CN108655148A - 铁合金浇注池移动除尘系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铁合金浇注池移动除尘系统及控制方法。包括：移动烟气捕集罩（4），供铁水罐（2）吊入；高低位轨道（7）设置在浇注池（3）两边，高位轨道敷设在通风槽（6）一侧；移动烟气捕集罩（4）下部设置行走机构架（8）设在高低位轨道（7）上方；移动烟气捕集罩（4）罩体上方设抽尘风管（10）、移动通风装置（5），移动烟气捕集罩（4）通过移动通风装置（5）与通风槽（6）连接；电气控制系统，包括PLC控制箱、PLC控制柜；PLC控制箱加装在天车（1）上，PLC控制柜加装在移动烟气捕集罩（4）上，移动烟气捕集罩（4）的行走机构（8）与天车（1）设置为同步连锁状态。本发明实现了浇注过程中烟尘的捕集与处理，为铁合金炉集中浇注池浇注解决了环保问题，使得集中浇注成为可能。

Description

铁合金浇注池移动除尘系统及控制方法

技术领域

本发明属于移动除尘技术领域，具体涉及铁合金浇注池移动除尘系统及控制方法。

背景技术

传统的硅錳电炉浇注为：电炉---铁水罐---分散的多个浇注槽----人工清理（每罐）----人工装车。一罐铁水浇注7、8个浇注槽，每个浇注后，每个浇注槽必须进行人工清理，劳动强度大，浇注后残留废渣多，劳动效率低，环保除尘困难，特别是工人长期在灼热的铸铁旁操作，经常发生安全事故。

现改为：电炉---铁水罐---集中浇注池----多罐浇注后机械清理----机械装车。多罐铁水浇注在一个浇注池，每一罐铁水加水冷却分层，多次浇注后，采用机械集中清理，机械装车， 浇注后几乎不留废渣，劳动效率极大提高，同时避免了人工清理时发生安全事故，减少了人工定员。

集中浇注时，伴随着铁水浇注入浇注池，产生大量烟尘，对周围环境有一定影响,也不利于职工身体健康，必须采取环保措施。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供铁合金浇注池移动除尘系统及控制方法，解决了浇注过程中烟尘的捕集与处理，为铁合金炉集中浇注池浇注解决了环保问题，使得集中浇注成为可能。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了铁合金浇注池移动除尘系统，包括：

