CN108025353A - 熔剂供给设备以及熔剂最佳化的选择方法 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于在连续浇铸处理中将熔剂输送至模具(13)的熔剂供给设备(10)。所述设备包括：多个筒仓(20a‑20c)，每个筒仓均容纳不同的熔剂或者熔剂成分；接收器(52)，该接收器用于接收所述浇铸处理的处理参数；以及控制器(44)，该控制器构造成：分析所述接收器(52)接收的所述处理参数；确定当前的熔剂组合物是否适合所接收的处理参数；并且如果所述当前的熔剂组合物不适合所接收的处理参数，则改变来自所述多个筒仓的熔剂或者熔剂成分的输送，以针对所接收的处理参数将所需的熔剂组合物提供至所述模具(13)。还描述了一种相应的方法。
Description
技术领域
本公开涉及熔剂供给设备以及用于在连续浇铸处理过程中向模具输送熔剂的方法。
背景技术
通常在诸如钢之类的熔融金属的连续浇铸处理过程中将可能是粉末或者颗粒材料的保护渣施加至板坯的顶部上。熔剂当被熔融金属充分加热时变成渣。熔剂是由含有被选择以提供期望特性的氧化物、矿物以及含碳材料的组合物形成的创制合成渣。例如，熔剂可包括二氧化硅、铝矾土、硅酸钙/钙硅石、长石、苏打粉、氟石、碳酸锂等。
在与液体金属接触的区域，熔剂用以防止再氧化并且避免热损失以防止液体金属过早凝固。熔剂还吸收液体渣-金属界面处的非金属夹杂物，从而生产更清洁的金属。而且，在与固化金属接触的区域，熔剂提供固化金属壳与模具之间的润滑。熔剂还发挥控制(尤其是水平方向上)热传递的重要作用。这些功能直接影响铸钢的质量以及操作稳定性。例如，熔剂的不充分润滑能够导致液体钢因高度摩擦而外壳损毁并且导致壳撕裂。除热不足将产生薄壳，薄壳不能承受钢铁水静压力并损毁钢安全壳。除热过度能够导致钢表面上形成裂缝等。
公知一种自动或者半自动地将熔剂输送至模具的熔剂供给设备。例如，在美国2013/0081777中，测压元件重量传感器用于控制熔剂添加至模具的速率。
本发明力图提供一种改进的熔剂供给设备及方法。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种用于在连续浇铸处理中将熔剂输送至模具的熔剂供给设备，该设备包括：多个筒仓，这些筒仓均容纳不同的熔剂或者熔剂成分；接收器，该接收器用于接收所述浇铸处理的处理参数；以及控制器，该控制器构造成为分析所述接收器接收的所述处理参数、确定当前的熔剂组合物是否适合(例如，最优的)所述接收的处理参数、并且如果所述当前的熔剂组合物不适合所述接收的处理参数，则改变来自所述多个筒仓的熔剂或者熔剂成分的所述输送，以针对所述接收的处理参数将所需的熔剂组合物提供至所述模具。
根据另一方面，所述处理参数可以包括使用者输入的参数以及检测到的参数。
根据另一方面，所述处理参数可以包括以下的一者或者多者：浇铸的金属的品级；浇铸速率/速度；熔剂消耗率；传热率；渣温度；金属温度；厚度；宽度；剖面尺寸；锥度。
在另一方面中，所述控制器可以选择所述多个筒仓中的一个或多个，以形成各个熔剂或者熔剂成分的混合物。
在再一方面中，所述控制器可以选择所述筒仓中的一个，以将容纳在该筒仓中的所述熔剂输送至所述模具。
在另一方面中，所述熔剂供给设备可以进一步包括连接至或者能够连接至所述多个筒仓的供给头，其中，所述控制器构造成将来自所述多个筒仓中的一个或者多个的熔剂或者熔剂成分供应给所述供给头，以将所需熔剂组合物输送至所述模具。
在另一方面中，所述供给头可以经由多支管以及一个或者多个阀连接至所述筒仓，所述阀将所述筒仓选择性地联接至所述供给头。
