CN115289843A - 一种电熔炉的炉体冷却系统及冷却工艺 - Google Patents

一种电熔炉的炉体冷却系统及冷却工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电熔炉的炉体冷却系统及冷却工艺，所述冷却系统包括设有抽水泵的水箱、设有抽水泵的冷却塔、冷却水进水汇流排、冷却水回水汇流排以及控制装置，所述控制装置包括PLC和工控机，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排的每个支路设有温度/流量传感器，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排的主管路设有压力传感器，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器和压力传感器与所述PLC的输入端连接，所述PLC的输出端与所述冷却塔连接。本发明既避免了炉体降温过快，影响烧结产品的质量，又避免了因炉体降温不充分，引起设备断电而造成产品报废的后果。

Description

一种电熔炉的炉体冷却系统及冷却工艺
技术领域
本发明涉及石英电熔炉，尤其涉及一种电熔炉的炉体冷却系统及冷却工艺。
背景技术
石英电熔炉在烧结产品的时候，炉内最高温度可达1900℃以上，设备长时间处于高温状态下，会影响设备的特殊零部件的使用寿命，同时对操作人员也存在潜在的高温风险，而且炉体降温不充分，会引起设备断电从而造成产品报废的后果，因此需要对炉体进行充分冷却降温，但是炉体温度降的过快，会影响烧结产品的质量，为了控制炉体在设定的条件下实现降温，本发明提供了一种电熔炉的炉体冷却系统及冷却工艺。
发明内容
本发明提供了一种电熔炉的炉体冷却系统，能够实现炉体在设定的条件下精准降温，既避免了炉体降温过快，影响烧结产品的质量，又避免了因炉体降温不充分，引起设备断电而造成产品报废的后果；具体采用的技术方案如下：
一种电熔炉的炉体冷却系统，包括设有抽水泵的水箱、设有抽水泵的冷却塔、冷却水进水汇流排、冷却水回水汇流排以及控制装置，所述控制装置包括PLC和工控机，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排的每个支路设有温度/流量传感器，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排的主管路设有压力传感器，所述水箱中的水经所述冷却塔、所述冷却水进水汇流排进入炉体的冷却腔，最后经所述冷却水回水汇流排回至所述水箱，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器和压力传感器与所述PLC的输入端连接，所述PLC的输出端与所述冷却塔连接。
优选的，所述压力传感器可以设置压力报警值。所述压力传感器感应管道内冷却水的压力，将信号传输给所述PLC；所述压力传感器可以设置压力报警值，当压力高于压力报警值，所述压力传感器发出报警，可以通过在所述压力传感器上调整压力报警值，以消除报警。
优选的，所述温度/流量传感器可以设置温度、流量报警值。所述温度/流量传感器感应管道内冷却水的温度和流量，将信号传输给所述PLC；所述温度/流量传感器可以设置温度报警值和流量报警值，当所述冷却水进水汇流排的管道内的冷却水的温度高于一温度报警值（如20℃）时，所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器发出报警；当所述冷却水回水汇流排的管道内的冷却水的温度高于另一温度报警值（如40℃）时，所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器发出报警。
优选的，所述控制装置还用于控制炉体的加热系统的断电，所述PLC与炉体的加热系统连接。
优选的，所述降温设备包括风扇，所述PLC向所述冷却塔发出指令控制备用风扇的开启或关闭。
因为在正常情况下一旦炉体开始加热了以后，炉体的加热系统不能断电，否则将造成炉内正在烧结的产品直接报废，从而产生较大的经济损失。
当温度/流量传感器、压力传感器发出报警时，首先调高相应的报警值，消除报警，以避免炉体的加热系统被断电，从而避免造成产品直接报废。
优选的，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排的主管路上还设置有压力表和温度计。
优选的，所述冷却水进水汇流排的支路通过球阀与所述温度/流量传感器连接，所述冷却水回水汇流排的支路通过球阀与所述温度/流量传感器连接。所述球阀主要用于手动控制，当支管路或汇流排产生泄漏需要维修的时候，可以将球阀关闭，工作状态下，所述球阀处于常开状态。
优选的，当所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器监测的温度超过其温度报警值时，发出警报，所述PLC控制所述冷却塔的降温设备进一步降温，当所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续报警时，所述PLC控制炉体的加热系统断电。
优选的，当所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器监测的温度超过其温度报警值时，发出警报，所述PLC控制冷却塔的抽水泵加大水流量，当所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续发出警报时，所述PLC控制炉体的加热系统断电。
本发明还提供了一种电熔炉的炉体冷却工艺，包括以下步骤：所述水箱中的水经所述冷却塔、所述冷却水进水汇流排进入炉体的冷却腔，最后经所述冷却水回水汇流排回至所述水箱；