移动烟气捕集罩，所述移动烟气捕集罩四面密封，顶部两侧密封，中间留出缝隙，供铁水罐吊入；

通风槽，所述通风槽设置在浇注池任一边；

高低位轨道，设置在浇注池两边，高位轨道敷设在通风槽一侧；

所述移动烟气捕集罩下部设置行走机构架设在高低位轨道上方；

天车，位于移动烟气捕集罩上方，所述天车用于将铁水罐吊入移动烟气捕集罩；

所述移动烟气捕集罩罩体上方设抽尘风管、移动通风装置，移动烟气捕集罩通过抽尘风管与移动通风装置连通，移动烟气捕集罩通过移动通风装置与通风槽连接；

电气控制系统，包括PLC控制箱、PLC控制柜；

所述PLC控制箱加装在天车上，用来控制天车的移动；

所述PLC控制柜加装在移动烟气捕集罩上，用来控制移动烟气捕集罩的移动；

移动烟气捕集罩的行走机构与天车设置为同步连锁状态；

在天车上安装速度检测传感器，检测天车车轮的转速；

移动烟气捕集罩上安装速度检测传感器，检测移动烟气捕集罩的行走机构车轮的转速；

在PLC控制箱、PLC控制柜内设置变送器，通过变送器将检测到的速度变为脉冲信号。

根据本发明实施例，在所述移动烟气捕集罩上方缝隙两侧设吹吸式气幕，用于密封移动烟气捕集罩中间的敞口。

根据本发明实施例，所述通风槽上方设置覆盖皮带，移动通风装置上设置滚动装置，所述覆盖皮带通过移动通风装置上的滚动装置，使得移动通风装置与通风槽移动连通。

根据本发明实施例，所述覆盖皮带两侧设置拉紧装置，用于覆盖皮带的压紧密封及纠偏。

根据本发明实施例，所述PLC控制箱、PLC控制柜旁安装挡板，并在PLC控制箱、PLC控制柜内设置通风风机。

根据本发明实施例，所述PLC控制箱、PLC控制柜内设置无线数传电台，速度脉冲信号的传输采用无线数传电台的形式进行无线信号传送。

按照本发明的另一个方面，提供了铁合金浇注池移动除尘系统的控制方法，通过在天车和烟气捕集罩上加装电的气控制系统，实现天车进行浇注时，烟气捕集罩自动追随天车移动；天车、烟气捕集罩同步运行的具体控制步骤如下：

（1）速度检测，天车上安装的速度检测传感器检测天车车轮的转速，通过变送器将检测到的信号转换为脉冲信号，同样在烟气捕集罩上安装的速度检测传感器检测烟气捕集罩车轮的转速，通过变送器将检测到的速度变为脉冲信号；

（2）无线传送和距离转换，通过无线传送，将天车和烟气捕集罩的脉冲信号互相传送到各自的PLC，通过PLC程序将传送过来脉冲信号分别转换成单位脉冲移动距离；

（3）距离比较及速度控制，通过实时比较天车和烟气捕集罩的行驶距离，来实时控制天车和烟气捕集罩的加减速；当判断天车超过烟气捕集罩时，天车开始减速，烟气捕集罩开始加速；当判断烟气捕集罩超过天车时，天车开始加速，烟气捕集罩开始减速，从而达到天车、烟气捕集罩同步运行。

根据本发明实施例，铁合金浇注池移动除尘系统的控制方法，还包括：

（4）归零，设置几处“归零”点，安装在天车、烟气捕集罩垂直方向上，通过检测天车、烟气捕集罩从“归零”点处经过时间，来消除长时间运行后，天车、烟气捕集罩长时间移动产生的误差。

根据本发明实施例，铁合金浇注池移动除尘系统的控制方法，还包括：

（5）保护，设置几处限位开关，分别安装在天车和烟气捕集罩的轨道边，用来判断天车和烟气捕集罩的行驶方向，同时保护天车、烟气捕集罩在同步时不会移动到危险的地方。

根据本发明实施例，所述步骤（2）单位脉冲移动的距离，根据公式计算，设轮子半径为R，每秒产生的脉冲数为n，1r/min=2πR/60 m/s 单位脉冲移动的距离：2πR/60n。

本发明的有益技术效果是：（1）集中浇注及移动烟气捕集：多罐铁水集中浇注在一个浇注池内，由一个抽风大罩捕集烟气；烟气捕集罩移动通风与移动抽尘；（2）烟气移动捕集罩伴随铁水罐同步移动抽尘，烟气通过移动通风技术不定点移动抽风；（3）烟气捕集罩与吊挂铁水罐天车的同步连锁运行通过电气设计，实现烟气移动罩与天车的连锁同步运行；（4）实现了浇注过程中烟尘的捕集与处理，为铁合金炉集中浇注池浇注解决了环保问题，使得集中浇注成为可能。

附图说明

图1是铁合金浇注池浇注示意图。

图2是铁合金浇注池移动除尘系统示意图。

图3是铁合金浇注池移动除尘系统主视图。

图4是移动通风装置与通风槽的连接图。

图5是拉紧装置A边结构图。

图6是铁合金浇注池移动除尘系统的控制方法流程图。

图中：1-天车；2-铁水罐；3-浇注池；4-移动烟气捕集罩；5-移动通风装置；6-通风槽；7-高低位轨道；8-行走机构；9-覆盖皮带；10-抽尘风管；11-滚动装置；12-拉紧装置；13-固定钢筋；14-拉杆；15-弹簧；16-角钢；17-调整螺；18-底板。

