

本实施例中，散热板424为铝合金散热板，散热板424包括安装板4242、T型架4244、翅片4246和端板4248，安装板4242与T型架4244的一侧架体固定连接，多片翅片4246纵横交错排列于安装板4242，端板4248垂直设置于安装板4242两端。

本实施例中，压渣头42的第一箱体422外壁设置有多条筋板46。

本实施例中，门板机构20包括第一封板21、第二封板22、第三封板23、第四封板24和门板26，第一封板21和门板26均设置于压渣机构40进出热铝炉渣处理设备的机架10侧面，第二封板22设置于与第一封板21所在面相邻的两侧机架10，第三封板23连接两块第二封板22，第四封板24设置于第三封板23的侧部。

本实施例中，移动引导机构30包括门提升组件32和压渣机构提升组件34；门提升组件32包括门板26、动力单元322、链条324和导轨326，链条324与门板26连接，动力单元322与链条324连接，动力单元322带动门板26经链条324和导轨326配合上下移动；机架10侧面还可设置有行程开14，压渣机构提升组件34包括活塞缸342、渣箱引导块344和渣箱感应碰块346，活塞缸342固定设置于机架10顶部，且与压渣头42连接，渣箱引导块344设置于第二封板22所在面的机架10内壁面，渣箱感应碰块346设置于第三封板23所在面的机架10内壁面。第一封板21两侧均有滑轮限位，上、下限位均采用双行开关程限位；导轨326由槽钢、方通及钢板焊接而成。

本实施例中，导轨326为双导向导轨，且采用双行程开关限位；压渣机构提升组件34包括一组外型尺寸、行程相同的活塞缸342，且活塞缸342的活动端活塞杆与压渣头42连接。当行程开关14检测到需要压渣的物体时，启动控制系统，门提升组件32的动力单元322控制提升链条324使门沿着门导轨326下降关闭，直到降到下限位。活塞缸342为该热铝炉渣处理设备液压系统中的组件，液压系统采用液压站驱动双缸同步运动方式，液压介质采用耐磨液压油，液压系统的进油管和出油管沿机架10外部的油管与液压站相连。

本实施例中，门板机构20还包括爬梯25和观察门，爬梯25设置于第三封板23或第四封板24所在面的机架10一侧，观察门设置于第三封板23或第四封板24所在面的机架10中部，便于观察设备内部操作。

本实施例中，还包括水雾冷风机构50，水雾冷风机构50包括离心风机和两条风管52，水雾冷风机构50在离心风机作用下使冷却的水雾从一条风管52进入压渣头42内部的密封冷却室，从另一条风管52排出，直接对压渣头42实行高效的冷却。

本实施例中，还包括排烟管12，排烟管12接通机架10内部且延伸至机架10外部。机架10在门板机构20关闭时为密闭空间，仅在顶部开设有一圆口，供排烟管12接通和延伸，排烟管12可直接接入厂家的排烟系统。

本实施例中，压渣头42、扒渣箱442和接铝盆444均为耐热钢铸件。耐热钢材质抗拉强度高，高温抗氧化性能好。

工作原理：热铝炉渣从熔炼炉中扒入渣箱44中，并尽快将渣箱44连同接铝盆444一起由叉车推入该热铝炉渣处理设备内；当行程开关14检测到需要压渣的物体时，启动控制系统，门提升组件32的动力单元322控制提升链条324使门沿着门导轨326下降关闭，直到降到下限位，液压系统的活塞缸342推动压渣头42开始下降压制，在设定压力下进行保压，一旦保压时间到，压力系统将开始卸压，同时压渣头42上升，上升到位后由上限位行程开关进行检测限位，然后第一封板21才能上升，第一封板21上升的过程中由开门限位开关检测限位；热铝炉渣的铝液通过渣箱44中的漏铝水孔4422压入接铝盆444，冷却成铝块，剩下的渣灰在渣箱44中被挤压成块状，经适当的时间后，就可将压制出的块状铝渣灰和铝块分别倒出。

设备电路

本发明具体实施例中热铝炉渣处理设备电路，结构如图8-9所示，给设备增加了控制电路和内置控制程序的可编程逻辑控制器(PLC控制器)，包括驱动渣头运动的油泵电机M1、进油给渣头加压的上升油阀YF1、出油给渣头减压的下降油阀YF2和驱动门关/开的门电机M2及它们的电源控制开关，所述电源控制开关与PLC控制器连接，PLC控制器还电连接工作模式选择开关、感应开关和检测渣头压力的压力传感器；所述工作模式选择开关是手动/自动选择开关SB7，所述感应开关包括检测门关闭到位的门电机下限位感应开关SL4、检测门打开到位的门电机上限位感应开关SL3和检测渣头松开的渣头上限位感应开关SL2。