当所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器监测的温度超过其温度报警值时，发出警报，先调高所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器的温度报警值，以消除报警，所述PLC控制所述冷却塔的降温设备进一步对冷却水降温，当所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续报警时，所述PLC控制炉体的加热系统断电；
当所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器监测的温度超过其温度报警值时，发出警报，先调高所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器的温度报警值和流量报警值，以消除报警，所述PLC控制冷却塔的抽水泵加大水流量，当所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续报警时，所述PLC控制炉体的加热系统断电。
温度/流量传感器报警，是为了提醒操作人员查看情况，并关注炉体情况，适时进行人为干涉；设定2~5min是操作人员的反应时间，当所述冷却水进水汇流排或所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续报警时，说明操作人员还未发现炉体运行出现了异常，为了保证炉体不被损坏，PLC控制炉体的加热系统断电。
本发明的有益效果：
1）使炉体能够有序降温，既避免了炉体降温过快，影响烧结产品的质量，又避免了因炉体降温不充分，引起设备断电而造成产品报废的后果；
2）该冷却系统给炉体精准温控加热系统提供保障，防止断电，大大提高产品质量。
附图说明
图1是本发明所述的电熔炉的炉体冷却系统的原理示意图。
图中：1、水箱，2、冷却塔，3、温度/流量传感器，4、球阀，5、压力表，6、温度计，7、压力传感器，8、冷却水进水汇流排，9、冷却水回水汇流排，10、控制装置。
具体实施方式
结合图1对本发明做进一步说明，一种电熔炉的炉体冷却系统，包括设有抽水泵的水箱1、设有抽水泵的冷却塔2、冷却水进水汇流排8、冷却水回水汇流排9以及控制装置10，所述控制装置10包括PLC和工控机，所述冷却水进水汇流排8和所述冷却水回水汇流排9的每个支路设有温度/流量传感器3，所述冷却水进水汇流排8和所述冷却水回水汇流排9的主管路设有压力传感器7，所述水箱中的水经所述冷却塔、所述冷却水进水汇流排进入炉体的冷却腔，最后经所述冷却水回水汇流排回至所述水箱，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器和压力传感器与所述PLC的输入端连接，所述PLC的输出端与所述冷却塔连接。所述控制装置10还用于控制炉体的加热系统的断电。
所述温度/流量传感器3为温度、流量一体传感器；所述冷却水进水汇流排8的支路管道通过球阀4与所述温度/流量传感器3连接，所述冷却水回水汇流排9的支路管道通过球阀4与所述温度/流量传感器3连接。
所述冷却水进水汇流排8和所述冷却水回水汇流排9的主管路上还设置有压力表5和温度计6。
所述冷却塔2通过风扇降温，所述PLC向所述冷却塔发出指令控制备用风扇的开启和关闭。
所述压力传感器7可以设置压力报警值。所述压力传感器7感应管道内冷却水的压力，将信号传输给所述PLC；所述压力传感器可以设置压力报警值，当压力高于压力报警值，所述压力传感器发出报警。
所述温度/流量传感器3可以设置温度、流量报警值。所述温度/流量传感器感应管道内冷却水的温度和流量，将信号传输给所述PLC；所述温度/流量传感器可以设置温度报警值和流量报警值，当所述冷却水进水汇流排的管道内的冷却水的温度高于温度报警值（如20℃）时，所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器发出报警，所述PLC控制所述备用风扇进一步降温，当所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续报警时，所述PLC控制炉体的加热系统断电；当所述冷却水回水汇流排的管道内的冷却水的温度高于一温度报警值（如40℃）时，所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器发出报警，所述PLC控制冷却塔的抽水泵加大水流量，当所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续报警时，所述PLC控制炉体的加热系统断电。
工作过程：
首先水箱1上的抽水泵启动，将冷却水抽到冷却塔2内，经过冷却塔2冷却，可以将水温降到20℃以内，冷却塔的抽水泵将冷却水输送到冷却水进水汇流排8，通过所述冷却水进水汇流排8将冷却水通过每个支路输送至炉体的冷却水腔，给炉体冷却，最终冷却水通过冷却水回水汇流排9上的每个支路将冷却水汇总到主管道回到水箱1。
正常情况下冷却水进水温度在20℃以内，回水管路冷却水温度在40℃以内，报警数值可以直接在温度/流量传感器和压力传感器上设置。
当进水温度超过20℃时，会产生报警，并将数据传输到PLC数据终端，PLC将会给冷却塔传输指令开启备用冷却风扇加大对冷却水降温，同时可以手动设置并调高温度报警值(如25℃)，以消除报警，否则，PLC将在2~5min内控制炉体加热系统断电；同样当回水温度超40℃时，温度/流量传感器会产生报警，并将数据传出到数据终端PLC，PLC将给出指令以调整水流量，同时可以手动调高温度报警值（45℃）和流量报警值（调高流量报警值，但不高于3bar），消除报警，否则，PLC将在2~5min内控制炉体加热系统断电。

