CN106086448A - 电渣炉电刷可变速运动机构及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电刷运动机构及控制，特别涉及一种电渣炉电刷可变速运动机构及控制方法。主要解决现电渣炉在非熔炼状态下电刷的磨损以及由于电刷限制所影响的金属电极提升与下降速度的限制的技术问题。本发明的技术方案：一种电渣炉电刷可变速运动机构，由电刷机构、滑动执行机构和固定架组成。电刷机构固定在滑动执行机构下端，滑动执行机构上端固定在固定架上。所述电刷机构包括电刷、电刷架和弹簧，所述电刷固定在电刷架端面孔内，一端可伸出与导电铜壁接触，另一端接弹簧，弹簧顶靠电刷架，电刷通过导线与刷辫连接，刷辫由刷辫整理结构固定后与假电极连接。本发明主要用于特种冶炼。

Description

电渣炉电刷可变速运动机构及控制方法
技术领域
本发明涉及电刷运动机构及控制，特别涉及一种电渣炉电刷可变速运动机构及控制方法。
背景技术
随着制造业技术的提升，对材料本身的性能要求日益提高，在一些特殊领域中高端钢材的核心地位更是无可取代，特冶装备行业也随之应运而生。
特冶区别于普通冶炼，它有着更为复杂的设备结构、运行环境和调控要求等。而电渣炉作为特冶装备的一员，其原理是电阻加热，整个过程是通过从电网取电，再经过变压器等机构进行调节转换成一个低压大电流的输出，而这个大电流在经过金属电极穿过电渣的过程中，由于电渣的阻值很大进而会产生大量的焦耳热，而这个热量则令金属电极棒开始融化，熔滴在经过渣池的过程中会与其中电渣发生电化学反应，从而得到成份与结晶的改善。
电渣炉运行原理的本质就是电能和热能的一个转化，在其中最核心的两个控制量就是电流和电压，现阶段的电渣炉厂家大都是通过控制这两个量来对整个熔炼过程进行调控的，即根据电流和电压的变化来调节熔化率以及控制成型钢材的质量特性。概括起来说就是电源的控制决定了成材的品质，而对其的优化与设计是电渣炉设备厂家不断探讨与钻研的重要方向！
电渣炉的电能传输在整个电源体系里也是一个重要环节，现阶段大部分电渣炉厂家采用水冷电缆把变压器的低压大电流引入炉内。而如何把这个电能引导到金属电极上则是此阶段的关键，由于电极的可移动性决定了电刷导电的方式，而电刷的质量直接影响了所输出电能的质量，电源特性同时也相应的决定了电刷的特性，对于较高的电流密度这里要求厂家去选用导电性能较好的高铜电刷，随之带来的则是更高的维护成本、运行成本与设计要求。
电渣炉在其熔炼准备、进行与结束三个运行阶段，金属电极几乎都是保持着运动状态，而电刷作为导电的桥梁，也几乎时时与导电的铜壁保持着相对运动，这样的运行状态也就限制了电极的在非熔炼状态下的运动速度与电刷的使用寿命。电极在熔炼准备与结束状态时，电刷与铜壁仍然保持着接触状态，为保护电刷顾此刻的移动速度也是较慢的，如提升或下降过快的话，会导致电刷磨损加剧影响电刷的使用寿命，而电刷在整个电渣炉中是作为一个消耗品存在的，它是需要定期维护与更换，这也相应的提高了各方面的使用成本；况且电刷在与铜壁经过摩擦后，会导致电刷发热，这也会相应的带来一些安全隐患，也是厂家所不希望看到的。结合以上情况，本发明就如何有效的对电刷进行保护设计进而去优化提高生产效率提出一个崭新有效的设计方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种电渣炉电刷可变速运动机构及控制方法，主要解决现电渣炉在非熔炼状态下电刷的磨损以及由于电刷限制所影响的金属电极提升与下降速度的限制的技术问题。
本发明的技术方案：一种电渣炉电刷可变速运动机构，由电刷机构、滑动执行机构和固定架组成。电刷机构固定在滑动执行机构下端，滑动执行机构上端固定在固定架上。所述电刷机构包括电刷、电刷架和弹簧，所述电刷固定在电刷架端面孔内，一端可伸出与导电铜壁接触，另一端接弹簧，弹簧顶靠电刷架，电刷通过导线与刷辫连接，刷辫由刷辫整理结构固定后与假电极连接。
