CN110307723A - 一种基于物联网平台的多工位工频感应炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的多工位工频感应炉，包括工频感应炉主体和附属结构，工频感应炉主体和附属结构组成多工位工频感应炉，所述附属结构包括圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统，圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统之间设置圆杆料上引机组，所述圆杆料上引机组通过线缆或无线的方式与圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统连接，最大限度整合了工频感应炉与保温炉功率匹配及保温炉膛结构的优势，并将设备加入各种先进的传感器、数据采集模块、无线传输模块、与物联网平台对接，不仅能实现一机多用，而且可以事实接收机器运行状态、生产规格及产量，广泛适用于金属及金属合金熔炼和铸造行业。

Description

一种基于物联网平台的多工位工频感应炉

技术领域

本发明属于金属压延加工技术领域，具体是一种基于物联网平台的多工位工频感应炉。

背景技术

目前在铜加工企业大都采用工频感应电炉生产，一台工频炉只有一种生产方式，要么深井坑式半连续立铸圆锭坯或深井坑式半连续立铸方锭坯,要么水平引铸带或水平引铸锭坯,要么水平引铸管铸坯或水平引铸管圆锭,要么上引铜杆或上引铜管坯，生产单一，设备利用率低,能耗高，若要同时生产上述锭坯,则同时需要三台以上工频炉投入使用,这样的生产方式不仅设备投资大、厂房设施面积大,所需雇员多，金属损耗大，能耗大等各种缺点以外还需要大量的后期维护。

在铜及铜合金熔炼和铸造的生产工艺中，通常会产生大量的高温余热甚至是直接的热量排放，而对于这些被浪费的能量是具有极大的生产价值的，相反，排放的废弃能量能够直接导致环境问题以及经济问题，因此发明人针对的工艺改革是能够双重实现意义的，同时能够整合生产弊端，促进生产工艺的进步。

发明内容

本发明提供了一种基于物联网平台的多工位工频感应炉以解决现有技术中工作效率低下投入产出不高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：

一种基于物联网的多工位工频感应炉，包括工频感应炉主体和附属结构，工频感应炉主体和附属结构组成多工位工频感应炉，所述附属结构包括圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统，圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统之间设置圆杆料上引机组，所述圆杆料上引机组通过线缆或无线的方式与圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统连接，工频感应炉主体和附属结构通过有线或无线的方式与电器控制系统连接，电器控制系统实时控制工频感应炉主体和附属结构，所述电器控制系统与市电和直流电源相连，所述市电和直流电源之间为并联关系，工频感应炉主体包括熔炼炉和保温炉，所述工频感应炉主体和附属结构均设置无线收发装置，所述无线收发装置除了在内部互相传输信号外还与外网连接，工频感应炉主体、圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统内均设置数据采集模块，所述数据采集模块实时采集进出物料数据，电器控制系统内设置分析中断，所述分析终端通过有线或无线的方式与数据采集模块连接，所述分析终端实时分析并输出数据采集模块传输的信息，电器控制系统内设置远程操控模块，所述远程操控模块通过有线或无线的方式与分析终端连接，所述分析终端通过无线收发装置远程控制电器控制系统。

所述工频感应炉主体为腔体结构，工频感应炉主体腔体内设有进料口和出料口，所述进料口和出料口分别在工频感应炉主体相对应的两个面上，炉体上端接有圆杆料上引机组，所述圆杆料上引机组设置为多根平行圆棍组成的过渡结构组。

工频感应炉主体下端腔体内设有保温炉膛，保温炉膛侧边外接圆锭料水平连铸系统，圆锭料水平连铸系统远离保温炉膛一侧设有圆锭料水平连铸系统，工频感应炉主体上端一侧设有数据采集模块，数据采集模块内置有无线收发装置，圆锭料水平连铸系统与数据采集模块通过无线数据连接的方式进行数据传输，保温炉膛通过管路通过工频感应炉主体与一级电气系统及二级电气系统连接，二级电气系统为一级电气系统的辅助备用系统，

工频感应炉主体底端的保温炉膛固定在平面上并伸入平面下方，所述平面内为空腔结构，所述平面内设置阶梯结构，保温炉膛在平面下的部分与平面内空腔内一级阶梯进行固定，一级阶梯下方依次设置逐渐深入的阶梯，所述阶梯数大于等于2层，所述一级阶梯下方的阶梯均为空置状态。