控制电路还包括止油保持渣头压力的溢流阀YF3，PLC控制器通过第一阀继电器开关KA1和第二阀继电器开关KA2控制电连接检测的上升油阀YF1、下降油阀YF2和溢流阀YF3；第一阀继电器开关KA1一端电连接电源，另一端第一触点电连接上升油阀YF1、第二触点电连接溢流阀YF3；第二阀继电器开关KA2一端电连接电源，另一端第一触点电连接下降油阀YF2、第二触点电连接溢流阀YF3。

控制电路还包括渣头降温的控水电磁阀YF4和离心风机M3，PLC控制器还电连接检测置入门中、盛放待处理热铝炉渣的渣箱到位的渣箱到位感应开关SL1，控制控水电磁阀YF4的第三阀继电器开关KA3和控制柜风扇电源控制开关MP1。

PLC控制程序

如图10所示，本发明具体实施例中热铝炉渣处理设备的控制软件程序包括以下步骤：

1001)开始；

1002)PLC控制器启动离心风机M3和油泵电机M1；

1003)用户通过手动/自动选择键SB7选择PLC控制器的工作模式，自动控制模式进入步骤1010)，手动控制模式则进入步骤1020)；

㈠自动控制模式

1010)通过启动键SB6接收用户启动指令并根据用户启动指令启动自动控制；

1011)通过渣箱到位感应开关SL1检测渣盆/渣箱到位，PLC控制器自动控制门电机M2启动关门直至通过门电机下限位感应开关SL4检测到门关闭到位；

1012)加压：PLC控制器控制第二阀继电器开关KA2的双触点闭合，打开下降油阀YF2和溢流阀YF3，进油给渣头加压使渣头下降直至通过压力传感器71检测到油缸内部的当前液体压力到达设定的压力值后延迟设定保压时间，如：5秒；

1013)压渣：PLC控制器控制第二阀继电器开关KA2的双触点断开，关闭下降油阀YF2和溢流阀YF3，保持设定压渣时间，如8分钟；

1014)减压：PLC控制器控制第一阀继电器开关KA1的双触点闭合，打开上升油阀YF1和溢流阀YF3，出油给渣头减压使渣头上升

前2次直至设定减压时间，如：10秒，PLC控制器控制第一阀继电器开关KA1的双触点断开，关闭上升油阀YF1和溢流阀YF3回路，返回步骤1012)；

第3次直至通过渣头上限位感应开关SL2检测到渣头到达指定的上限位，进入步骤1015)；

1015)PLC控制器控制门电机M2启动开门直至通过门电机上限位感应开关SL3检测到门打开到位，然后进入步骤1004)；

在步骤1011)—1015)中，通过手动/自动选择键SB7检测用户复位指令并根据复位指令返回步骤1010)；

㈡手动控制模式

以下各步骤都必须通过面板旋钮控制或触摸屏界面控制：

1021)通过渣箱到位感应开关SL1检测渣盆/渣箱到位，PLC控制器接收并根据用户关门指令启动关门控制：控制门电机M2启动关门直至通过门电机下限位感应开关SL4检测到门关闭到位；

1022)加压：PLC控制器接收并根据用户加压指令启动加压控制：控制第二阀继电器开关KA2的双触点闭合，打开下降油阀YF2和溢流阀YF3，进油给渣头加压使渣头下降直至通过压力传感器71检测到油缸内部的当前液体压力到达设定的压力值；

1023)压渣：PLC控制器接收并根据用户压渣指令启动压渣控制：控制第一阀继电器开关KA1的双触点和第二阀继电器开关KA2的双触点全部断开，关闭所有油阀YF1、YF2和YF3；

1024)减压：PLC控制器接收并根据用户减压指令启动减压控制：控制第一阀继电器开关KA1的双触点闭合，打开上升油阀YF1和溢流阀YF3，出油给渣头减压使渣头上升直至通过渣头上限位感应开关SL2检测到渣头到达指定的上限位；