具体实施方式

下面结合工程实例和附图对本发明做进一步地说明。

如图1所示，鄂尔多斯电冶厂45000KVA硅冶炼炉，冶炼产生的铁水，经铁水罐2注入浇注池3。但浇注过程中产生大量的烟尘, 对周围环境有一定影响, 也不利于职工身体健康，必须采取环保措施。

鄂尔多斯电冶集团决定对该烟尘进行治理，在现有浇注池3增设除尘罩，对生产时的烟气进行捕集，利用原有冶炼电炉除尘器进行处理，达标后排入大气。

车间原有电炉2座，分别配一套布袋除尘系统，处理风量500000m3/h，其中，电炉出铁口设计除尘罩抽风量为170000m3/h，为电炉出铁水时使用，其余时候关闭，而电炉出铁水与铁水浇注使用同一铁水罐2，其使用时间为交错使用。因此，浇注时可以利用此时的除尘系统。

浇注池3的尺寸为10000 x 8000mm，钢水浇入浇注池3。根据生产的要求，烟尘捕集将烟气引入除尘器，与出铁口铁水罐2位罩交替使用，可以不增设新的除尘器而解决浇注时产生的烟气。

如图2所示，铁合金浇注池移动除尘系统，包括：

移动烟气捕集罩4，所述移动烟气捕集罩4四面密封，顶部两侧密封，中间留出缝隙，供铁水罐2吊入；

通风槽6，所述通风槽6设置在浇注池3任一边；

高低位轨道7，设置在浇注3两边，高位轨道敷设在通风槽6一侧；

所述移动烟气捕集罩4下部设置行走机构架8设在高低位轨道7上方；

天车1，位于移动烟气捕集罩4上方，所述天车1用于将铁水罐2吊入移动烟气捕集罩4；

所述移动烟气捕集罩4罩体上方设抽尘风管10、移动通风装置5，移动烟气捕集罩4通过抽尘风管9与移动通风装置5连通，移动烟气捕集罩4通过移动通风装置5与通风槽6连接；

电气控制系统，包括PLC控制箱、PLC控制柜；

所述PLC控制箱加装在天车1上，用来控制天车1的移动；

所述PLC控制柜加装在移动烟气捕集罩4上，用来控制移动烟气捕集罩4的移动；

移动烟气捕集罩4的行走机构8与天车1设置为同步连锁状态；

在天车1上安装速度检测传感器，检测天车车轮的转速；

移动烟气捕集罩4上安装速度检测传感器，检测移动烟气捕集罩4的行走机构8车轮的转速；

在PLC控制箱、PLC控制柜内设置变送器，通过变送器将检测到的速度变为脉冲信号。

所述移动烟气捕集罩4上方缝隙两侧设吹吸式气幕，用于密封移动烟气捕集罩4中间的敞口；以达到控制罩内烟气流场方向和防止烟气逃逸。

铁合金浇注池移动除尘系统工作原理：移动烟气捕集罩4架设在高低位轨道间，浇注池3上方，四面密封，顶部两侧密封，中间留出缝隙，供铁水罐2吊入；移动烟气捕集罩4罩沿车间长度方向行走，可以供车间内多个浇注池的烟气捕集；移动烟气捕集罩4罩体上方设抽尘风管9，由专用的在通风槽6上的移动通风装置5与通风槽6连接，实现与抽尘风管9的抽风。

铁水罐2由移动烟气捕集罩4的上方由车间天车1吊入，移动烟气捕集罩4的行走机构8与天车1大车设置为同步连锁状态，浇注时，铁水罐2前后移动，移动烟气捕集罩4与天车1一起前后移动，始终与铁水罐2同步，这样保证了铁水罐2任意位置时的烟气捕集。

如图3、图4所示，所述通风槽6上方设置覆盖皮带9，移动通风装置5上设置滚动装置11，所述覆盖皮带9通过移动通风装置5上的滚动装置11，使得移动通风装置5与通风槽6移动连通；所述覆盖皮带9两侧设置拉紧装置12，用于覆盖皮带9的压紧密封及纠偏。

