CN110938746A - 一种喂线装置及具有该装置的电渣炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喂线装置及具有该装置的电渣炉，所述喂线装置包括喂线机、升降机、绝缘套管、长度传感器、位置传感器、称重传感器和控制系统；所述称重传感器用于获取电渣炉的电极的重量信息；所述长度传感器和位置传感器，至少分别用于获取线材的喂线长度信息和所述绝缘套管在电渣炉的结晶器中的位置信息；所述控制系统至少用于获取并处理重量信息、长度信息和位置信息，并向所述喂线机和升降机反馈控制指令。本发明提供的电渣喂线装置操作简单、控制精确且自动化程度高。

Description

一种喂线装置及具有该装置的电渣炉

技术领域

本发明涉及一种冶金装置，尤其涉及一种喂线装置及具有该装置的电渣炉。

背景技术

现在冶金行业生产中，通常会利用电渣炉的去夹杂作用和良好的结晶条件，对金属进行电渣重熔，以提高金属的纯净度，使铸态组织细致均匀，弥散细化夹杂物，提高金属材料的性能。渣液在去除杂质的同时，也会去除部分活泼金属元素，使金属的成分发生变化。由于需电渣重熔的母材与结晶器间的间距小，且母材与结晶器均为导电体、电压高，若用金属线材补加到结晶器内，容易造成金属线材与结晶器短路损坏结晶器，目前控制活泼金属元素成分的方式主要有两种，一种是生产母材时，预先计算好活泼金属元素的损失量，增大母材中的活泼金属的含量，这种方法成本高。另一种是把需补回的活泼金属元素破碎成小颗粒状，在电渣时加入结晶器中，这种方法存在的问题是：活泼金属元素加在渣液表面，烧损大，不容易控制，且易与渣液反应，浪费大，影响渣液的平衡。

鉴于上述问题，有必要提供一种新的喂线装置和电渣炉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、控制精确且自动化程度高的喂线装置及具有该装置的电渣炉。

为实现前述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种喂线装置，包括喂线机、升降机、绝缘套管、长度传感器、位置传感器、称重传感器和控制系统；

所述称重传感器用于获取电渣炉的电极的重量信息；

所述喂线机设于电渣炉的结晶器的上方，所述喂线机内设有传动装置用于传输线材，所述绝缘套管安装于所述升降机上，并被配置成可插入所述电渣炉的结晶器内；

所述长度传感器和位置传感器，至少分别用于获取所述线材的喂线长度信息和所述绝缘套管在电渣炉的结晶器中的位置信息；

所述称重传感器、长度传感器、位置传感器、喂线机和升降机均与所述控制系统连接，所述控制系统至少用于获取并处理所述重量信息、长度信息和位置信息，并向所述喂线机和升降机反馈控制指令。

进一步地，所述喂线装置还设有至少一套调直机，所述调直机位于所述喂线机和绝缘套管之间。

进一步地，所述调直机包括安装板和若干调直轮，所述安装板上设有若干调节腰形孔，所述调直轮通过所述调节腰形孔安装于安装板上，所述调直轮之间界定形成调直通道。

进一步地，所述喂线装置还设有放线架，所述放线架邻近所述喂线机设置。

进一步地，所述喂线装置还设有出线导管，所述出线导管设于所述喂线机和调直机之间。

进一步地，所述绝缘套管具有在竖直方向上下移动的自由度。这种移动的实现绝缘套管可以设置在升降机上，也可以通过滑轨或者气缸驱动装置或者伺服驱动装置等实现。

进一步地，所述绝缘套管被配置成将所述线材导入电渣炉的结晶器内。优选的，所述绝缘套管被配置成将所述线材竖直的导入电渣炉的结晶器内。

进一步地，所述喂线机包括喂线机架、传动装置和导向管，所述传动装置安装于所述喂线机架上，所述传动装置包括减速机、喂线主动轮和喂线从动轮；所述喂线主动轮安装于所述减速机上，所述喂线从动轮配合安装于所述喂线主动轮的一侧，所述喂线主动轮和喂线从动轮之间界定形成传动通道，所述导向管配合安装于所述传动通道的两侧；所述线材穿过位于其中一侧的导向管，并进入所述传动通道，在所述喂线从动轮和喂线主动轮的作用下，所述线材可以靠近或远离位于另一侧的导向管，从而起到传输线材的作用。