在另一方面中，所述一个或者多个阀可以是计量阀。
在另一方面中，可以提供一个或者多个混合装置以在所述供给头之前或者之中混合所述熔剂或者熔剂成分。
在再一方面中，该熔剂供给设备可以进一步包括中间料斗，并且包括用于将保护渣从所述筒仓转运至所述中间料斗的转运设备，其中，所述供给头连接至构造成接收来自所述中间料斗的熔剂的供给料斗。
在另一方面中，所述转运设备可以包括用于将熔剂从所述筒仓转运至所述中间料斗的真空装置，并且其中，所述控制器进一步构造成控制所述真空装置的操作。
在另一方面中，所述转运设备可以进一步包括阀，该阀可在当所述真空装置开启时防止保护渣转移至所述中间料斗的第一关闭位置与当所述真空装置关停时允许保护渣转移至所述中间料斗的第二打开位置之间操作。
在另一方面中，所述阀可以是具有衡重体的挡板阀。
在另一方面中，所述熔剂供给设备可以进一步包括文丘里泵，以将所述熔剂供应至所述供给头。
在另一方面中，如果当前熔剂组合物不适合所接收的处理参数，则所述控制器可以对操作者产生警告。
在另一方面中，响应于所述警告，所述操作者可以指示所述控制器改变来自所述多个筒仓的熔剂或者熔剂成分的输送，以针对所接收的处理参数将所需的熔剂组合物提供至所述模具。
在另一方面中，该熔剂供给设备可以进一步包括用于确定所述处理参数的一个或者多个传感器，所述一个或者多个传感器连接至所述接收器。
根据本发明的另一方面，提供一种用于连续浇铸处理中将熔剂输送至模具的方法，该方法包括：在控制器处接收所述浇铸处理的处理参数；利用所述控制器分析所述处理参数；确定从各自均容纳不同熔剂或者熔剂成分的多个筒仓被输送至所述模具的当前的熔剂组合物是否适合所接收的处理参数；并且如果所述当前的熔剂组合物不适合所接收的处理参数，则改变来自所述多个筒仓的熔剂或者熔剂成分的输送，以针对所接收的处理参数将所需的熔剂组合物提供至所述模具。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且更清楚地展示本发明可如何实施，现在将以实施例的方式参照附图，在附图中：
图1是熔剂供给设备的前视图；
图2是图1的设备的后方立体图；以及
图3是熔剂供给设备的筒仓部分的示意图。
具体实施方式
要理解，为了清楚理解本发明已经简化了本发明的至少部分图以及描述以阐明相关元件，而为了清楚之目的删除的本领域中普通技术人员会意识到的其他元件也可能包括本发明的一部分。然而，因为本领域中公知这些元件，并且因为这些元件不利于更好地理解本发明，所以本文中不描述这些元件。
图1示出了用于在连续浇铸处理中将熔剂输送至模具13的示例性的熔剂供给设备10。
在一个实施方式中，熔剂供给设备10可以包括四个主要部分：转运设备12；中间料斗14；控制设备16；以及输送设备18。转运设备12将粉末或者颗粒形式的熔剂从筒仓20转运至中间料斗14。筒仓20可以包括例如一个或者多个袋子或桶或者适于容纳熔剂或熔剂成分的其他容器结构。输送设备18将熔剂11从中间料斗14供给到位于模具13内的诸如钢之类的熔融金属15上。
在一个实施方式中，转运设备12可以包括真空料斗(或者真空接收器)22，该真空料斗具有入口24，多个柔性抽吸管28中每一者的一端26均连接至该入口。多个柔性抽吸管28中每一者的另一端30均延伸到多个筒仓20中，使得各个筒仓被至少一个柔性抽吸管接入。