图4中拉紧装置12的A边结构图5所示，拉紧装置12的A边结构包括固定钢筋13、拉杆14、弹簧15，固定钢筋13连接拉杆14，弹簧15穿过拉杆14，弹簧15的两边设置角钢16，用调整螺母17紧固，角钢16设置在底板18上。

图4中拉紧装置12的B边结构为滑动结构，滑动结构下部设置配重，如重锤。

所述PLC控制箱、PLC控制柜旁安装挡板，并在PLC控制箱、PLC控制柜内设置通风风机。

所述PLC控制箱、PLC控制柜内设置无线数传电台，速度脉冲信号的传输采用无线数传电台的形式进行无线信号传送。

经过加装铁合金浇注池移动除尘系统以后，极大的改善了车间的烟尘情况，使车间的工作环境得到了很好的改善。

如图6所示，铁合金浇注池移动除尘系统电气控制方法流程。

为了实现移动除尘系统运行时，移动烟气捕集罩4可以跟随天车1一起移动。通过在天车1和移动烟气捕集罩4上加装电气控制系统，从而能够实现天车1进行浇注时，移动烟气捕集罩4不用人工操作能够自动追随天车1移动。

为了更加准确的使天车1和移动烟气捕集罩4同步运行，而为了安全，操作工只用控制天车1，移动烟气捕集罩4跟随天车1自动运行。而为了防止天车1、移动烟气捕集罩4移动时，天车1大小钩钢丝绳碰撞移动烟气捕集罩4，导致钢水罐2倾斜发生危险，天车1和移动烟气捕集罩4需完全分离。天车1、移动烟气捕集罩4由于是分离的，因而需要通过无线传输将信号互相传送。当天车1进行浇注作业时，移动烟气捕集罩4全程跟随一起移动，从而可以很好的捕集浇注时产生的大量高温烟气。

为了更好的捕集浇注时产生的大量高温烟气，移动烟气捕集罩4上开口应该尽可能的小，而同时又不能在浇注作业时，让天车1大小钩钢丝绳触碰到移动烟气捕集罩4任何部位，导致发生危险。天车1在进行浇注作业时，钢水罐2加上里面的钢水重量高达几吨，而浇注时离行车顶部高达十多米，因而天车1移动时不能大范围的变换车速，即不能刹车只能靠惯性慢慢减速。另外由于天车1浇注时开始的重量大，而随着浇注的过程重量慢慢减小，导致天车1的载重不断发生变化，天车1的惯性也同样随之发生变化。移动烟气捕集罩4本身为了更好的捕集烟气，移动烟气捕集罩4容积达1500m³，而为了保护移动烟气捕集罩4不会被高温烟气及高温钢水辐射热破坏，移动烟气捕集罩4内外加装隔热层，外加通风管道电气设备等，整个移动烟气捕集罩4重量高达几吨。另外由于烟气捕集罩高9米，采用的钢架结构，同样不能大范围的变换车速，即不能刹车只能靠惯性慢慢减速。这就要求移动烟气捕集罩4和天车1精准同步，同时又不能通过刹车或者反向变换速度来完成。一般国内跟踪采用的大多是速度同步，从而来达到同步的效果。而使用速度同步在本系统中不适用，由于巨大的惯性存在，而天车1与移动烟气捕集罩4由于质量不同、惯性也相应不同，同时天车1的惯性还在不断改变中。使用速度同步，天车与烟气捕集罩的运行误差会越来越大，需要不停的校正。而浇注池3附近温度极高（平时温度达90℃左右，而热辐射温度可达几百度），环境极其恶劣不适宜采用太多的校正点。因此本系统采用行驶距离追踪。

电气控制部分分为两个部分，天车1控制部分，移动烟气捕集罩4控制部分。在天车1上加装一台控制箱，用来控制天车1的移动，在移动烟气捕集罩4上加装一台控制柜，用来控制烟气捕集罩的移动。

一、速度检测：浇注车间环境极其恶劣，环境内又有各种遮挡，并且四周充满高温、辐射烟尘等；不能采用一般的光电传感器。经过多种传感器比较，最后决定采用转速传感器来检测天车和烟气捕集罩的运行速度。转速传感器是通指测轮子的旋转速度，这种检测方式抗干扰强，对环境要求不高，可以很好的在浇注车间那种恶劣的环境下工作。