Claims (8)

1.一种电熔炉的炉体冷却系统，包括设有抽水泵的水箱、设有抽水泵和降温设备的冷却塔、冷却水进水汇流排、冷却水回水汇流排以及控制装置，所述控制装置包括PLC和工控机，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排的每个支路设有温度/流量传感器，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排的主管路设有压力传感器，所述水箱中的水经所述冷却塔、所述冷却水进水汇流排进入炉体的冷却腔，最后经所述冷却水回水汇流排回至所述水箱，所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器和压力传感器与所述PLC的输入端连接，所述PLC的输出端与所述冷却塔连接。
2.根据权利要求1所述的电熔炉的炉体冷却系统，其特征在于：所述压力传感器可以设置压力报警值，所述温度/流量传感器可以设置温度、流量报警值。
3.根据权利要求1所述的电熔炉的炉体冷却系统，其特征在于：所述控制装置还用于控制炉体的加热系统的断电。
4.根据权利要求1所述的电熔炉的炉体冷却系统，其特征在于：所述冷却水进水汇流排和所述冷却水回水汇流排的主管路上还设置有压力表和温度计。
5.根据权利要求1所述的电熔炉的炉体冷却系统，其特征在于：所述冷却水进水汇流排的支路通过球阀与所述温度/流量传感器连接，所述冷却水回水汇流排的支路通过球阀与所述温度/流量传感器连接。
6.根据权利要求3所述的电熔炉的炉体冷却系统，其特征在于：当所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器监测的温度超过其温度报警值时，发出警报，所述PLC控制所述冷却塔的降温设备进一步降温，当所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续报警时，所述PLC控制炉体的加热系统断电。
7.根据权利要求6所述的电熔炉的炉体冷却系统，其特征在于：当所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器监测的温度超过其温度报警值时，发出警报，所述PLC控制冷却塔的抽水泵加大水流量，当所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续发出警报时，所述PLC控制炉体的加热系统断电。
8.一种基于权利要求7所述的炉体冷却系统的冷却工艺，其特征在于：包括以下步骤：所述水箱中的水经所述冷却塔、所述冷却水进水汇流排进入炉体的冷却腔，最后经所述冷却水回水汇流排回至所述水箱；
当所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器监测的温度超过其温度报警值时，发出警报，先调高所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器的温度报警值，以消除报警，所述PLC控制所述冷却塔的降温设备进一步对冷却水降温，当所述冷却水进水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续报警时，所述PLC控制炉体的加热系统断电；
当所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器监测的温度超过其温度报警值时，发出警报，先调高所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器的温度报警值和流量报警值，以消除报警，所述PLC控制冷却塔的抽水泵加大水流量，当所述冷却水回水汇流排上的温度/流量传感器在2~5min内持续报警时，所述PLC控制炉体的加热系统断电。
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