CN110142384A - 大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，熔化炉为大容量真空熔化炉；稳流包的底端对应安装有稳流包称重装置，稳流包称重装置与熔化炉之间电连接有控制熔化炉的出水口倾角状态的稳流包称重闭环控制系统，稳流包内对应稳流包的底注出水口可拆卸安装有稳流包塞杆；喷嘴包为高液位喷嘴包，喷嘴包内对应喷嘴包的出水口可拆卸安装有喷嘴包塞杆；喷嘴包内设置有喷嘴包液面测量装置，喷嘴包液面测量装置与稳流包塞杆之间电连接有控制稳流包的出水口启闭状态的喷嘴包恒液位闭环控制系统，大容量真空熔化炉与稳流包置于可抽真空的封闭室内；本发明结构简单、设计合理、生产效率高、可有效提高纳米晶带材单次喷带产量。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米晶喷带装置，尤其涉及一种大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置。
背景技术
铁基纳米晶带材以其优良的软磁特性被人们称为性价比最高的软磁材料，特别是厚度低于20um以下的纳米晶薄带，涡流损耗低，以其优良的高频特性备受青睐。对于宽度60mm以上的铁基纳米晶宽带更是作为磁屏蔽与手机无线充铁芯的首选材料。随着科技的发展与带材生产工艺的改进，当前国内工业上批量获取纳米晶薄带的方法为压力喷带方式。通过恒压力控制，使得的喷嘴处的压力保持恒定，进而得到高密度、且厚度较为一致的纳米晶带材。
目前纳米晶带材生产线较为一致的做法是：将母合金熔化除渣后，通过浇钢导流槽将熔化的铁水一次性浇进喷嘴包中；然后将喷嘴包密封并充入惰性气体，喷嘴包底部设置窄缝喷嘴，喷包内的高温铁水通过喷嘴缝喷射至高速旋转的冷却结晶器上，在离心力的作用下甩带成型，因此纳米晶喷带机也被称为甩带机，由于可以通过调整喷嘴包内部气压间接调整喷嘴处压力恒定，使得带材密度均一，该喷带方式被称为纳米晶压力喷带。
但由于喷包容积的限制，目前铁基纳米晶压力喷带一次性最大吨位不超过200kg。特别在铁基纳米晶超宽超薄带的批量生产上，由于喷嘴包容积的限制，难以实现大批量生产，目前这已成为限制铁基纳米晶带材大批量连续生产的瓶颈。而大容量喷包制作比较困难，且大容量喷包一旦出现裂痕漏钢，将对工作人员与生产设备造成极大的危害与损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、设计合理、生产效率高、可有效提高纳米晶带材单次喷带产量的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，包括熔化炉，所述熔化炉的出水口对应安装有稳流包，所述稳流包的底注出水口对应安装有喷嘴包，所述熔化炉为大容量真空熔化炉；所述大容量真空熔化炉与所述稳流包置于可抽真空的封闭室内；所述稳流包内对应所述稳流包的出水口可拆卸安装有稳流包塞杆，所述稳流包的底端对应安装有稳流包称重装置，所述稳流包称重装置与所述熔化炉之间电连接有控制所述熔化炉的出水口倾角状态的稳流包称重闭环控制系统，所述稳流包内还对应安装有稳流包过滤装置；
所述喷嘴包为高液位喷嘴包，所述喷嘴包内对应所述喷嘴包的出水口可拆卸安装有喷嘴包塞杆，所述喷嘴包的底端对应所述喷嘴包的出水口安装有喷嘴；所述喷嘴包内设置有喷嘴包液面测量装置，所述喷嘴包液面测量装置与所述稳流包塞杆之间电连接有控制所述稳流包的底注出水口启闭状态的喷嘴包恒液位闭环控制系统，所述喷嘴包内还对应安装有喷嘴包过滤装置。
作为优选的技术方案，所述稳流包过滤装置为设置在所述稳流包内的稳流包过滤挡立板，所述稳流包过滤挡立板将所述稳流包分隔为稳流包进水区和稳流包出水区，所述稳流包的进水口对应设置在所述稳流包进水区一侧，所述稳流包的出水口对应设置在所述稳流包出水区一侧。
