CN109055660B - 一种能精准控制芯料成分的包芯线生产装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，包括依次水平设置的带钢盘、包芯线成型装置、收线盘，所述包芯线成型装置包括机座，所述机座由带钢盘到收线盘方向依次设有钢带理顺辊、钢带轧槽辊、第一轧槽成型辊、第二轧槽成型辊、第三轧槽成型辊、芯料落料装置、第四轧槽成型辊、轧槽封口辊、轧槽咬边辊、第一咬边成型辊、第二咬边成型辊、第三咬边成型辊、第四咬边成型辊、第五咬边成型辊、第一芯线定径辊、第二芯线定径辊、第一芯线加力辊、第三芯线定径辊、第二芯线加力辊；芯料落料装置包括多个设置在机座上的台秤式螺旋失重秤，台秤式螺旋失重秤的下料管位于钢带的正上方。

Description

一种能精准控制芯料成分的包芯线生产装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及铸造材料领域，具体的说是一种能精准控制芯料成分的包芯线生产装置及其控制方法。

背景技术

包芯线由带形钢带包卷合金颗粒、粉末而成，缠绕外观类似线圈，包芯线在我国的生产和应用研究始于上个世纪八十年代末，三十年来通过炼钢、铸造工作者的共同努力，包芯线技术及其在钢包冶金和铸铁球化、孕育处理中取得了较快的发展和良好的效果。包芯线主要应用于孕育、炉外精炼、特殊元素合金化三个方面。包芯线在炼钢生产中，主要应用于钢水的脱硫、脱氧、合金化、微合金化、钢中夹杂物变性和连铸钢的钙处理。在铸铁工业中，主要应用于铸铁的合金化、脱S处理、孕育和球化处理中。

传统的包芯线芯料制备方法多数采用熔配法，按照芯料成分配制原料，放入电炉中熔融后，浇铸到合金模锭中冷却成型后分级破碎；并且传统的芯料依靠重力下溜到给料漏斗中，易出现喂料不匀现象：各单位长度（m）之间的芯线重量偏差大，超标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，包括依次水平设置的带钢盘、包芯线成型装置、收线盘，所述包芯线成型装置包括机座，所述机座由带钢盘到收线盘方向依次设有钢带理顺辊、钢带轧槽辊、第一轧槽成型辊、第二轧槽成型辊、第三轧槽成型辊、芯料落料装置、第四轧槽成型辊、轧槽封口辊、轧槽咬边辊、第一咬边成型辊、第二咬边成型辊、第三咬边成型辊、第四咬边成型辊、第五咬边成型辊、第一芯线定径辊、第二芯线定径辊、第一芯线加力辊、第三芯线定径辊、第二芯线加力辊；

芯料落料装置包括多个设置在机座上的台秤式螺旋失重秤，台秤式螺旋失重秤的下料管位于钢带的正上方；

包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.25mm-0.6mm，宽45mm-55mm冷轧钢带，选择芯料粒度为0-2mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘的驱动力下，钢带以20-60m/min的速度运动，当所需制得的包芯线成分为25%的镁、50%的硅、25%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤的喂料速度比为：1:1:2:1；当所需制得的包芯线成分为30%的镁、50%的硅、20%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤的喂料速度比为：5:6:10:4；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为圆形或矩型。

前述的能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，芯线的截面为圆形时其直接为Φ7-Φ16mm，当截面为矩形时其长尺寸为7-10mm，宽尺寸为10-16mm。

前述的能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，当所需制得的包芯线成分为25%的镁、50%的硅、25%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤的喂料速度比为：1:1:2:1；

包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.25mm，宽45mm冷轧钢带，选择芯料粒度为0.3mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘的驱动力下，钢带以20m/min的速度运动，且具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤的喂料速度分别为20m/min、40m/min、20m/min；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为圆形。

前述的能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，当所需制得的包芯线成分为30%的镁、50%的硅、20%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤的喂料速度比为：5:6:10:4；

包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.6mm，宽55mm冷轧钢带，选择芯料粒度为2mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘的驱动力下，钢带以60m/min的速度运动，分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤的喂料速度为72m/min、120m/min、48m/min；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为矩型。

前述的能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，当所需制得的包芯线成分为25%的镁、50%的硅、25%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤的喂料速度比为：1:1:2:1；

包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.5mm，宽50mm冷轧钢带，选择芯料粒度为1.5mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘的驱动力下，钢带以40m/min的速度运动，；当所需制得的包芯线成分为30%的镁、50%的硅、20%的铁时，分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤的喂料速度为40m/min、80m/min、40m/min；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为圆形。

本发明的有益效果：

1、将台秤式螺旋失重秤引用到包芯线的制备工艺中，将秤量斗及给料机构作为整个秤体，通过仪表不停对秤体进行重量信号的采样，计算出重量在单位时间的变化比率作为瞬时流量，这个流量的获取非常重要，是失重秤能否准确计量的基础，通过仪表的内部算法，进行逼近目标流量的控制运算，速度快，精准度高，效率高；从原理上可以看出它不受秤体与给料机构的机械变化影响，它只是计算重量差值（差重），与传统动态计量手段相比，其优点是不言而喻的，对于控制对象为流量（t/h ,kg/min ），而且物料可输送性好，计量精度要求高时，采用失重法计量可以作为一种最佳方案；

