CN213772163U - 电渣重熔控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电渣重熔控制装置，包括熔炉底座、支架、悬挂装置、测距传感器和控制器；熔炉底座包括结晶器和工作台；支架设置于熔炉底座一侧，支架的长度方向与结晶器的轴向平行；悬挂装置包括升降机构、悬臂和夹持机构；升降机构可沿支架的长度方向移动；测距传感器包括相互对应的发射器和接收器，发射器设置在工作台的台面上，接收器设置在悬臂上；控制器分别与测距传感器和升降机构电连接。本实用新型提供的电渣重熔炉通过测量原料棒的实际长度，确定原料棒的剩余重量，取消了原本测量原料棒的且与悬挂装置一体化的称量装置，设备结构简单，能够大幅度降低电渣重熔炉的生产制造成本。

Description

电渣重熔控制装置

技术领域

本实用新型涉及电渣冶炼设备技术领域，特别是涉及一种电渣重熔控制装置。

背景技术

电渣重熔(ESR，electroslag remelting)，是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。电渣重熔主要用于提纯金属并获得晶粒更细密的钢锭，所得到的钢材的机械性能较佳，被广泛应用于航空航天、核工设备和重型锻造等领域。

在实际生产过程中，采用电渣重熔炉实现电渣重熔的工艺方案。电渣重熔炉的工作原理是，利用电力产生热能，并熔化进入到渣池特定位置的原料棒，原料棒的顶端不断熔化，形成的金属熔滴经过渣液清洗后，在水冷结晶器中结晶再形成电渣锭。通常情况下，需要实时称量原料棒的重量，以便于及时将原料棒送入到渣池当中。这就需要在电渣重熔炉中设置称量装置，该称量装置既要抓取并悬吊原料棒，又需要称量原料棒的重量，因此结构较为复杂，也造成电渣重熔炉的生产制造成本较高。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种电渣重熔控制装置。

本申请提供了一种电渣重熔控制装置，包括熔炉底座、支架、悬挂装置、测距传感器、电流检测传感器和控制器；

所述熔炉底座包括结晶器和工作台；

所述支架设置于所述熔炉底座一侧，支架的长度方向与所述结晶器的轴向平行；

所述悬挂装置包括升降机构、悬臂和夹持机构；所述悬臂与所述升降机构连接，所述悬臂通过所述升降机构与所述支架连接；所述悬臂的长度方向与所述结晶器的轴向垂直；所述升降机构可沿所述支架的长度方向移动；

所述测距传感器包括相互对应的发射器和接收器，所述发射器设置在所述工作台的台面上，所述接收器设置在所述悬臂上；所述电流检测传感器连接在所述结晶器的电路回路内，用于获取结晶器的工作电流大小；

所述控制器分别与所述测距传感器、所述电流检测传感器和所述升降机构电连接。

在其中一种实现方式中，所述夹持机构包括电磁部和电磁吸盘，所述电磁部与所述控制器电连接。

在其中一种实现方式中，所述夹持机构包括液压机以及与所述液压机连接的夹爪；所述夹爪包括伸缩杆和固定座，以及相对设置的左夹爪和右夹爪；所述左夹爪设置在所述伸缩杆的顶端；所述液压机设置在所述固定座内并与所述伸缩杆的底端连接，所述右夹爪设置在所述固定座上。

在其中一种实现方式中，所述左夹爪和所述右夹爪的夹持面均为弧面；所述左夹爪与所述伸缩杆可拆卸连接，所述右夹爪与所述固定座可拆卸连接。

在其中一种实现方式中，所述工作台的台面设有发射器安装槽，所述发射器安装槽的槽口设置有盖体，所述盖体与所述工作台铰接，所述盖体可在所述安装槽的槽口位置处转动。

在其中一种实现方式中，所述测距传感器为激光测距传感器。

本实用新型的实施例中提供的技术方案带来如下有益技术效果：

本实用新型提供的电渣重熔控制装置通过设置在与静态结晶器与动态悬挂装置上的测距传感器，以及与测距传感器连接的控制器，利用原料棒通常为圆柱棒状且直径恒定的特点，冶炼中通过电渣棒与电渣液面接触时感知的电流来确定激光测距的起始位置及剩余长度确定原料棒的剩余重量，取消了原本测量原料棒的且与悬挂装置一体化的称量装置，设备结构简单，能够大幅度降低电渣重熔控制装置的生产制造成本。本申请附加的方面和优点将在后续部分中给出，并将从后续的描述中详细得到理解，或通过对本实用新型的具体实施了解到。

附图说明

图1为本实用新型申请一实施例中电渣重熔控制装置的平面结构示意图；

图2为本实用新型申请另一实施例中电渣重熔控制装置的平面结构示意图。

附图标记说明：

10-原料棒；

100-熔炉底座，200-支架，300-悬挂装置，400-测距传感器；

110-结晶器，120-工作台；

121-发射器安装槽；

210-旋转机构，220-支撑臂；

310-升降机构，320-悬臂，330-夹持机构；

331-左夹爪，332-右夹爪；

410-发射器，420-接收器。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的可能的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文已经通过附图描述的实施例。通过参考附图描述的实施例是示例性的，用于使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面，而不能解释为对本实用新型的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本实用新型的特征是非必要技术的，则可能将这些技术细节予以省略。

相关领域的技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案以及该技术方案如何解决上述的技术问题进行详细说明。