进一步地，所述的减速机、喂线主动轮和喂线从动轮可以是二套或二套以上。

进一步地，所述的减速机具有与其配合的伺服电机和/或步进电机，有利于提高控制精度和响应速度。

进一步地，所述升降机包括伺服电机、滑动导轨、丝杆、滑动平台；所述伺服电机与所述丝杆连接，所述丝杆安装于所述滑动导轨上，所述滑动平台安装在所述滑动导轨上；所述滑动平台在所述伺服电机与所述丝杆的作用下，沿所述滑动导轨上下移动。

进一步地，所述升降机也可以气动滑动导轨。

一种电渣炉，包括主体和喂线装置，所述主体包括立柱、电极和结晶器，所述喂线装置包括喂线机、升降机、绝缘套管、长度传感器、位置传感器、称重传感器和控制系统；

所述称重传感器用于获取所述电极的重量信息；

所述喂线机设于电渣炉的结晶器的上方，所述喂线机内设有传动装置用于传输线材，所述绝缘套管安装于所述升降机上，并被配置成可插入所述结晶器内；

所述长度传感器和位置传感器，分别用于获取所述线材的喂线长度信息和所述绝缘套管在结晶器中的位置信息；

所述称重传感器、长度传感器、位置传感器、喂线机和升降机均与所述控制系统连接，所述控制系统用于获取并处理所述重量信息、长度信息和位置信息，并向所述喂线机和升降机反馈控制指令。

进一步地，所述结晶器设于所述立柱的一侧。

进一步地，所述主体还包括电极支架和电机，所述电极支架和电机连接，所述电极支架安装于所述立柱上，所述电极安装于电极支架上；所述电极在电机和电极支架的作用下可以上下移动。

进一步地，所述喂线装置还设有至少一套调直机，所述调直机位于所述喂线机和绝缘套管之间。

进一步地，所述调直机包括安装板和若干调直轮，所述安装板上设有若干调节腰形孔，所述调直轮通过所述调节腰形孔安装于安装板上，所述调直轮之间界定形成调直通道。

进一步地，所述喂线装置还设有放线架，所述放线架邻近所述喂线机设置。

进一步地，所述喂线装置还设有出线导管，所述出线导管设于所述喂线机和调直机之间。

进一步地，所述绝缘套管可以在竖直方向上下移动。

进一步地，所述绝缘套管被配置成将所述线材竖直的导入电渣炉的结晶器内，使得绝缘套管能有效地将线材导入在电渣炉结晶器中形成的合金液中，从而确保将需喂入的元素加入合金液中。

进一步地，所述喂线机包括喂线机架、传动装置和导向管，所述传动装置安装于所述喂线机架上，所述传动装置包括减速机、喂线主动轮和喂线从动轮；所述喂线主动轮安装于所述减速机上，所述喂线从动轮配合安装于所述喂线主动轮的一侧，所述喂线主动轮和喂线从动轮之间界定形成传动通道，所述导向管配合安装于所述传动通道的两侧；所述线材穿过位于其中一侧的导向管，并进入所述传动通道，在所述喂线从动轮和喂线主动轮的作用下，所述线材可以靠近或远离位于另一侧的导向管，从而起到传输线材的作用。