滑动执行机构包括直线导杆、气动推杆和限位开关，其中气动推杆的一端固定在的固定架上，另一端则与直线导杆的滑块连接，在直线导杆滑块两侧设有限位开关，直线导杆固定在固定架上。
所述固定架呈两个上下相连的圆形平台，上圆形平台的底面固定直线导杆，下圆形平台的表面固定气动推杆的缸体，固定架通过上部的悬挂固定在料杆上，固定架下部通过连杆与假电极同心固定结构连接。
一种电渣炉电刷可变速运动机构的控制方法，包括电刷架回缩和电刷架伸出步骤；所述的电刷架回缩步骤是：当操作人员给予系统一个电刷架收缩的操作信号，系统收到此操作信号时给予分析反馈，系统会首先检测熔炼电源的一个运行状态，如果熔炼电源处于断开状态则允许相应的操作要求，产生一个控制信号，令气动推杆完成收缩动作，使电刷与导电内壁相分离，然后可以人为判断或根据限位开关信号的反馈给予停止操作，从而可以进行电极快速提升与下降的状态；
所述电刷架伸出步骤是：即当操作人员给予系统一个电刷架伸出的操作信号时，系统也会对这个信号进行判定分析，首先是确定熔炼电源的一个状态，即当熔炼电源处于断开状态时，则允许此操作，给予气动推杆一个操作信号，气动推杆开始控制电刷架使其接近导电内壁，使电刷与其相接触同时触发限位开关的操作闸值，完成熔炼准备，同时，这也个信号也被列为熔炼电源启动的限制条件之一；反之当熔炼电源处于接通状态，由于伸出限位开关触发的必然性，再给予伸出信号已是一个无效输入。
对电刷架回缩步骤进一步优化，把气动推杆收缩的限位开关信号设置为非熔炼状态下电极快速提升与下降的必要条件；反之当熔炼电源处于接通状态，选择电刷架回缩操作，则会提示错误操作无法执行。
本发明的有益效果：电渣炉电刷可变速运动机构可以有效的对电刷进行保护，减少在非必要时候的磨损，提高了电刷的使用寿命；由于避免了熔炼前电极提升或下降所带来的电刷摩擦，从而避免了电刷在通电前的提前发热（或过热的情况），也就为熔炼提供了良好的内部环境；没有快速移动造成电刷磨损的顾虑，从而也提高了电极在非熔炼状况下的提升速度，也提高了生产效果，节约了时间成本。
附图说明
图1为本发明安装使用结构示意图。
图2为本发明结构示意图。
图3为本发明程序控制框图。
图中：1-电刷机构、2-滑动执行机构、3-固定架、4-导电铜壁、5-料杆提升装置、6-料杆夹持装置、7-假电极、8-电刷架、9-电刷、10-弹簧、11-限位开关、12-气动推杆、13-直线导杆、14-刷辫、15-刷辫整理结构、16-假电极同心固定结构、17-料杆。
具体实施方式
参照图1、2，一种电渣炉电刷可变速运动机构，由电刷机构1、滑动执行机构2和固定架3组成。电刷机构1固定在滑动执行机构2下端，滑动执行机构2上端固定在固定架3上。所述电刷机构1包括电刷9、电刷架8和弹簧10，所述电刷9固定在电刷架8端面孔内，电刷9为凸台结构，其中凸台部分与电刷架端面开孔相互配合，而凸台的高度也就控制了电刷的运动行程，也就是在一定程度上锁定了电刷的相对位置。一端可伸出与导电铜壁4接触，另一端接弹簧10，弹簧10顶靠电刷架8，给予电刷一个水平的压紧力，从而保持在运动过程中电刷表面与导电内壁的紧密接触，实现滑动接触的要求。电刷9通过导线与刷辫14连接，刷辫14由刷辫整理结构固定后与假电极7连接。
滑动执行机构2包括直线导杆13、气动推杆12和限位开关11，其中气动推杆12的一端固定在的固定架3上，另一端则与直线导杆13的滑块连接，在直线导杆13滑块两侧设有限位开关11，直线导杆13固定在固定架3上。
所述固定架3呈两个上下相连的圆形平台，上圆形平台的底面固定直线导杆13，下圆形平台的表面固定气动推杆12的缸体，固定架3通过上部的悬挂固定在料杆17上，固定架下部通过连杆与假电极同心固定结构16连接。料杆17通过料杆夹持装置6与料杆提升装置5连接。