在一个实施方式中，真空料斗22还包括位于底部的用于将保护渣转运至中间料斗14的出口。真空料斗22的底部上可以有诸如附接有衡重体的挡板阀43之类的阀。当真空料斗22的真空被激励时，这造成挡板阀43与真空料斗22的底部之间的密封。当停止产生真空时，获取的材料的重量使得挡板阀43能够打开并且材料落入中间料斗14中。中间料斗14具有位于底部上的、延伸到输送设备18的供给料斗31的顶部中的配件。供给料斗31包括一对出口32、34(但是可以设置一个或者更多个出口)，这对出口均连接至输送管36、40。输送管36、40的自由端终止于将熔剂输送至模具13(或者多个模具)的供给头46。供给头46可形成或者包括分配器以将保护渣散布在模具表面上。保护渣借助操作地连接至出口32、34的文丘里泵46从供给料斗31被气动地供给。端口或者文丘里泵的数量可根据连续浇铸机的类型或者浇铸形状变更。
在一个实施方式中，控制设备16进一步包括支撑中间料斗14的一个或者多个测压元件42。测压元件42能够用于确定中间料斗14以及容纳在其中的保护渣的重量。在一个实施方式中，中间料斗14能够与供给料斗31隔离以避免供给料斗31作用于测量的重量。可以监测中间料斗14的重量一段时间以使得能够实时监测熔剂的消耗。
如图2中所示，在一个实施方式中，控制设备16进一步包括诸如可编程序逻辑控制器(PLC，可以是SCADA(即，监测控制和数据采集)系统的一部分)之类的控制器44或者任一其他合适的计算机处理器。控制器44接收来自测压元件42的输入以及/或者关于金属浇铸处理状况的其他处理参数，并且响应地控制真空料斗22的操作。具体地说，控制器44使真空装置22开启，从而基于供给料斗31的相对于利用测压元件42的输出而计算的保护渣的重量消耗或者重量损耗的预定重量使保护渣供给到中间料斗14中。
在一个实施方式中，操作者可利用位于能够用于调整供给速率的控制器44上的操作者控制屏48来调整保护渣组分以及保护渣输送到模具中的速率。另选地，操作者可借助与控制器44上的接收器52通讯的无线手持话机50调整保护渣组分以及保护渣输送到模具13中的速率。无线手持话机50能用于代替操作者控制屏48来控制供给速率。
虽然图1中仅示出了一个筒仓20，但是可以如图3中所示提供多个筒仓20a、20b、20c。虽然图3示出了三个单独的筒仓，但是要理解，可以设置任何数量的筒仓。筒仓也可以实施成在单个单元中的分隔室。
在一个实施方式中，筒仓20a-20c中的每一者均容纳不同熔剂或者具有不同组分的熔剂成分。筒仓20a-20c各自均经由阀54a-54c在多支管处连接至抽吸管28。阀54a-54c经由控制器44(或者分开的、独立控制器)致动。因此，阀54a-54c能够被控制成选择性地将选定的筒仓20a-20c连接至抽吸管28。
在一个实施方式中，控制器44的接收器52(或者分开的、独立的接收器，该接收器可以是有线的或者无线的)接收关于浇铸处理的参数。特别地，接收器52可以接收来自传感器以及/或者记录关于浇铸处理的特征的操作者的实时测量结果。例如，接收器可以接收包括以下一者或者多者的数据：正在浇铸的金属的品级(例如，钢的品级)；浇铸速率/速度；熔剂消耗率(该消耗率可以如以上所述利用测压元件42测量)；热传递率(通过测量用于冷却模具13的冷却水的温度增加来确定)；以及模具13的顶部上的渣的温度。特别地，红外(IR)传感器可以用于测量表面温度。另选地，可以使用热电偶或者其他温度传感器。还可以使用激光测距装置确定熔融金属的熔剂的层厚度。所述参数还可能包括金属温度、厚度、宽度、剖面尺寸、锥度等。