进一步地，所述的减速机、喂线主动轮和喂线从动轮可以是二套或二套以上。

进一步地，所述的减速机具有与其配合的伺服电机和/或步进电机，有利于提高控制精度和响应速度。

进一步地，所述升降机包括伺服电机、滑动导轨、丝杆、滑动平台，所述伺服电机与所述丝杆连接，所述丝杆安装于所述滑动导轨上，所述滑动平台安装在所述滑动导轨上；所述滑动平台在所述伺服电机与所述丝杆的作用下，沿所述滑动导轨上下移动。

进一步地，所述线材为包芯线和/或金属实芯线，优选金属实芯线的制作材料、包芯线的外层包扎材料与需电渣生产的金属材料成份接近，或包芯线的芯料中包含需加入的金属元素，以便于成分控制。

本发明有益效果:

本发明通过控制系统对获取的重量信息、长度信息和位置信息，进行分析处理得到结晶器中的合金液面高度、喂线长度、速度和绝缘套管在结晶器中的位置，根据处理结果实时调节喂线速度和绝缘套管的位置，从而达到喂线均匀、绝缘套管与合金液面的距离恒定的效果；同时绝缘套管能有效地隔开结晶器与电极，从而避免短路，损坏结晶器；并且采用伺服电机与行星减速机驱动喂线，控制精度高、速度调节响应快；采用伺服电机与丝杆组合的升降机也同样具有控制精确、响应快的优点。

附图说明

图1为具有本发明喂线装置的电渣炉一种实施例的结构示意图；

图2为本发明中喂线机的一种实施例的结构示意图；

图3为本发明中升降机的一种实施例的结构示意图；

图4为本发明中调直机的一种实施例的结构示意图。

附图标记：1、主体；2、喂线机；3、升降机；4、调直机；5、绝缘套管；6、放线架；7、出线导管；8、长度传感器；9、位置传感器；10、控制系统；11、立柱；12、结晶器；13、电极支架；14、电极；15、电机；16、称重传感器；17、线材；21喂线机架；22、导向管；23、减速机；24、喂线主动轮；25、喂线从动轮；31伺服电机；32、滑动导轨；33、丝杆；34、滑动平台；41、安装板；42、调直轮；43、调节腰形孔。

具体实施方式

下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，当元件被称为“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。在所示出的实施例中，方向表示即上、下、左、右、前和后等是相对的，用于解释本申请中不同部件的结构和运动是相对的。当部件处于图中所示的位置时，这些表示是恰当的。但是，如果元件位置的说明发生变化，那么认为这些表示也将相应地发生变化。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一种具有本发明喂线装置的电渣炉，包括主体1和喂线装置，其中，所述喂线装置包括喂线机2、升降机3、调直机4、绝缘套管5(绝缘套管5的制作材料应满足在电渣过程中不被损坏，或者有损坏较小但不对产品质量产生不良影响)、放线架6、出线导管7、长度传感器8、位置传感器9、称重传感器16和控制系统10。所述主体1包括立柱11、结晶器12、电极支架13、电极14、电机15；所述电极支架13安装于立柱11上，所述称重传感器16、电极14安装在所述电极支架13上，所述电机15与所述电极支架13连接，所述称重传感器16用于获取所述电极14的重量信息；所述电极支架13上设有夹持装置，所述夹持装置用于固定所述电极14，夹持装置在电机15作用下可上下移动；所述结晶器12安装于所述立柱11的一侧，并且位于所述电极14的正下方，电极14在电机15的作用下可以伸入结晶器12中。

如图2所示，所述喂线机2包括喂线机架21、传动装置和导向管22，所述传动装置安装于所述喂线机架上21，所述传动装置包括减速机23、喂线主动轮24和喂线从动轮25；所述喂线主动轮24安装于所述减速机23上，所述喂线从动轮25配合安装于所述喂线主动轮24的一侧，所述喂线主动轮24和喂线从动轮25之间界定形成传动通道，所述导向管22配合安装于所述传动通道的两侧；所述线材17穿过位于其中一侧的导向管22，并进入所述传动通道，在所述喂线从动轮25和喂线主动轮24的作用下，所述线材17可以靠近或远离位于另一侧的导向管22，从而起到传输线材17的作用。

