CN116177866A - 一种电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电熔法赤泥用岩棉生产线容重技术领域，具体涉及一种电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统，包括：电熔炉、成纤区、集棉机、捕集区、摆锤驱动、成棉区、挡边辊、称重带、预压机、打褶机、主线驱动区，其步骤包括：S1：启动本系统时，系统将根据离心机功率估算成纤流量；S2：称重控制系统测量成纤面密度重量，并反馈信号修正估算成纤量；S3：根据估算成纤量修正值，系统控制主线速度，进而调整捕集带和摆锤速度；S4：纤维流量和捕集带初棉容重设定值，控制捕集带电动机速度和摆锤速度；S5：纤维流量估算后修正值控制主线速度，从而调整打褶机电动机速度和成棉带速。及时响应、自动调节各传送带的速度，稳定容重波动在较小的范围内。

Description

一种电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统

技术领域

本发明属于电熔法赤泥用岩棉生产线技术领域，具体涉及一种电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统。

背景技术

因电熔融炉的熔化炉中熔体流量会有起伏，成棉量也会受其变化，从而在捕集带、成型带、摆锤的棉量也跟随变化，使得岩棉制品容量起伏。容量的过大变化很容易造成质量不足，使得产品均一性较差。

为避免上述问题，目前很多岩棉工厂是通过精准电子称判断，由工作人员根据其数据，经验判断、手动间歇式调整后段各传送带的速度；这在很大程度上依赖操作员的熟练程度和责任心。即便如此，容重波动也很容易超出±10%，且粘合剂的施加量无法跟随产量波动而变化，给工厂造成很大浪费，增加了生产成本，也容易衍生出其它质量问题。

发明内容

一种电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统，包括：电熔炉、成纤区、集棉机、捕集区、摆锤驱动、成棉区、挡边辊、称重带、预压机、打褶机、主线驱动区，其步骤包括：S1：启动本系统时，系统将根据离心机功率估算成纤流量；S2：称重控制系统测量成纤面密度重量，并反馈信号修正估算成纤量；S3：根据估算成纤量修正值，系统控制主线速度，进而调整捕集带和摆锤速度；S4：纤维流量和捕集带初棉容重设定值，控制捕集带电动机速度和摆锤速度；S5：纤维流量估算后修正值控制主线速度，从而调整打褶机电动机速度和成棉带速。

在本发明的一可选实施例中，电熔炉包括出渣口、石墨电极和窑头料仓。

在本发明的一可选实施例中，石墨电极的数量为3个。

在本发明的一可选实施例中，窑头料仓的数量为4个。

在本发明的一可选实施例中，摆锤驱动中摆锤速度是由棉宽和捕集带速度决定。

在本发明的一可选实施例中，打褶机用于长度方向压缩以便纤维重新定向，来达到主要棉层横向支撑。

在本发明的一可选实施例中，打褶机的打褶因素包括面密度称量和称重控制器。

本发明的技术效果在于：电熔法赤泥岩棉生产线容重自动控制系统，着眼于计算机可编程技术（PLC），根据离心机功率、电子称称重信号和相关修正参数来量化熔体流量，并及时响应、自动调节各传送带的速度，以达到并稳定容重波动在较小的范围内。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

成纤量因电熔炉熔体流量而变化。成纤量变化，流入捕集带的棉量也跟着变化。容重控制系统着眼于调节各传送带的速度，保持容重在一定范围内，称之为容重控制系统。离心机功率用于当前纤维流量的一种量度。根据离心机的功率估算纤维流量，然后容重控制系统根据摆锤下的称重控制器，对所估算的纤维流量进行修改。根据修正的纤维流量，容重控制系统决定对各传送带加速或减速。

操作模式：如果产量太低，系统将降低生产线速度；如果产量太高，系统将提高生产线速度；成棉的面密度重量被摆锤下称重控制器所监测。

控制原理:根据离心机功率，估算成棉量；根据估算成棉量，控制树脂流量和防尘油流量；

使用FIFO系统，估算摆锤处成棉量；根据摆锤处成棉量，控制摆锤速度；根据打褶机速度和线速度，控制成棉带速度；根据成棉量，控制主线速度；测量成棉带上成棉重量；根据成棉带上棉重，修改估算成棉量；根据主线电子称重量，调整称重控制器精度。

电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统包括：电熔炉、成纤区、集棉机、捕集区、摆锤驱动、成棉区、挡边辊、称重带、预压机、打褶机、主线驱动区，其步骤包括：