作为优选的技术方案，所述熔化炉转动安装在架体上，所述熔化炉与所述架体之间连接有用于调节所述熔化炉倾倒角度的倾斜驱动气缸。
作为优选的技术方案，所述稳流包称重装置为重量传感器，所述稳流包称重闭环控制系统电连接在所述重量传感器与所述倾斜驱动气缸之间且控制所述熔化炉的倾斜角度。
作为优选的技术方案，所述喷嘴包过滤装置为设置在所述喷嘴包内的喷嘴包过滤挡立板，所述喷嘴包过滤挡立板将所述喷嘴包分隔为喷嘴包进水区和喷嘴包出水区，所述喷嘴包的进水口对应设置在所述喷嘴包进水区一侧，所述喷嘴包的出水口对应设置在所述喷嘴包出水区一侧。
作为优选的技术方案，所述稳流包上对应安装有稳流包塞杆支架，所述稳流包塞杆可升降地安装在所述稳流包塞支架上。
作为优选的技术方案，所述喷嘴包液面测量装置包括喷嘴包浮子，所述喷嘴包浮子漂浮设置在所述喷嘴包钢水液面上，所述喷嘴包恒液位闭环控制系统电连接在所述喷嘴包浮子与所述稳流包塞杆之间且控制所述稳流包塞杆的上升与下降。
作为优选的技术方案，所述稳流包的进水口处对应设置有稳流包接钢漏斗；所述喷嘴包的进水口处对应设置有喷嘴包接钢漏斗。
作为优选的技术方案，所述稳流包与所述喷嘴包内均设置有硅碳棒加热装置。
作为优选的技术方案，所述稳流包与所述喷嘴包内均设置惰性气体保护装置。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、所述熔化炉通过采用大容量真空熔化炉，通过抽真空有效析出钢水浮渣，提高纳米晶带材生产线单次铁水供给量，即提高纳米晶带材生产线单次喷带产量，提高了生产效率；
2、所述稳流包称重装置用于监测所述稳流包的重量，并将重量信号反馈至所述稳流包称重闭环控制系统，当监测到的所述稳流包的重量大于设定值时，所述稳流包称重闭环控制系统控制所述熔化炉的出水口关闭，这样所述熔化炉内的水停止向所述稳流包内流入，当监测到的所述稳流包的重量小于设定值时，所述稳流包称重闭环控制系统控制所述熔化炉的出水口开启，这样所述熔化炉内的水开始向所述稳流包内流入，可以有效将所述稳流包的重量维持在设定范围内；
3、所述大容量真空熔化炉与所述稳流包均置于可抽真空的封闭室内，在其共同作用下实现铁水温流与底注铁水的作用；
4、所述喷嘴包液面测量装置用于监测所述喷嘴包内液面高度，并将高度信号反馈至所述喷嘴包恒液位闭环控制系统，当监测到的所述喷嘴包内液面高度大于设定值时，所述喷嘴包恒液位闭环控制系统控制所述稳流包塞杆上升，此时所述稳流包的出水口开启，所述稳流包内的水通过所述稳流包的出水口流入至所述喷嘴包内，当监测到的所述喷嘴包内液面高度小于设定值时，所述喷嘴包恒液位闭环控制系统控制所述稳流包塞杆下降，此时所述稳流包的出水口关闭，所述稳流包内的水通过所述稳流包的出水口停止向所述喷嘴包内流入，为所述喷嘴包内稳定的提供铁水，维持所述喷嘴包液位恒定，实现恒压力喷带，通过所述稳流包的缓冲与所述稳流包塞杆开启幅度，实现对所述喷嘴包恒液位控制；
5、所述喷嘴包采用高液位喷嘴包，提高喷带压力，提高了带材密度；
6、所述稳流包内还对应安装有稳流包过滤装置，用于保证从所述稳流包内流出的铁水是干净清洁的；所述喷嘴包内还对应安装有喷嘴包过滤装置，用于保证从所述喷嘴包内流出的铁水是干净清洁的，本发明具有两层过滤效果，过滤效果较好；
7、本发明结构简单、设计合理、生产效率高、可有效提高纳米晶带材单次喷带产量。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图中：1-熔化炉；2-稳流包；3-喷嘴包；4-稳流包塞杆；5-稳流包称重装置；6-稳流包过滤挡立板；7-喷嘴包塞杆；8-喷嘴；9-喷嘴包浮子；10-喷嘴包过滤挡立板；11-稳流包接钢漏斗；12-喷嘴包接钢漏斗；13-稳流包出水口；14-喷嘴包出水口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1所示，大