如图3所示，所述的升降机3包括伺服电机31、滑动导轨32、丝杆33、滑动平台34，所述伺服电机31与所述丝杆33连接，所述丝杆33安装于所述滑动导轨32上，所述滑动平台34安装在所述滑动导轨32上；所述滑动平台34在所述伺服电机31与所述丝杆33的作用下，沿所述滑动导轨32上下移动。

如图4所示，所述调直机4包括安装板41和若干调直轮42，所述安装板41上设有若干调节腰形孔43，所述调直轮42通过调节腰形孔43安装于安装板41上并交错排列，并在调直轮42之间形成调直通道，通过调节调直轮42的相对位置，可以实现不同的调直效果。

如图1-4所示，所述喂线机2设于结晶器12的上方，所述放线架6设于喂线机2的上方(也可以设在喂线机12的侧方)，在喂线机2和结晶器12之间还设有调直机4；在喂线机2和调直机4之间设有出线导管7，出线导管7的一端邻近所述喂线机2的导向管22的出线口设置，出线导管7的另一端邻近所述调直机4的进线口设置。

所述升降机3设于所述结晶器12的上侧，所述绝缘套管5的一端安装于所述升降机3的滑动平台34上，绝缘套管5被配置成可以竖直的插入到结晶器12中，且插入后位于所述电极14和结晶器12的内壁之间，绝缘套管5可以在升降机3的作用下，在结晶器12内沿竖直方向上下移动。

所述长度传感器8安装于调直机4的出线口处，用于获取线材17的喂线长度信息；所述位置传感器9安装于升降机3上，用于获取绝缘套管5在结晶器12中的位置信息。

所述称重传感器16、长度传感器8和位置传感器9的采集线均连接到控制系统10上，使得控制系统10能够获取称重传感器16、长度传感器8和位置传感器9所收集的重量信息、长度信息和位置信息；所述喂线机2和升降机3的控制线均连接到述控制系统10上，使得控制系统10能向所述喂线机2和升降机3反馈控制指令。

使用时，将线材17安装于放线架6上，然后使线材17依次穿过喂线机2、出线导管7和调直机4的调直通道，并竖直的伸入绝缘套管5内，经绝缘套管5导入结晶器2中；所述线材17可以是包芯线或者金属实芯线。启动电机15将电极14伸入所述结晶器12中。启动控制系统10控制升降机3将绝缘套管5插入结晶器12中，喂线机2将线材17喂入调直机4的调直通道中，经调直后送至绝缘套管5的下端；启动电渣炉1开始电渣生产，称重传感器16开始获取电极14的重量信息，并将获取的重量信息实时反馈至控制系统10，控制系统10通过分析处理所述重量信息，得到电极14的熔化速度和重量变化数据，并计算出形成的合金液面在结晶器12中的位置。同时，长度传感器8和位置传感器9将获取的长度信息和位置信息实时反馈至控制系统10，经控制系统10的分析处理，得到线材17的喂线长度和喂线速度数据，以及绝缘套管5的下端在结晶器12中的位置；然后根据合金液面和绝缘套管5的下端在结晶器12中的位置数据，自动调节升降机3，使绝缘套管5与合金液面的距离保持恒定；根据电极14的熔化速度和重量变化数据，以及线材17喂线长度与喂线速度数据，自动控制喂线机2的喂线速度，使线材17均匀地喂入合金液中。电渣结束后，停止喂线机2，退出绝缘套管5，同时退线，使线材17和绝缘套管5离开结晶器12，结束喂线程序。