在一个实施方式中，响应于接收的参数，控制器44确定关于熔剂的期望组合物并且通过打开与选取的筒仓20关联的阀54并关闭其他阀54而选择所需的筒仓20a-20c。另选地，控制器44可以供应这样的熔剂，这些熔剂是来自多个筒仓20a-20c的熔剂或者熔剂成分的混合料。阀54a-54c可以使得能够控制各种熔剂的相对比例以提供期望的熔剂组合物。例如，阀54a-54c可以是能够精确控制熔剂的流量的计量阀。要理解，筒仓20a-20c也可以容纳保护渣的构成成分(完全不同于熔剂本身)，这些构成成分能够结合以提供期望的组合物。
在一个实施方式中，控制器44可以利用模糊逻辑、人工神经网络或者其他人工智能功能识别所需的熔剂组合物。控制器44可以基于实时处理参数确定正确的熔剂。熔剂组合物可以在浇铸处理中被调整或者可以在一个具体的浇铸运行期固定。控制器44可以确定熔剂组合物并且自动利用算法选择所需的筒仓。控制器44可以确定当前的熔剂组合物是否适合(例如，最优的)当前的处理参数，并且如果需要则调整输送至模具的熔剂或者熔剂成分以提供期望的熔剂组合物。控制器44不需要自主地执行这样的调整，而可以产生警告(例如，声音警报或者可视警报)，该警告用信号通知操作者需要改变熔剂组合物。如果合适，则操作者可以指示控制器作出此改变。关于所需的校正动作的确切细节可以由控制器44自动产生(从而操作者仅需要批准此改变)或者可以由操作者提供。
虽然筒仓20a-20c已经被描述成经由阀54a-54c连接至抽吸管28，但是要理解，可以使用其他布置。特别地，筒仓20a-20c可以利用单个阀连接至管28。另选地，各个筒仓20a-20c均可以具有专用抽吸管28从而不需要多支管。事实上，管28可以将熔剂或者熔剂成分从其各自的筒仓20a-20c直接输送至模具13从而不需要混合熔剂或者熔剂成分。就再一另选而言，机器臂等可以响应于来自控制器44的指令而在筒仓20a-20c之间转移抽吸管28。
要理解，可以使用除上述熔剂供给设备以外的另选熔剂供给设备实施熔剂组合物的自动选择。特别地，熔剂供给设备不需要中间料斗14也不需要测压元件42。也可以利用关于所述的基于真空的系统的另选手段将熔剂输送至供给头46。
在一个实施方式中，提供一种用于在连续浇铸处理中将熔剂输送至模具的方法。在一个实施方式中，所述方法包括：在控制器处接收浇铸处理的处理参数；利用控制器分析处理参数；针对接收的处理参数确定所需的熔剂组合物；并且将供给头连接至各自容纳不同熔剂或者熔剂成分的多个筒仓中的一个或者多个以将所需组合物的熔剂输送至模具。
在另一实施方式中，由熔剂供给器接收的处理参数唯一地构成待浇铸的金属的品级。例如，在连续浇铸设备中铸造钢的品级。当钢品级改变(作为一个实施例)时，工厂控制系统并且指示熔剂供给器系统改变保护渣。合适的筒仓将自动打开并且其他筒仓将关闭，从而允许系统从筒仓抽吸(vacuum)的期望熔剂并且借助分配器施加这些期望熔剂。在另一实施方式中，熔剂供给器系统能够操作成在选取接下来的熔剂之前用尽系统中的熔剂。
在另一实施方式中，熔剂供给器能够接收来自供给器并且来自金属浇铸处理系统的内部信号。例如，熔剂供给器能够接收关于熔剂供给速率以及处理参数的内部信号(例如，从浇铸机的除热率)，这些内部信号当结合时是熔剂性能的良好指标并且能够通过混合熔剂而被实时调整以建立并且维持最佳的平衡。此实施方式还将涉及出筒仓的计量操作与联机混合熔剂的操作。
本发明不限于本文中描述的实施方式，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下变型或者变更。
为了免除疑虑，本发明包括如下文的编号段落(缩写为“段落”)中限定的主题：
段落1.一种用于在连续浇铸处理中将熔剂输送至模具的熔剂供给设备，该设备包括：
供给头，该供给头可选择地连接至多个筒仓，每个筒仓均容纳不同的熔剂或者熔剂成分；
接收器，该接收器用于接收所述浇铸处理的处理参数；以及