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，包括熔化炉1，主要负责提供铁水供应，所述熔化炉1的出水口对应安装有稳流包2，所述稳流包2的出水口对应安装有喷嘴包3，所述熔化炉1为大容量真空熔化炉，所述大容量熔化炉与稳流包置于可抽真空的封闭室内，在其共同作用下实现铁水温流与底注铁水的作用，真空封闭室为现有技术，具体结构在此不再赘述，且在未在图中示出；所述稳流包2内对应稳流包出水口13可拆卸安装有稳流包塞杆4，所述稳流包2的底端对应安装有稳流包称重装置5，所述稳流包称重装置5与所述熔化炉1之间电连接有控制所述熔化炉1的出水口倾角状态的稳流包称重闭环控制系统，所述稳流包2内还对应安装有稳流包过滤装置；所述喷嘴包3为高液位喷嘴包，所述喷嘴包3内对应喷嘴包出水口14可拆卸安装有喷嘴包塞杆7，所述喷嘴包3的底端对应喷嘴包出水口14安装有喷嘴8；所述喷嘴包3内设置有喷嘴包液面测量装置，所述喷嘴包液面测量装置与所述稳流包塞杆4之间电连接有控制所述稳流包2的稳流包出水口13启闭状态的喷嘴包恒液位闭环控制系统，所述喷嘴包3内还对应安装有喷嘴包过滤装置。
所述熔化炉1通过采用大容量真空熔化炉，通过抽真空有效析出钢液浮渣，提高纳米晶带材生产线单次铁水供给量，即提高纳米晶带材生产线单次喷带产量，提高了生产效率。
所述稳流包称重装置5用于监测所述稳流包2的重量，并将重量信号反馈至所述稳流包称重闭环控制系统，当监测到的所述稳流包2的重量大于设定值时，所述稳流包称重闭环控制系统控制所述熔化炉1的出水口关闭，这样所述熔化炉1内的水停止向所述稳流包2内流入，当监测到的所述稳流包2的重量小于设定值时，所述稳流包称重闭环控制系统控制所述熔化炉1的出水口开启，这样所述熔化炉1内的水开始向所述稳流包2内流入，可以有效将所述稳流包2的重量维持在设定范围内。
所述喷嘴包液面测量装置用于监测所述喷嘴包3内液面高度，并将液面高度信号反馈至所述喷嘴包恒液位闭环控制系统，当监测到的所述喷嘴包3内液面高度小于设定值时，所述喷嘴包恒液位闭环控制系统控制所述稳流包塞杆4上升，此时所述稳流包2的稳流包出水口13开启，所述稳流包2内的水通过所述稳流包2的稳流包出水口13流入至所述喷嘴包3内，当监测到的所述喷嘴包3内液面高度大于设定值时，所述喷嘴包恒液位闭环控制系统控制所述稳流包塞杆4下降，此时所述稳流包2的稳流包出水口13关闭，所述稳流包2内的铁水通过所述稳流包2的稳流包出水口13停止向所述喷嘴包3内流入，为所述喷嘴包3内稳定的提供铁水，维持所述喷嘴包3液位恒定，实现恒压力喷带；通过所述稳流包2的缓冲与所述稳流包塞杆4开启幅度，实现对所述喷嘴包3恒液位控制。
所述喷嘴包3采用高液位喷嘴包，提高喷带压力，提高了带材密度。
所述稳流包2内还对应安装有稳流包过滤装置，用于保证从所述稳流包2内流出的铁水是干净清洁的；所述喷嘴包3内还对应安装有喷嘴包过滤装置，用于保证从所述喷嘴包3内流出的铁水是干净清洁的，本发明具有两层过滤效果，过滤效果较好。
本发明结构简单、设计合理、生产效率高、可有效提高纳米晶带材单次喷带产量。
所述稳流包过滤装置为设置在所述稳流包2内的稳流包过滤挡立板6，所述稳流包过滤挡立板6将所述稳流包2分隔为稳流包进水区和稳流包出水区，所述稳流包2的进水口对应设置在所述稳流包进水区一侧，所述稳流包2的稳流包出水口13对应设置在所述稳流包出水区一侧，这样，从所述稳流包2的进水口进入的铁水会首先进入至所述稳流包进水区内，然后再经过所述稳流包过滤挡立板6流入至所述稳流包出水区一侧，最后从所述稳流包2的稳流包出水口13流出；所述稳流包过滤挡立板6设置为过滤板，一方面具有过滤作用，另一方面具有分隔作用。