失重秤工作时，料仓的测量实际在静态下完成的，根据两个工作状态测得两个重量差值算出流量。差值与流量给定值误差还可在下一个周期内进行补偿，并且这两个重量测量时间在几分钟内完成，不受传感器零点漂移和温度漂移等影响。因此可获得相当高的计量精度，系统计量精度可达到0.5%。

2、全封闭不锈钢结构，适合各种恶劣现场；设备系统全部为钢质，一般采用不锈钢，适用环境条件较差的场合，并且具有坚固耐用、维护量小、不怕高温物料等特点。很多企业是耗电大户，因此如何节约能源，也是一个很重要的课题。由于失重秤采用了全封闭结构，配料过程中不产生粉尘，省去除尘装置，结构简单，无须配皮带秤等配套，既节省了设备投资，又节约了电能，提高了生产效率，。

3、本发明适合于对已有包芯线机组的升级改造，投入资金不多。提高喂料的准确性、稳定性及可靠性，能够大幅提升工厂的运营效率，减少工人的劳动强度。颠覆了传统配料模式。

4、实现精准给料。采用多个台秤式螺旋失重秤计量给料，实现每种原材料按配方精准给料。通过台秤式螺旋失重秤按照所需比例将各种芯料，直接输送到包芯线钢带上，能够做到每米芯料重量误差为±1克，而目前国际先进企业能够做到每米芯料重量误差为±3克。如特别重要的是：在制备高镁球化剂时能使包芯线芯料的镁含量准确，误差极小。这对于用户精准控制包芯线加入量，提高球化、孕育效果尤显优越。

5、台秤式螺旋失重秤用于包芯线制备为发明人首创，产生了意想不到的效果。台秤式螺旋失重秤主体设备结构比较简单，料流系统密闭，没有漏料扬尘问题，对物料性质变化和环境适应性很强，计量精度高，运行可靠，维护工作量较少。

6、节能环保，降低成本。无需熔配原料，减少了熔配过程的电耗，环境污染，，原料不会产生高温氧化，特别是制备高镁球化剂包芯线时不会增加氧化镁的含量，芯料不熔配直接加入，节能环保，降低成本。平均制备每吨包芯线可节约电能1000-1280度。

7、本发明中钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤的喂料速度比为：5:6:10:4或1:1:2:1、该比例关系是本申请人经过长期计算和实验得出的结果，并不是单纯的通过有限的实验就能得出，能够保证生产的稳定性和可靠性，同时能够提高包芯线的质量；同时包芯线生产装置科学合理，带钢依次通过钢带理顺辊、第一钢带轧槽辊、第二轧槽成型辊、第三轧槽成型辊、芯料落料装置、第四轧槽成型辊、轧槽封口辊、轧槽咬边辊、第一咬边成型辊、第二咬边成型辊、第三咬边成型辊、第四咬边成型辊、第一芯线定径辊、第二芯线定径辊、第一芯线加力辊、第三芯线定径辊、第二芯线加力辊，这样不仅能够增加设备的稳定性，而且布局合理，生产效率高，整个设备体积小，占用空间少，节约成本。

附图说明

图1为本发明中结构示意图；

其中：1-带钢盘，2-收线盘，3-机座，4-钢带理顺辊，5-第一钢带轧槽辊，6-第一轧槽成型辊，7-第二轧槽成型辊，8-第三轧槽成型辊，9-第四轧槽成型辊，10-轧槽封口辊，11-轧槽咬边辊，12-第一咬边成型辊，13-第二咬边成型辊，14-第三咬边成型辊，15-第四咬边成型辊，16-第五咬边成型辊，17-第一芯线定径辊，18-第二芯线定径辊，19-第一芯线加力辊，20-第三芯线定径辊，21-第二芯线加力辊，22-台秤式螺旋失重秤。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以下所使用的装置均为现有产品，能够直接采购而得, 包芯线成型装置中的槽成型辊、轧槽咬边辊等均由电机驱动其转动；

实施例1

本实施例提供的一种能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，包括依次水平设置的带钢盘1、包芯线成型装置、收线盘2，所述包芯线成型装置包括机座3，所述机座3由带钢盘1到收线盘2方向依次设有钢带理顺辊4、钢带轧槽辊5、第一轧槽成型辊6、第二轧槽成型辊7、第三轧槽成型辊8、芯料落料装置、第四轧槽成型辊9、轧槽封口辊10、轧槽咬边辊11、第一咬边成型辊12、第二咬边成型辊13、第三咬边成型辊14、第四咬边成型辊15、第五咬边成型辊16、第一芯线定径辊17、第二芯线定径辊18、第一芯线加力辊19、第三芯线定径辊20、第二芯线加力辊21；