S1：启动本系统时，系统将根据离心机功率估算成纤流量；

S2：称重控制系统测量成纤面密度重量，并反馈信号修正估算成纤量；

S3：根据估算成纤量修正值，系统控制主线速度，进而调整捕集带和摆锤速度；

S4：纤维流量和捕集带初棉容重设定值，控制捕集带电动机速度和摆锤速度；

S5：纤维流量估算后修正值控制主线速度，从而调整打褶机电动机速度和成棉带速。

其中，操作员设置时需要输入：

1：容重设定点（操作员输入容重）；

2：厚度设定点（操作员输入厚度）；

3：离心机选择（操作员离心机选择）；

4：离心机功率去皮：

启动离心机到稳定速度，且离心轮上无熔体时进行。去皮前输入按钮时

红色的；去皮后是绿色的，去皮后的净功率储存在系统中

5：生产模式的启动：

当出渣口投入运行且熔体已到离心轮上时，按下此按钮。无论系统是自

动控制或手动控制，此按钮必须按下

6：自动/半自动/手动选择：半自动显示一部分控制系统处于自动，而另一部分处于手动状态

7：压缩比（操作员输入打褶机压缩比）；

8：粘合剂设定点（粘合剂设定点单位是：升/吨产量）；

9：防尘油设定点（防尘油设定点单位是：升/吨产量）；

10：硅烷设定点（硅烷设定点单位是：升/吨产量）；

11：其他油设定点（其他油设定点单位是：升/吨产量）；

12：初始棉密度：利用此输入来调节初始棉密度，这将改变集棉带的速度

成棉量的估算：成棉量的估算原理：成纤量增加会增加能量的消耗。测量功率是本系统最重要的信号之一。一旦离心机启动到速度稳定时，离心机功率必须去皮。总净功率是用作捕集室瞬时成棉量的指示。离心机功率与成棉量的关系被输入到一个对照表中，对不同的离心机均提供基本相同的成棉量曲线。系统一旦进入自动，成棉量估算值就不断地由称重控制器进行修正。对照表误差越小，负责估算成棉量的控制系统可靠性就越高。

成棉量系数：

虽然误差变化较慢，仍可以使用称重控制器测量的面密度，对估算纤维流量不停地修正。这种修正由比例-积分-微分控制器完成。通常值是100% 或1 （不修正）；当值<100%或<1指示估算过高；当值>100% 或>1指示估算过低；该值必须在50% 到150%或0.5<成纤系数<1.5；成纤系数过于频繁的变化指示成纤量不稳定，原因可能来源于：熔体到达离心机位置不理想、离心轮被卡住、离心机皮带打滑、铁水过高、其他。

树脂控制：

在手动状态，操作员设定树脂流量的单位是：升/小时。系统在自动状态时，树脂量就由自动调节，这将减少树脂使用量，从而降低成本。

摆锤速度：

摆锤速度是由棉宽和捕集带速度计算得来，可以使用棉宽修正改变摆锤速度。

棉宽修正：

由于初始棉拉伸和在线驱动误差，成棉宽度不一定与设定值相同。在此情况下，操作员不能直接调节宽度设定，只能改变宽度修正值，进行宽度设定值参与面密度计算。

Z字形棉边沿修正系数：

在产品容重低时（主线速度较高），初始棉会形成Z字形而预先“消耗”掉，从而使棉变窄。这里利用Z字形棉边沿修系数以降低摆锤速度加以补偿。

FIFO初始棉滞后缓冲器：

从离心机成纤到摆锤出棉有一段传送时间差。这段延时通过输入计算出来的/初始面密度（或更精确的单位长度重量），到FIFO滞后缓冲器来模拟。如果在自动系统中发生了任何改变，也必须让初始棉从集棉室进口走到摆锤出口之后，才能得到执行。

捕集带速度：

初始纤维带的厚度根据初始容重设定的纤维流量调节捕集带速度得到。如果需要初始纤维带密度大，捕集带将减速；反之，则加速。

主线速度：

固化炉速度决定着产品的容重。打褶压缩要加快成型带速度，而不是减慢固化炉速度。

打褶压缩：长度方向压缩以便纤维重新定向，来达到主要棉层横向支撑。可控性的打褶是分几步完成的。操作员输入产品特定参数打褶比，此外有反应打褶步骤表现的打褶分布参数，这些参数由机器配比设定（打褶机各传动辊的转速比会自动设定）。面密度称量–称重控制器。由于成纤流量是基于粗略的相关测量上，就需要面密度称量来核实和校正这个估算值。这个称重系统需要清洁、称重的支撑辊应能自由运转。