控制器，该控制器构造成：
分析所述接收器接收的所述处理参数；
确定关于所接受的处理参数的所需的熔剂组合物；并且
将所述供给头连接至所述多个筒仓中的一个或者多个以将所需的熔剂组合物输送至所述模具。
段落2.根据段落1中所述的熔剂供给设备，其中，所述处理参数包括使用者输入的参数以及检测到的参数。
段落3.根据段落1或者段落2中所述的熔剂供给设备，其中，所述处理参数包括以下的一者或者多者：浇铸的所述金属；浇铸速率/速度；熔剂消耗率；传热率；以及渣温度。
段落4.根据前述段落中任一项所述的熔剂供给设备，其中，所述控制器将所述供给头连接至多个所述筒仓以形成各个熔剂或者熔剂成分的混合物。
段落5.根据前述段落中任一项所述的熔剂供给设备，其中，所述控制器将所述供给头连接至所述筒仓中的一者以将容纳在该筒仓中的所述熔剂输送至所述模具。
段落6.根据前述段落中任一项所述的熔剂供给设备，其中，所述供给头经由多支管以及一个或者多个阀连接至所述筒仓，所述阀将所述筒仓选择性地联接至所述供给头。
段落7.根据段落6中所述的熔剂供给设备，其中，所述一个或者多个阀是计量阀。
段落8.根据前述段落中任一项所述的熔剂供给设备，该熔剂供给设备进一步包括用于确定所述处理参数的一个或者多个传感器，所述一个或者多个传感器连接至所述接收器。
段落9.根据前述段落中任一项所述的熔剂供给设备，该熔剂供给设备进一步包括中间料斗，并且包括用于将保护渣从所述筒仓转运至所述中间料斗的转运设备，其中，所述供给头连接至被构造成接收来自所述中间料斗的熔剂的供给料斗。
段落10.根据段落9中所述的熔剂供给设备，其中，所述转运设备包括用于将熔剂从所述筒仓转运至所述中间料斗的真空装置，并且其中，所述控制器进一步构造成控制所述真空装置的所述操作。
段落11.根据段落9或者段落10中所述的熔剂供给设备，其中，所述转运设备进一步包括阀，该阀能够在当所述真空装置开启时防止保护渣转移至所述中间料斗的第一关闭位置与当所述真空装置关停时允许保护渣转移至所述中间料斗的第二打开位置之间操作。
段落12.根据段落11中所述的熔剂供给设备，其中，所述阀是具有衡重体的挡板阀。
段落13.根据前述段落中任一项所述的熔剂供给设备，该熔剂供给设备进一步包括文丘里泵以将所述熔剂供应至所述供给头。
段落14.一种包括如以上任一段落所述的熔剂供给设备的连续浇铸设备。
段落15.一种用于在连续浇铸处理中将熔剂输送至模具的方法，该方法包括：
在控制器处接收所述浇铸处理的处理参数；
利用所述控制器分析所述处理参数；
针对所述接收的处理参数确定所需的熔剂组合物；并且
将供给头连接至各自容纳不同熔剂或者熔剂成分的多个筒仓中的一个或者多个以将所述所需组合物的熔剂输送至所述模具。
Claims (19)
1.一种用于在连续浇铸处理中将熔剂输送至模具的熔剂供给设备，该熔剂供给设备包括：
多个筒仓，这些筒仓中的每个筒仓均容纳不同的熔剂或者熔剂成分；
接收器，该接收器用于接收所述浇铸处理的处理参数；以及
控制器，该控制器构造成：
分析所述接收器接收的所述处理参数；
确定当前的熔剂组合物是否适合所接收的处理参数；并且
如果所述当前的熔剂组合物不适合所接收的处理参数，则改变来自所述多个筒仓的熔剂或者熔剂成分的输送，以针对所接收的处理参数将所需的熔剂组合物提供至所述模具。
2.根据权利要求1所述的熔剂供给设备，其中，所述处理参数包括使用者输入的参数以及检测到的参数。