本发明通过控制系统10对获取的重量信息、长度信息和位置信息，进行分析处理得到结晶器12中的合金液面高度、喂线长度、速度和绝缘套管5在结晶器12中的位置，根据处理结果实时调节喂线机2的喂线速度和绝缘套管5的位置，从而达到喂线均匀、绝缘套管5与合金液面的距离恒定的效果；同时绝缘套管5能有效地隔开结晶器12与电极14，从而避免短路，损坏结晶器12。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种喂线装置，其特征在于，包括：喂线机、升降机、绝缘套管、长度传感器、位置传感器、称重传感器和控制系统；

所述称重传感器用于获取电渣炉的电极的重量信息；

所述喂线机设于电渣炉的结晶器的上方，所述绝缘套管安装于所述升降机上，并被配置成可插入所述电渣炉的结晶器内；

所述长度传感器和位置传感器，至少分别用于获取所述线材的喂线长度信息和所述绝缘套管在电渣炉的结晶器中的位置信息；

所述称重传感器、长度传感器、位置传感器、喂线机和升降机均与所述控制系统连接，所述控制系统至少用于获取并处理所述重量信息、长度信息和位置信息，并向所述喂线机和升降机反馈控制指令。

2.如权利要求1所述的喂线装置，其特征在于，所述喂线装置还设有至少一套调直机，所述调直机位于所述喂线机和绝缘套管之间。

3.如权利要求2所述的喂线装置，其特征在于，所述调直机包括安装板和若干调直轮，所述安装板上设有若干调节腰形孔，所述调直轮通过所述调节腰形孔安装于安装板上，所述调直轮之间界定形成调直通道。

4.如权利要求1所述的喂线装置，其特征在于，所述喂线装置还设有放线架，所述放线架邻近所述喂线机设置。

5.如权利要求1所述的喂线装置，其特征在于，所述喂线装置还设有出线导管，所述出线导管设于所述喂线机和调直机之间。

6.如权利要求1所述的喂线装置，其特征在于，所述绝缘套管具有在竖直方向上下移动的自由度。

7.如权利要求6所述的喂线装置，其特征在于，所述绝缘套管被配置成将所述线材导入电渣炉的结晶器内。

8.如权利要求1所述的喂线喂线装置，其特征在于，所述喂线机包括喂线机架、传动装置和导向管，所述传动装置安装于所述喂线机架上，所述传动装置包括减速机、喂线主动轮和喂线从动轮；所述喂线主动轮安装于所述减速机上，所述喂线从动轮配合安装于所述喂线主动轮的一侧，所述喂线主动轮和喂线从动轮之间界定形成传动通道，所述导向管配合安装于所述传动通道的两侧。

9.如权利要求8所述的喂线装置，其特征在于，所述的减速机、喂线主动轮和喂线从动轮至少设有二套。

10.如权利要求1所述的喂线装置，其特征在于，所述升降机包括伺服电机、滑动导轨、丝杆、滑动平台；所述伺服电机与所述丝杆连接，所述丝杆安装于所述滑动导轨上，所述滑动平台安装在所述滑动导轨上。

11.一种电渣炉，包括主体和喂线装置，所述主体包括立柱、电极和结晶器，其特征在于，所述喂线装置包括喂线机、升降机、绝缘套管、长度传感器、位置传感器、称重传感器和控制系统；

所述称重传感器用于获取所述电极的重量信息；

所述喂线机设于电渣炉的结晶器的上方，所述绝缘套管安装于所述升降机上，并被配置成可插入所述结晶器内；

所述长度传感器和位置传感器，分别用于获取所述线材的喂线长度信息和所述绝缘套管在结晶器中的位置信息；

所述称重传感器、长度传感器、位置传感器、喂线机和升降机均与所述控制系统连接，所述控制系统用于获取并处理所述重量信息、长度信息和位置信息，并向所述喂线机和升降机反馈控制指令。

12.如权利要求11所述的电渣炉，其特征在于，所述主体还包括电极支架和电机，所述电极支架和电机连接，所述电极支架安装于所述立柱上，所述电极安装于电极支架上。

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