圆锭料水平连铸系统为双向操作结构，所述圆锭料水平连铸系统的调节角度在水平方向180°范围内。

圆锭料水平连铸系统中段位置处设有智能控制结构，所述智能控制结构包覆在圆锭料水平连铸系统中段位置并呈水平开放状态。

数据采集模块在垂直方向上可进行伸缩，数据采集模块在水平方向上可进行折叠，所述数据采集模块的总体高度大于等于工频感应炉主体高度。

工频感应炉主体通过数据采集模块内的数据记性分析，分析结果传输至圆锭料水平连铸系统并通过调节圆锭料水平连铸系统直接作用在工频感应炉主体内保温炉膛上，通过保温炉膛的温度变化改变一级电气系统和二级电气系统输入的能量，从而改变圆锭料水平连铸系统的工作状态，圆锭料水平连铸系统能够同时平行引出生产宽幅带板、宽幅带坯或管坯、圆锭坯或上引杆、上引管中的一种或几种工作模式。

进一步，大型工频感应炉在两侧配置阶梯，所述阶梯为伸缩结构或旋转结构中的一种或结合。

进一步，保温炉膛内设有安全警报装置，所述安全警报装置设置在保温炉膛与加料口连接处，所述安全警报装置为声光报警器，所述安全警报装置的温度上限为保温炉膛内最高温度的150%。

原理：工频感应炉主体通过数据采集模块内的数据记性分析，分析结果传输至无线收发装置直接作用在工频感应炉主体内保温炉膛上，通过保温炉膛的温度变化改变电器控制系统的输入电流、电压，从而改变平引系统的工作状态，能够同时平行引出生产宽幅带板、宽幅带坯或管坯、圆锭坯或上引杆、上引管中的一种或几种的运动模式，从而在单次加工过程中实现多种或多次的加工操作。

由以上技术方案可见，本发明一种基于物联网平台的多工位工频感应炉能够通过机械的筛减组合，在保留原功能及生产效果的基础上，实现新的功能，能够满足更多生产加工需求，同时能够提高设备的利用率，降低生产能耗，回收再利用废弃的余热，减少了散热和热幅射面积，大大提高了热利用率,提高熔化率，节约能耗，有效降低生产成本，节约生产设备的占地面积，设备结构更加紧凑，为大规模生产做出贡献，同时使得生产方式更加智能化机械化，减少人员劳动强度，降低生产成本的投入，对生产原料的利用率做出巨大的改善，减少熔化金属液与空气接触面积,降低了金属的自然损耗，有效避免某种铸坯换结晶器而停炉或保温的情况发生,能够达到不间断连铸生产的效果,有效减少能源浪费，延长炉龄，避免因工频炉频繁停、开炉产生的死炉、穿炉故障，达到绿色化可持续化生产的目的，符合国家节能减排产业政策。

本发明与现有技术相比，本发明最大限度整合了工频感应炉与保温炉功率匹配及保温炉膛结构的优势，并将设备加入各种先进的传感器、数据采集模块、无线传输模块、与物联网平台对接，不仅能实现一机多用，而且可以事实接收机器运行状态、生产规格及产量。甚至经过加入远程操控模块，还能实现无人化生产，在一台保温炉上，根据智能模拟测试出的各区域温度场情况，针对性地在设备安装水平引铸650*18mm TU1宽幅带坯，水平引铸∮180 TU1圆铸,上引8根∮30 TU1铜杆，保证设备紧凑, 炉膛侧面积及炉口面积减少一半以上，有效整合资源，具有较好的实际生产效果和良好的生产效益，广泛适用于金属及金属合金熔炼和铸造行业。

具体实施方式

一种基于物联网的多工位工频感应炉，包括工频感应炉主体和附属结构，工频感应炉主体和附属结构组成多工位工频感应炉，所述附属结构包括圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统，圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统之间设置圆杆料上引机组，所述圆杆料上引机组通过线缆或无线的方式与圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统连接，工频感应炉主体和附属结构通过有线或无线的方式与电器控制系统连接，电器控制系统实时控制工频感应炉主体和附属结构，所述电器控制系统与市电和直流电源相连，所述市电和直流电源之间为并联关系，工频感应炉主体包括熔炼炉和保温炉，所述工频感应炉主体和附属结构均设置无线收发装置，所述无线收发装置除了在内部互相传输信号外还与外网连接，工频感应炉主体、圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统内均设置数据采集模块，所述数据采集模块实时采集进出物料数据，电器控制系统内设置分析中断，所述分析终端通过有线或无线的方式与数据采集模块连接，所述分析终端实时分析并输出数据采集模块传输的信息，电器控制系统内设置远程操控模块，所述远程操控模块通过有线或无线的方式与分析终端连接，所述分析终端通过无线收发装置远程控制电器控制系统。