3.根据权利要求1或2所述的熔剂供给设备，其中，所述处理参数包括以下的一者或者多者：浇铸的金属的品级；浇铸速率/速度；熔剂消耗率；传热率；渣温度；金属温度；厚度；宽度；剖面尺寸；锥度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的熔剂供给设备，其中，所述控制器选择多个所述筒仓以形成各个熔剂或者熔剂成分的混合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的熔剂供给设备，其中，所述控制器选择所述筒仓中的一个筒仓以将容纳在该筒仓中的所述熔剂输送至所述模具。
6.根据前述权利要求中任一项所述的熔剂供给设备，该熔剂供给设备进一步包括连接至或者能够连接至所述多个筒仓的供给头，其中，所述控制器构造成将来自所述多个筒仓中的一个筒仓或者更多个筒仓的熔剂或者熔剂成分供应给所述供给头，以将所需的熔剂组合物输送至所述模具。
7.根据权利要求6所述的熔剂供给设备，其中，所述供给头经由多支管以及一个或者多个阀连接至所述筒仓，所述阀将所述筒仓选择性地联接至所述供给头。
8.根据权利要求7所述的熔剂供给设备，其中，所述一个或者多个阀是计量阀。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的熔剂供给设备，其中，提供一个或者多个混合装置以在所述供给头之前或者之中混合所述熔剂或者熔剂成分。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的熔剂供给设备，该熔剂供给设备进一步包括中间料斗和用于将保护渣从所述筒仓转运至所述中间料斗的转运设备，其中，所述供给头连接至被构造成接收来自所述中间料斗的熔剂的供给料斗。
11.根据权利要求10所述的熔剂供给设备，其中，所述转运设备包括用于将熔剂从所述筒仓转运至所述中间料斗的真空装置，并且其中，所述控制器进一步构造成控制所述真空装置的操作。
12.根据权利要求10或11所述的熔剂供给设备，其中，所述转运设备进一步包括阀，该阀能够在第一关闭位置与第二打开位置之间操作：在所述第一关闭位置，当所述真空装置开启时防止保护渣转移至所述中间料斗；在所述第二打开位置，当所述真空装置关停时允许保护渣转移至所述中间料斗。
13.根据权利要求12所述的熔剂供给设备，其中，所述阀是具有衡重体的挡板阀。
14.根据前述权利要求中任一项所述的熔剂供给设备，该熔剂供给设备进一步包括文丘里泵以将所述熔剂供应至所述供给头。
15.根据前述权利要求中任一项所述的熔剂供给设备，其中，如果所述当前的熔剂组合物不适合所接收的处理参数，则所述控制器对操作者产生警告。
16.根据权利要求15所述的熔剂供给设备，其中，响应于所述警告，所述操作者指示所述控制器改变来自所述多个筒仓的熔剂或者熔剂成分的输送，以针对所接收的处理参数将所需的熔剂组合物提供至所述模具。
17.根据前述权利要求中任一项所述的熔剂供给设备，该熔剂供给设备进一步包括用于确定所述处理参数的一个或者多个传感器，所述一个或者多个传感器连接至所述接收器。
18.一种包括如以上任一权利要求所述的熔剂供给设备的连续浇铸设备。
19.一种用于在连续浇铸处理中将熔剂输送至模具的方法，该方法包括：
在控制器处接收所述浇铸处理的处理参数；
利用所述控制器分析所述处理参数；
确定从各自容纳不同熔剂或者熔剂成分的多个筒仓被输送至所述模具的当前的熔剂组合物是否适合所接收的处理参数；并且
如果所述当前的熔剂组合物不适合所接收的处理参数，则改变来自所述多个筒仓的熔剂或者熔剂成分的输送，以针对所接收的处理参数将所需的熔剂组合物提供至所述模具。
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