参照图3，具体控制过程是分为两个动作，一是电刷架回缩步骤，二是电刷架伸出步骤。当操作人员给予系统一个电刷架收缩的操作信号，系统收到此操作信号时给予分析反馈，系统会首先检测熔炼电源的一个运行状态，如果熔炼电源处于断开状态则允许相应的操作要求，产生一个控制信号，令气动推杆完成收缩动作，使电刷与导电内壁相分离，然后可以人为判断或根据限位开关信号的反馈给予停止操作，从而可以进行电极快速提升与下降的状态，如想进一步优化操作规程，也可以把气动推杆收缩的限位开关信号设置为非熔炼状态下电极快速提升与下降的必要条件；反之当熔炼电源处于接通状态，选择电刷架回缩操作，则会提示错误操作无法执行。
而另一个操作即当操作人员给予系统一个电刷架伸出的操作信号时，系统也会对这个信号进行判定分析，首先是确定熔炼电源的一个状态，即当熔炼电源处于断开状态时，则允许此操作，给予气动推杆一个操作信号，气动推杆开始控制电刷架使其接近导电内壁，使电刷与其相接触同时触发限位开关的操作闸值，完成熔炼准备，同时，这也个信号也被列为熔炼电源启动的限制条件之一；反之当熔炼电源处于接通状态，由于伸出限位开关触发的必然性，再给予伸出信号已是一个无效输入。
当电渣炉处在非熔炼状态下准备快速运动时，操作人员在操作界面进行操作，给予一个控制信号，使气缸完成回缩动作，由于限位开关11的存在也防止气缸发成堵程。这时，整个电刷架8沿直线导杆13进行回缩，由于电刷9与电刷架8端面开孔存在一个运动行程的结构，从而可以完成与导电铜壁4的分离，此刻电极则满足了快速提升或下降的条件。反之，当处于伸出操作时亦然。
本发明可以有效的对电刷进行保护，延长其使用寿命，提高生产效率，为了熔炼提供良好的准备环境。

Claims (5)

1.一种电渣炉电刷可变速运动机构，其特征是由电刷机构、滑动执行机构和固定架组成，电刷机构固定在滑动执行机构下端，滑动执行机构上端固定在固定架上，所述电刷机构包括电刷、电刷架和弹簧，所述电刷固定在电刷架端面孔内，一端可伸出与导电铜壁接触，另一端接弹簧，弹簧顶靠电刷架，电刷通过导线与刷辫连接，刷辫由刷辫整理结构固定后与假电极连接。
2.根据权利要求1所述的一种电渣炉电刷可变速运动机构，其特征是滑动执行机构包括直线导杆、气动推杆和限位开关，其中气动推杆的一端固定在的固定架上，另一端则与直线导杆的滑块连接，在直线导杆滑块两侧设有限位开关，直线导杆固定在固定架上。
3.根据权利要求1所述的一种电渣炉电刷可变速运动机构，其特征是所述固定架呈两个上下相连的圆形平台，上圆形平台的底面固定直线导杆，下圆形平台的表面固定气动推杆的缸体，固定架通过上部的悬挂固定在料杆上，固定架下部通过连杆与假电极同心固定结构连接。
4.一种权利要求1所述电渣炉电刷可变速运动机构的控制方法，其特征是包括电刷架回缩和电刷架伸出步骤；所述的电刷架回缩步骤是：当操作人员给予系统一个电刷架收缩的操作信号，系统收到此操作信号时给予分析反馈，系统会首先检测熔炼电源的一个运行状态，如果熔炼电源处于断开状态则允许相应的操作要求，产生一个控制信号，令气动推杆完成收缩动作，使电刷与导电内壁相分离，然后可以人为判断或根据限位开关信号的反馈给予停止操作，从而可以进行电极快速提升与下降的状态；
所述电刷架伸出步骤是：即当操作人员给予系统一个电刷架伸出的操作信号时，系统也会对这个信号进行判定分析，首先是确定熔炼电源的一个状态，即当熔炼电源处于断开状态时，则允许此操作，给予气动推杆一个操作信号，气动推杆开始控制电刷架使其接近导电内壁，使电刷与其相接触同时触发限位开关的操作闸值，完成熔炼准备，同时，这也个信号也被列为熔炼电源启动的限制条件之一；反之当熔炼电源处于接通状态，由于伸出限位开关触发的必然性，再给予伸出信号已是一个无效输入。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征是对电刷架回缩步骤，把气动推杆收缩的限位开关信号设置为非熔炼状态下电极快速提升与下降的必要条件；反之当熔炼电源处于接通状态，选择电刷架回缩操作，则会提示错误操作无法执行。
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