所述工频感应炉主体为腔体结构，工频感应炉主体腔体内设有进料口和出料口，所述进料口和出料口分别在工频感应炉主体相对应的两个面上，炉体上端接有圆杆料上引机组，所述圆杆料上引机组设置为多根平行圆棍组成的过渡结构组。

工频感应炉主体下端腔体内设有保温炉膛，保温炉膛侧边外接圆锭料水平连铸系统，圆锭料水平连铸系统远离保温炉膛一侧设有圆锭料水平连铸系统，工频感应炉主体上端一侧设有数据采集模块，数据采集模块内置有无线收发装置，圆锭料水平连铸系统与数据采集模块通过无线数据连接的方式进行数据传输，保温炉膛通过管路通过工频感应炉主体与一级电气系统及二级电气系统连接，二级电气系统为一级电气系统的辅助备用系统，

工频感应炉主体底端的保温炉膛固定在平面上并伸入平面下方，所述平面内为空腔结构，所述平面内设置阶梯结构，保温炉膛在平面下的部分与平面内空腔内一级阶梯进行固定，一级阶梯下方依次设置逐渐深入的阶梯，所述阶梯数大于等于2层，所述一级阶梯下方的阶梯均为空置状态。

圆锭料水平连铸系统为双向操作结构，所述圆锭料水平连铸系统的调节角度在水平方向180°范围内。

圆锭料水平连铸系统中段位置处设有智能控制结构，所述智能控制结构包覆在圆锭料水平连铸系统中段位置并呈水平开放状态。

数据采集模块在垂直方向上可进行伸缩，数据采集模块在水平方向上可进行折叠，所述数据采集模块的总体高度大于等于工频感应炉主体高度。

工频感应炉主体通过数据采集模块内的数据记性分析，针对于大型工频感应炉在两侧配置阶梯，所述阶梯为伸缩结构或旋转结构中的一种或结合,分析结果传输至圆锭料水平连铸系统并通过调节圆锭料水平连铸系统直接作用在工频感应炉主体内保温炉膛上，通过保温炉膛的温度变化改变一级电气系统和二级电气系统输入的能量，从而改变圆锭料水平连铸系统的工作状态，圆锭料水平连铸系统能够同时平行引出生产宽幅带板、宽幅带坯或管坯、圆锭坯或上引杆、上引管中的一种或几种工作模式。

保温炉膛内设有安全警报装置，所述安全警报装置设置在保温炉膛与加料口连接处，所述安全警报装置为声光报警器，所述安全警报装置的温度上限为保温炉膛内最高温度的150%。

Claims (5)

1.一种基于物联网的多工位工频感应炉，包括工频感应炉主体和附属结构，其特征在于：工频感应炉主体和附属结构组成多工位工频感应炉，所述附属结构包括圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统，圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统之间设置圆杆料上引机组，所述圆杆料上引机组通过线缆或无线的方式与圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统连接，工频感应炉主体和附属结构通过有线或无线的方式与电器控制系统连接，电器控制系统实时控制工频感应炉主体和附属结构，所述电器控制系统与市电和直流电源相连，所述市电和直流电源之间为并联关系，工频感应炉主体包括熔炼炉和保温炉，所述工频感应炉主体和附属结构均设置无线收发装置，所述无线收发装置除了在内部互相传输信号外还与外网连接，工频感应炉主体、圆锭料水平连铸系统和圆锭料水平连铸系统内均设置数据采集模块，所述数据采集模块实时采集进出物料数据，电器控制系统内设置分析中断，所述分析终端通过有线或无线的方式与数据采集模块连接，所述分析终端实时分析并输出数据采集模块传输的信息，电器控制系统内设置远程操控模块，所述远程操控模块通过有线或无线的方式与分析终端连接，所述分析终端通过无线收发装置远程控制电器控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多工位工频感应炉，其特征在于：工频感应炉主体为腔体结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多工位工频感应炉，其特征在于：炉体上端接有圆杆料上引机组，所述圆杆料上引机组设置为多根平行圆棍组成的过渡结构组。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多工位工频感应炉，其特征在于：圆锭料水平连铸系统为双向操作结构，所述圆锭料水平连铸系统的调节角度在水平方向180°范围内。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的多工位工频感应炉，其特征在于：圆锭料水平连铸系统中段位置处设有智能控制结构，所述智能控制结构包覆在圆锭料水平连铸系统中段位置并呈水平开放状态。