PLC控制器控制第一阀继电器开关KA1的双触点断开，关闭上升油阀YF1和溢流阀YF3；

1025)PLC控制器接收并根据用户开门指令启动开门控制：控制门电机M2启动开门直至通过门电机上限位感应开关SL3检测到门打开到位，然后进入步骤8004)；

1004)取出渣盆/渣箱，关闭油泵电机M1，打开控水电磁阀YF4持续给渣头降温；

1005)关闭离心风机M3，控水电磁阀YF4；

1006)压渣结束。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种热铝炉渣处理设备电路，其特征在于，包括驱动油缸活塞从而带动渣头运动的油泵电机(M1)、进油给渣头加压的下降油阀(YF2)、出油给渣头减压的上升油阀(YF1)和驱动门关/开的门电机(M2)及它们的电源控制开关，所述电源控制开关与控制器连接，所述控制器还电连接工作模式选择开关、感应开关和检测渣头压力的压力传感器(71)；所述工作模式选择开关是手动/自动选择开关(SB7)，所述感应开关包括检测门关闭到位的门电机下限位感应开关(SL4)、检测门打开到位的门电机上限位感应开关(SL3)和检测渣头松开的渣头上限位感应开关(SL2)。

2.根据权利要求1所述热铝炉渣处理设备电路，其特征在于，还包括止油保持渣头压力的溢流阀(YF3)，所述控制器通过第一阀继电器开关(KA1)和第二阀继电器开关(KA2)控制电连接检测的上升油阀(YF1)、下降油阀(YF2)和溢流阀；第一阀继电器开关一端电连接电源，另一端第一触点电连接上升油阀、第二触点电连接溢流阀；第二阀继电器开关一端电连接电源，另一端第一触点电连接下降油阀、第二触点电连接溢流阀；同一个阀继电器开关的第一触点和第二触点同时闭合或同时断开。

3.根据权利要求1或2所述热铝炉渣处理设备电路，其特征在于，所述控制器还电连接检测置入门中、盛放待处理热铝炉渣的渣箱到位的渣箱到位感应开关(SL1)。

4.根据权利要求3所述热铝炉渣处理设备电路，其特征在于，还包括离心风机(M3)及与控制器电连接的离心风机电源控制开关(KM6)。

5.根据权利要求4所述热铝炉渣处理设备电路，其特征在于，还包括给渣头降温的控水电磁阀(YF4)及与控制器电连接的控水电磁阀电源控制开关。

6.根据权利要求5所述热铝炉渣处理设备电路，其特征在于，还包括与所述控制器电连接的触摸屏或显示装置。

7.一种热铝炉渣处理设备控制方法，其特征在于，利用控制器及其电连接的电源控制开关、传感器、感应开关、第一阀继电器开关(KA1)和第二阀继电器开关(KA2)，第一阀继电器开关一端电连接电源，另一端第一触点电连接上升油阀(YF1)、第二触点电连接溢流阀(YF3)；第二阀继电器开关一端电连接电源，另一端第一触点电连接下降油阀(YF2)、第二触点电连接溢流阀(YF3)；

所述控制器这样执行控制：

701)启动冷却风源和油泵电机(M1)；

702)控制器通过渣箱到位感应开关(SL1)检测渣盆/渣箱到位；

703)控制器控制门电机(M2)启动关门直至通过门电机下限位感应开关(SL4)检测到门关闭到位；

704)加压：控制器控制第二阀继电器开关(KA2)的双触点闭合，进油给渣头加压使渣头下降直至通过压力传感器检测油缸内部的当前液体压力到达设定的压力值或者压力传感器检测油缸内部的当前液体压力到达设定的压力值后延迟设定保压时间；

705)压渣：控制器控制第二阀继电器开关(KA2)的双触点断开；

706)减压：控制器控制第一阀继电器开关(KA1)的双触点闭合，出油给渣头减压使渣头上升直至设定减压时间到或者通过渣头上限位感应开关(SL2)检测到渣头到达指定的上限位；

707)渣头上限位感应开关(SL2)检测到渣头到达指定的上限位后，控制器控制第一阀继电器开关(KA1)的双触点断开；

708)控制器控制门电机(M2)启动开门直至通过门电机上限位感应开关(SL3)检测到门打开到位。

8.根据权利要求7所述热铝炉渣处理设备控制方法，其特征在于，所述步骤705)在自动控制模式下持续设定压渣时间后自动进入步骤706)；所述步骤705)在手动控制模式下根据用户的进行下一步指令进入步骤706)。

9.根据权利要求7所述热铝炉渣处理设备控制方法，其特征在于，所述步骤704)—706)是循环步骤，重复2-8次。

10.根据权利要求7-9任一项所述热铝炉渣处理设备控制方法，其特征在于，该控制方法还包括：

709)取出渣盆/渣箱，关闭油泵电机(M1)，打开控水电磁阀(YF4)持续给渣头降温；

710)关闭冷却风源，关闭控水电磁阀(YF4)；

711)结束。