在天车1上安装速度检测传感器，检测天车车轮的转速；通过变送器将检测到的信号转换为脉冲信号；同样在烟气捕集罩上安装速度检测传感器，检测烟气捕集罩车轮的转速，通过变送器将检测到的速度变为脉冲信号。

二、无线传送和距离转换：由于系统处于浇注车间，现场环境极其恶劣，充满了高温、热辐射以及烟尘。对于信号传送极其的不友好。需要选择一种使用稳定、对恶劣环境能够很好适应，并且信号传播距离远。经过多种无线传送方式比较，最后决定采用无线数传电台的形式进行无线信号传送。

无线数传电台是指借助DSP 技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。它可以提供某些特殊条件下专网中监控信号的实时、可靠的数据传输。

天车1、移动烟气捕集罩4上分别安装PLC控制柜。天车上的PLC控制柜安放在天车驾驶室内；移动烟气捕集罩4上的PLC控制柜安放在烟气捕集罩上。为避免直接热辐射，PLC控制柜旁安装挡板，并在PLC控制柜内设置通风风机以及进行防尘处理；PLC控制柜内设置无线数传电台。通过无线传送，将天车和烟气捕集罩的脉冲信号互相传送到各自的PLC，通过PLC程序将传送过来脉冲信号分别转换成移动距离。

设轮子半径为R，每秒产生的脉冲数为n，根据公式可以计算。

1r/min=2πR/60 m/s 单位脉冲移动的距离：2πR/60n。

三、距离比较及速度控制：通过实时比较天车1和移动烟气捕集罩4的行驶距离，来实时控制天车1和移动烟气捕集罩4的加减速。当判断天车1超过移动烟气捕集罩4时，天车1开始减速，移动烟气捕集罩4开始加速；当判断移动烟气捕集罩4超过天车1时，天车1开始加速，移动烟气捕集罩4开始减速。从而达到天车1、烟气捕集罩同步运行。

四、归零及保护：设置几处“归零”点，安装在天车1、移动烟气捕集罩4垂直方向上。

通过检测天车1、移动烟气捕集罩4从“归零”点处经过时间，来消除长时间运行后，天车1、移动烟气捕集罩4长时间移动产生的误差。另外设置几处限位开关，分别安装在天车1和移动烟气捕集罩4的轨道边。用来判断天车1和移动烟气捕集罩4的行驶方向，同时也可以保护天,1、移动烟气捕集罩4在同步时不会移动到危险的地方。

Claims (10)

1.铁合金浇注池移动除尘系统，其特征在于包括：

移动烟气捕集罩（4），所述移动烟气捕集罩（4）四面密封，顶部两侧密封，中间留出缝隙，供铁水罐（2）吊入；

通风槽（6），所述通风槽（6）设置在浇注池（3）任一边；

高低位轨道（7），设置在浇注池（3）两边，高位轨道敷设在通风槽（6）一侧；

所述移动烟气捕集罩（4）下部设置行走机构架（8）设在高低位轨道（7）上方；

天车（1），位于移动烟气捕集罩（4）上方，所述天车（1）用于将铁水罐（2）吊入移动烟气捕集罩（4）；

所述移动烟气捕集罩（4）罩体上方设抽尘风管（10）、移动通风装置（5），移动烟气捕集罩（4）通过抽尘风管（9）与移动通风装置（5）连通，移动烟气捕集罩（4）通过移动通风装置（5）与通风槽（6）连接；