芯料落料装置包括三个设置在机座3上的台秤式螺旋失重秤22，台秤式螺旋失重秤22的下料管位于钢带的正上方；

当所需制得的包芯线成分为25%的镁、50%的硅、25%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤22的喂料速度比为：1:1:2:1；

包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.25mm，宽45mm冷轧钢带，选择芯料粒度为0.3mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤22中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘2的驱动力下，钢带以20m/min的速度运动，且具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤22的喂料速度分别为20m/min、40m/min、20m/min；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为圆形，芯线的截面为圆形时其直接为Φ12mm。

实施例2

本实施例提供的一种能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，其结构与实施例1的结构相同，其中当所需制得的包芯线成分为25%的镁、50%的硅、25%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤22的喂料速度比为：1:1:2:1；

包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.5mm，宽50mm冷轧钢带，选择芯料粒度为1.5mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤22中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘2的驱动力下，钢带以40m/min的速度运动，；当所需制得的包芯线成分为30%的镁、50%的硅、20%的铁时，分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤22的喂料速度为40m/min、80m/min、40m/min；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为圆形，芯线的截面为圆形时其直接为Φ7mm。

实施例3

本实施例提供的一种能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，其结构与实施例1的结构相同，其中当所需制得的包芯线成分为30%的镁、50%的硅、20%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤22的喂料速度比为：5:6:10:4；

包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.6mm，宽55mm冷轧钢带，选择芯料粒度为2mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤22中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘2的驱动力下，钢带以60m/min的速度运动，分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤22的喂料速度为72m/min、120m/min、48m/min；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为矩型，长尺寸为10mm，宽尺寸为16mm。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种包芯线的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：先准备厚度为0.25mm-0.6mm，宽45mm-55mm冷轧钢带，选择芯料粒度为0-2mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤（22）中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘（2）的驱动力下，钢带以20-60m/min的速度运动，当所需制得的包芯线成分为25%的镁、50%的硅、25%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤（22）的喂料速度比为：1:1:2:1；当所需制得的包芯线成分为30%的镁、50%的硅、20%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤（22）的喂料速度比为：5:6:10:4；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为圆形或矩型；

其中，能精准控制芯料成分的包芯线生产装置，包括依次水平设置的带钢盘（1）、包芯线成型装置、收线盘（2），所述包芯线成型装置包括机座（3），所述机座（3）由带钢盘（1）到收线盘（2）方向依次设有钢带理顺辊（4）、钢带轧槽辊（5）、第一轧槽成型辊（6）、第二轧槽成型辊（7）、第三轧槽成型辊（8）、芯料落料装置、第四轧槽成型辊（9）、轧槽封口辊（10）、轧槽咬边辊（11）、第一咬边成型辊（12）、第二咬边成型辊（13）、第三咬边成型辊（14）、第四咬边成型辊（15）、第五咬边成型辊（16）、第一芯线定径辊（17）、第二芯线定径辊（18）、第一芯线加力辊（19）、第三芯线定径辊（20）、第二芯线加力辊（21）；

所述芯料落料装置包括多个设置在机座（3）上的台秤式螺旋失重秤（22），所述台秤式螺旋失重秤（22）的下料管位于钢带的正上方。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述芯线的截面为圆形时其直接为Φ7-Φ16mm，当截面为矩形时其长尺寸为7-10mm，宽尺寸为10-16mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当所需制得的包芯线成分为25%的镁、50%的硅、25%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤（22）的喂料速度比为：1:1:2:1；

所述包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.25mm，宽45mm冷轧钢带，选择芯料粒度为0.3mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤（22）中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘（2）的驱动力下，钢带以20m/min的速度运动，且具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤（22）的喂料速度分别为20m/min、40m/min、20m/min；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为圆形。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当所需制得的包芯线成分为30%的镁、50%的硅、20%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤（22）的喂料速度比为：5:6:10:4；

所述包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.6mm，宽55mm冷轧钢带，选择芯料粒度为2mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤（22）中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘（2）的驱动力下，钢带以60m/min的速度运动，分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤（22）的喂料速度为72m/min、120m/min、48m/min；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为矩型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当所需制得的包芯线成分为25%的镁、50%的硅、25%的铁时，钢带、分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤（22）的喂料速度比为：1:1:2:1；

所述包芯线生产装置的控制方法按以下步骤进行：

步骤1：先准备厚度为0.5mm，宽50mm冷轧钢带，选择芯料粒度为1.5mm的原材料，然后根据所需制得的芯料成分进行计算，将相应的原材料分别放入对应的台秤式螺旋失重秤（22）中；

步骤2：然后启动设备，在包芯线成型装置和收线盘（2）的驱动力下，钢带以40m/min的速度运动，当所需制得的包芯线成分为30%的镁、50%的硅、20%的铁时，分别具有镁、硅、铁芯料的台秤式螺旋失重秤（22）的喂料速度为40m/min、80m/min、40m/min；

步骤3：然后冷轧钢带在包芯线成型装置中逐步成型，且包芯线的截面为圆形。