所述熔化炉1转动安装在架体上，所述熔化炉1与所述架体之间连接有用于调节所述熔化炉1倾倒角度的倾斜驱动气缸，所述架体与所述倾斜驱动气缸未在图中示出，在本发明中，所述熔化炉1采用转动安装方式，实现铁水的倾倒方式，为减少所述熔化炉1内的铁水倾倒过程中热量损失，所述熔化炉1采用间歇倾倒方式，当所述倾斜驱动气缸的伸长时，所述熔化炉1的倾斜角度变大，此时熔化炉1的出水口将会有铁水流出进入至所述稳流包2内；当所述倾斜驱动气缸的缩短时，所述熔化炉1的倾斜角度变小，此时熔化炉1的出水口将不会有铁水流出进入至所述稳流包2内。
为减少熔化炉1铁水倾倒过程中热量损失，熔化炉1采用间歇倾倒方式，所述稳流包称重装置5为重量传感器，所述稳流包称重闭环控制系统电连接在重量传感器与所述倾斜驱动气缸之间且控制所述熔化炉1的倾斜角度；所述稳流包称重闭环控制系统通过控制所述倾斜驱动气缸的伸长与缩短来控制所述熔化炉1的倾斜角度，从而来控制所述熔化炉1的出水口处是否有铁水流出；当监测到的所述稳流包2的重量大于设定值时，所述稳流包称重闭环控制系统控制所述倾斜驱动气缸的缩短，所述熔化炉1的倾斜角度变小，从而所述熔化炉1的出水口关闭，这样所述熔化炉1内的铁水停止向所述稳流包2内流入，当监测到的所述稳流包2的重量小于设定值时，所述稳流包称重闭环控制系统控制所述倾斜驱动气缸的伸长，所述熔化炉1的倾斜角度变大，从而所述熔化炉1的出水口开启，这样所述熔化炉1内的铁水开始向所述稳流包2内流入，可以有效的将所述稳流包2的重量维持在设定范围内，实现了熔化炉1的间歇倾倒方式。
所述喷嘴包过滤装置为设置在所述喷嘴包3内的喷嘴包过滤挡立板10，所述喷嘴包过滤挡立板10将所述喷嘴包3分隔为喷嘴包进水区和喷嘴包出水区，所述喷嘴包3的进水口对应设置在所述喷嘴包进水区一侧，所述喷嘴包3的喷嘴包出水口14对应设置在所述喷嘴包出水区一侧，这样，从所述喷嘴包3的进水口进入的铁水会首先进入至所述喷嘴包进水区内，然后再经过所述喷嘴包过滤挡立板10流入至所述喷嘴包出水区一侧，最后从所述喷嘴包3的喷嘴包出水口14流出；所述喷嘴包过滤挡立板10设置为过滤板，一方面具有过滤作用，另一方面具有分隔作用。
所述稳流包2上对应安装有稳流包塞杆支架(未在图中示出)，所述稳流包塞杆4可升降地安装在所述稳流包塞支架上。
所述喷嘴包3上对应安装有喷嘴包塞杆支架(未在图中示出)，所述喷嘴包塞杆7可升降地安装在所述喷嘴包塞支架上。
所述喷嘴包液面测量装置包括喷嘴包浮子9，所述喷嘴包浮子9漂浮设置在所述喷嘴包钢水液面上，所述喷嘴包恒液位闭环控制系统电连接在所述喷嘴包浮子9与所述稳流包塞杆4之间且控制所述稳流包塞杆4的上升与下降。所述喷嘴包浮子9设置为浮球式液位传感器，用于监测所述喷嘴包3内液面高度，并将高度信号反馈至所述喷嘴包恒液位闭环控制系统，当监测到的所述喷嘴包3内液面高度小于设定值时，所述喷嘴包恒液位闭环控制系统控制所述稳流包塞杆4上升，此时所述稳流包2的稳流包出水口13开启，所述稳流包2内的水通过所述稳流包2的稳流包出水口13流入至所述喷嘴包3内，当监测到的所述喷嘴包内液面高度大于设定值时，所述喷嘴包恒液位闭环控制系统控制所述稳流包塞杆4下降，此时所述稳流包2的稳流包出水口13关闭，所述稳流包2内的铁水通过所述稳流包2的稳流包出水口13停止向所述喷嘴包3内流入，为所述喷嘴包3内稳定的提供铁水，维持所述喷嘴包3液位恒定，实现恒压力喷带。
所述稳流包2的进水口处对应设置有稳流包接钢漏斗11，用于更加方便准确的承接铁水；所述喷嘴包3的进水口处对应设置有喷嘴包接钢漏斗12，用于更加方便准确的承接铁水。
所述稳流包2与所述喷嘴包3内均设置有硅碳棒加热装置，图中未示出，所述稳流包2采用硅碳棒加热方式，补偿所述熔化炉1倾倒过程中在倒流槽中的热量损失；所述喷嘴包3采用硅碳棒加热方式，补偿铁水从所述稳流包2向所述喷嘴包3进入过程中的热量损失。