PID比例微积分设定点：

点击PID,将得到这个界面，应用该界面我们可以控制各泵的流量。

启动系统到自动状态：

1.1.1. 系统启动；

1.1.1. 在离心机电动机运行平稳后熔体流到离心轮上之前，进行离心机功率去皮；

1.1.2. 在出渣口工作时按下启动按钮；

1.1.3. 在手动状态下等待10分钟出棉稳定后，成纤量估算值应该显示；

1.1.4. 手动值有很大的不同，这就意味着成纤量估算值不正确，应该手动修正；

1.1.5. 调整系数直到纤维流量改变主线自动设定点接近手动设定点；

1.1.6. 如果自动/手动值有很大的不同，这就意味着初始棉设定值不正确，应该手动修正；

1.1.7. 调整初始棉容重设定值直到捕集带手动和自动设定值相符；

1.1.8. 检查系统是否具备进入自动状态的条件；

1.1.9. 如果没具备进入系统条件说明有一项或多项变化太大不满足进入自动的设定；

1.1.10. 当所有指示灯变绿时，指示系统具备自动条件；

1.2. 系统停止；

下列工况将不能使用容重控制系统：

1.2.1. 系统非常不稳定；

1.2.2. 放铁水的时候；

1.2.3. 生产树脂棉或低容重产品；

1.3. 运行中的调整；

当系统处于自动运行时，容重控制系统可以根据需要进行调整。一些变化可以使系统继续保持自动状态，另一些变化将冻结反馈回路，使系统仅仅在离心机的功率控制下运行。

下列变化之一将冻结反馈回路：

1.3.1. 离心机纤维流量小于2.5吨/小时；

1.3.2. 流槽和出渣口按钮没有按下；

1.3.3. 容重设定值被更改；

1.3.4. 主线速度板块在手动状态；

1.3.5. PID模块成纤系数在手动模式；

1.3.6. 主线速度已达最大；

1.3.7. 重量修正系数已经更改；

在这些工况下，以上变化将被跟踪，并且成纤系数反馈，直到棉从捕集带室到达称重控制器。

1.4. 校准；

1.4.1. 升降调整；

称重带两边的顶举螺丝必须松开，以便称重带在任何时候都不接触顶重螺丝；

只有当人员在称重带上行走或称重传感器线路断时，顶举螺丝才有作用。

1.4.2. 平衡调整

称重带应该总是用称重传感器的吊线悬挂。施加在吊线上的力不能太大。相反，如果称重传送带没有被悬挂，将不能记录出正确的重量。

1.4.3. 称重传感器的布置；

每个称重传感器必须均匀地悬挂；

检查称重传感器的碎物并清洁；

提升称重带到最高位置，检查并确认称重传送带是否被称重传感器所悬挂；

放低称重带到最低位置，检查并确认称重传送带是否被称重传感器所悬挂。

1.4.5. 称重传感器的调整：提升称重带到最高位置；确保称重传感器顶部清洁干净，侧部没有被摆锤所阻碍；应该指示这个位置1～20mm清空称重传送带，确保无负载或任何障碍物。称也必须清空，无重量在其上面；升高或降低称重传送带从12mm～800mm，重量会保持在大约6Kg，如果不是，则需要全部重复校正程序。

1.4.6. 线密度控制调整

如果重量秤显示器指示如上描述的正确重量，那么可以运行在线容重控制器。在使用之前，在秤上的岩棉重量必须校正，以便读到正确的数据。通过调节以下组态参数来得到生产线尾端正确的密度值。开始启动生产线，生产良好稳定的出棉；当生产线速度稳定时，在30分钟内不要做任何大的调整；记录上述状态下密度显示数据。

电熔法赤泥岩棉生产线容重自动控制系统，着眼于计算机可编程技术（PLC），根据离心机功率、电子称称重信号和相关修正参数来量化熔体流量，并及时响应、自动调节各传送带的速度，以达到并稳定容重波动在较小的范围内。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解 本文和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本发明精神和范围的一部分。

另外，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (6)

1.一种电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统，其特征在于，包括：

电熔炉、成纤区、集棉机、捕集区、摆锤驱动、成棉区、挡边辊、称重带、预压机、打褶机、主线驱动区，所述打褶机的打褶因素包括面密度称量和称重控制器，其步骤包括：

S1：启动本系统时，系统将根据离心机功率估算成纤流量；

S2：称重控制系统测量成纤面密度重量，并反馈信号修正估算成纤量；

S3：根据估算成纤量修正值，系统控制主线速度，进而调整捕集带和摆锤速度；

S4：纤维流量和捕集带初棉容重设定值，控制捕集带电动机速度和摆锤速度；

S5：纤维流量估算后修正值控制主线速度，从而调整打褶机电动机速度和成棉带速。

2.根据权利要求1所述的电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统，其特征在于，所述电熔炉包括出渣口、石墨电极和窑头料仓。

3.根据权利要求2所述的电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统，其特征在于，所述石墨电极的数量为3个。

4.根据权利要求2所述的电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统，其特征在于，所述窑头料仓的数量为4个。

5.根据权利要求1所述的电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统，其特征在于，所述摆锤驱动中摆锤速度是由棉宽和捕集带速度决定。

6.根据权利要求1所述的电熔法赤泥用岩棉生产线容重控制系统，其特征在于，所述打褶机用于长度方向压缩以便纤维重新定向，来达到主要棉层横向支撑。