电气控制系统，包括PLC控制箱、PLC控制柜；

所述PLC控制箱加装在天车（1）上，用来控制天车（1）的移动；

所述PLC控制柜加装在移动烟气捕集罩（4）上，用来控制移动烟气捕集罩（4）的移动；

移动烟气捕集罩（4）的行走机构（8）与天车（1）设置为同步连锁状态；

在天车（1）上安装速度检测传感器，检测天车车轮的转速；

移动烟气捕集罩（4）上安装速度检测传感器，检测移动烟气捕集罩（4）的行走机构（8）车轮的转速；

在PLC控制箱、PLC控制柜内设置变送器，通过变送器将检测到的速度变为脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的铁合金浇注池移动除尘系统，其特征在于在所述移动烟气捕集罩（4）上方缝隙两侧设吹吸式气幕，用于密封移动烟气捕集罩（4）中间的敞口。

3.根据权利要求1所述的铁合金浇注池移动除尘系统，其特征在于所述通风槽（6）上方设置覆盖皮带（9），移动通风装置（5）上设置滚动装置（11），所述覆盖皮带（9）通过移动通风装置（5）上的滚动装置（11），使得移动通风装置（5）与通风槽（6）移动连通。

4.根据权利要求3所述的铁合金浇注池移动除尘系统，其特征在于所述覆盖皮带（9）两侧设置拉紧装置（12），用于覆盖皮带（9）的压紧密封及纠偏。

5.根据权利要求1所述的铁合金浇注池移动除尘系统，其特征在于所述PLC控制箱、PLC控制柜旁安装挡板，并在PLC控制箱、PLC控制柜内设置通风风机。

6.根据权利要求1所述的铁合金浇注池移动除尘系统，其特征在于所述PLC控制箱、PLC控制柜内设置无线数传电台，速度脉冲信号的传输采用无线数传电台的形式进行无线信号传送。

7.采用权利要求1-6任一项所述的铁合金浇注池移动除尘系统的控制方法，其特征是通过在天车（1）和移动烟气捕集罩（4）上加装电的气控制系统，实现天车（1）进行浇注时，移动烟气捕集罩（4）自动追随天车移动；天车（1）移动烟气捕集罩（4）同步运行的具体控制步骤如下：

（1）速度检测，天车（1）上安装的速度检测传感器检测天车车轮的转速，通过变送器将检测到的信号转换为脉冲信号，同样在移动烟气捕集罩（4）上安装的速度检测传感器检测移动烟气捕集罩（4）车轮的转速，通过变送器将检测到的速度变为脉冲信号；

（2）无线传送和距离转换，通过无线传送，将天车（1）和移动烟气捕集罩（4）的脉冲信号互相传送到各自的PLC，通过PLC程序将传送过来脉冲信号分别转换成单位脉冲移动距离；

（3）距离比较及速度控制，通过实时比较天车（1）和移动烟气捕集罩（4）的行驶距离，来实时控制天车和移动烟气捕集罩（4）的加减速；当判断天车（1）超过移动烟气捕集罩（4）时，天车（1）开始减速，移动烟气捕集罩（4）开始加速；当判断移动烟气捕集罩（4）超过天车（1）时，天车（1）开始加速，移动烟气捕集罩（4）开始减速，从而达到天车（1）、移动烟气捕集罩（4）同步运行。

8.根据权利要求7所述的铁合金浇注池移动除尘系统的控制方法，其特征在于还包括：

（4）归零，设置 “归零”点，安装在天车（1）、移动烟气捕集罩（4）垂直方向上，通过检测天车（1）、移动烟气捕集罩（4）从“归零”点处经过时间，来消除长时间运行后，天车（1）、移动烟气捕集罩（4）长时间移动产生的误差。

9.根据权利要求7所述的铁合金浇注池移动除尘系统的控制方法，其特征在于还包括：

（5）保护，设置限位开关，分别安装在天车（1）和移动烟气捕集罩（4）的轨道边，用来判断天车（1）和移动烟气捕集罩（4）的行驶方向，同时保护天车（1）、移动烟气捕集罩（4）在同步时不会移动到危险的地方。

10. 根据权利要求7所述的铁合金浇注池移动除尘系统的控制方法，其特征在于所述步骤（2）单位脉冲移动的距离，根据公式计算，设轮子半径为R，每秒产生的脉冲数为n，1r/min=2πR/60 m/s 单位脉冲移动的距离：2πR/60n。