所述稳流包2与所述喷嘴包3内均设置惰性气体保护装置，防止铁水表面液面氧化，惰性气体保护装置图中未示出，惰性气体保护装置采用现有技术，不再赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，包括熔化炉，所述熔化炉的出水口对应安装有稳流包，所述稳流包的底注出水口对应安装有喷嘴包，其特征在于：所述熔化炉为大容量真空熔化炉；所述大容量真空熔化炉与所述稳流包置于可抽真空的封闭室内；所述稳流包内对应所述稳流包的出水口可拆卸安装有稳流包塞杆，所述稳流包的底端对应安装有稳流包称重装置，所述稳流包称重装置与所述熔化炉之间电连接有控制所述熔化炉的出水口倾角状态的稳流包称重闭环控制系统，所述稳流包内还对应安装有稳流包过滤装置；
所述喷嘴包为高液位喷嘴包，所述喷嘴包内对应所述喷嘴包的出水口可拆卸安装有喷嘴包塞杆，所述喷嘴包的底端对应所述喷嘴包的出水口安装有喷嘴；所述喷嘴包内设置有喷嘴包液面测量装置，所述喷嘴包液面测量装置与所述稳流包塞杆之间电连接有控制所述稳流包的底注出水口启闭状态的喷嘴包恒液位闭环控制系统，所述喷嘴包内还对应安装有喷嘴包过滤装置。
2.如权利要求1所述的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，其特征在于：所述稳流包过滤装置为设置在所述稳流包内的稳流包过滤挡立板，所述稳流包过滤挡立板将所述稳流包分隔为稳流包进水区和稳流包出水区，所述稳流包的进水口对应设置在所述稳流包进水区一侧，所述稳流包的出水口对应设置在所述稳流包出水区一侧。
3.如权利要求1所述的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，其特征在于：所述熔化炉转动安装在架体上，所述熔化炉与所述架体之间连接有用于调节所述熔化炉倾倒角度的倾斜驱动气缸。
4.如权利要求3所述的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，其特征在于：所述稳流包称重装置为重量传感器，所述稳流包称重闭环控制系统电连接在所述重量传感器与所述倾斜驱动气缸之间且控制所述熔化炉的倾斜角度。
5.如权利要求1所述的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，其特征在于：所述喷嘴包过滤装置为设置在所述喷嘴包内的喷嘴包过滤挡立板，所述喷嘴包过滤挡立板将所述喷嘴包分隔为喷嘴包进水区和喷嘴包出水区，所述喷嘴包的进水口对应设置在所述喷嘴包进水区一侧，所述喷嘴包的出水口对应设置在所述喷嘴包出水区一侧。
6.如权利要求1所述的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，其特征在于：所述稳流包上对应安装有稳流包塞杆支架，所述稳流包塞杆可升降地安装在所述稳流包塞支架上。
7.如权利要求1所述的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，其特征在于：所述喷嘴包液面测量装置包括喷嘴包浮子，所述喷嘴包浮子漂浮设置在所述喷嘴包钢水液面上，所述喷嘴包恒液位闭环控制系统电连接在所述喷嘴包浮子与所述稳流包塞杆之间且控制所述稳流包塞杆的上升与下降。
8.如权利要求1所述的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，其特征在于：所述稳流包的进水口处对应设置有稳流包接钢漏斗；所述喷嘴包的进水口处对应设置有喷嘴包接钢漏斗。
9.如权利要求1所述的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，其特征在于：所述稳流包与所述喷嘴包内均设置有硅碳棒加热装置。
10.如权利要求1至9任一权利要求所述的大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置，其特征在于：所述稳流包与所述喷嘴包内均设置惰性气体保护装置。
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