本实用新型申请的实施例中提供了一种电渣重熔控制装置，如图1所示，包括熔炉底座100、支架200、悬挂装置300、测距传感器400、电流检测传感器(图中未示出)和控制器(图中未示出)。其中，熔炉底座100包括结晶器110和工作台120。结晶器110的作用在于将进入到结晶器110熔渣腔内的原料棒10先加热熔化，经滤渣后冷却结晶，形成处理后的铸锭。由于本实用新型申请对结晶器110未做改进，沿用现有技术的内容，故不作更多叙述。结晶器110设置在工作台120上，而工作台120至少包括一能够起支撑作用的平台，通常该平台与结晶器110的入料口平齐。

支架200设置于熔炉底座100一侧，支架200的长度方向与结晶器110的轴向平行。悬挂装置300包括升降机构310、悬臂320和夹持机构330；悬臂320与升降机构310连接，悬臂320通过升降机构310与支架200连接；悬臂320的长度方向与结晶器110的轴向垂直；升降机构310可沿支架200的长度方向移动。支架200用于将悬挂装置300悬置在结晶器110上方，以便于原料棒10方便地进入到结晶器110的熔炉中。

电流检测传感器用于检测结晶器中的电流变化状态，可具体将电流检测传感器连接在结晶器110的电路回路中。电流检测传感器可具体采用电流表，将结晶器110中的电流变化信号传导给控制器。冶炼中，原料棒10与电渣液面接触时感知的电流，与原料棒10未与电渣页面接触时所感知的电流明显不同，由于原料棒10位于结晶器110内，无法直接观察到原料棒10是否与结晶器110中的电渣液面接触，通过上述的电流检测传感器得到的电流变化，来决定测距传感器是否进行原料棒10的长度的测量。

测距传感器400包括相互对应的发射器410和接收器420，发射器410设置在工作台120的台面上，接收器420设置在悬臂320上。控制器分别与测距传感器400和升降机构310电连接。控制器在图1和图2中未示出，但作为电渣重熔控制装置的控制部件，设置在容易操作的位置处，例如可设置在工作台内，也可设置在支架内。本实用新型申请采用测距传感器400获取原料棒10的剩余长度，以此通过控制器计算原料棒10的剩余重量，实现由测距传感器400替代现有技术中的称量抓取装置，精简电渣重熔控制装置的结构。

控制器中的核心部分是至少一个处理器，这些处理器可以是CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)，通用处理器，DSP(Digital Signal Processor，数据信号处理器)，ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)，FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本实用新型公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

本实用新型提供的电渣重熔控制装置通过设置在与静态结晶器110与动态悬挂装置300上的测距传感器400，以及与测距传感器400连接的控制器，利用原料棒10通常为圆柱棒状且直径恒定的特点，通过测量原料棒10的实际长度，确定原料棒10的剩余重量，取消了原本测量原料棒10的且与悬挂装置300一体化的称量装置，设备结构简单，能够大幅度降低电渣重熔控制装置的生产制造成本。

可选的，夹持机构330包括电磁部和电磁吸盘，电磁部与控制器电连接。由于原料棒10通常是含铁材料，具有铁磁性。采用电磁铁形式的夹持机构330，能够使得电渣重熔控制装置的结构尽量精简，并且能够高效率运行，也即只需将电磁吸盘贴合在待熔炼的原料棒10的顶端，启动电磁部，即可夹持原料棒10。

可选的，本申请实施例的另一些实现方式中，如图2所示，夹持机构330包括液压机以及与液压机连接的夹爪；夹爪包括伸缩杆和固定座，以及相对设置的左夹爪331和右夹爪332；左夹爪331设置在伸缩杆的顶端；液压机设置在固定座内并与伸缩杆的底端连接，右夹爪332设置在固定座上。通过夹爪式的夹持机构330，尽管结构较电磁夹持机构330复杂，但具有实现方案简单，夹持力量大的特点，可适用于大型电渣重熔控制装置。液压机上的夹爪在液压机伸缩杆的伸缩下，左右两个夹爪能够改变间距，实现对原料棒10的夹持。

可选的，在本申请实施例上述实现方式的一种具体实施方式中，左夹爪331和右夹爪332的夹持面均为弧面；左夹爪331与伸缩杆可拆卸连接，右夹爪332与固定座可拆卸连接。将左夹爪331和右夹爪332的夹持面设置为弧面，能够提高夹爪的夹持面积，更牢固地夹持圆柱状的原料棒10。而将夹爪通过可拆卸连接的方式设置在夹持机构330上，则使得夹爪能够根据原料棒10的大小适应性更换，提高电渣重熔控制装置的产品适用范围。

可选的，在本申请实施例的某些实现方式中，工作台120的台面设有发射器安装槽121，发射器安装槽121的槽口设置有盖体，盖体与工作台120铰接，盖体可在安装槽的槽口位置处转动。测距传感器400是一种较为精密且往往较为昂贵的零部件，工作台120上经常会有大量灰尘、钢渣等物质，操作人员也往往可能踩在发射器410上。因此在工作台120的台面上设置发射器安装槽121，并且该发射器安装槽121设置有盖体，在电渣重熔控制装置熔炼过程中且发射器410运行时，打开盖体。此外，则关闭盖体，对发射器410进行保护。

当然，测距传感器400的发射器410和接收器420是成对使用的，也可将发射器410与接收器420位置对调。另外，在本申请实施例的一种实现方式中，所述测距传感器400为激光测距传感器400。测距传感器400通常可采用超声波测距传感器400、红外线测距传感器400或者激光测距传感器400，本申请可选用激光测距传感器400。

可选的，如图2所示，本申请提供的电渣重熔控制装置的支架200包括旋转机构210和支撑臂220，支撑臂220设置在旋转机构210上，该旋转机构210能够带动支撑臂220，以及连接在支撑臂220上的零部件运动。在需要装载原料棒10时，旋转机构210带动支撑臂220旋转到电渣重熔控制装置一侧的原料棒10处，夹持原料棒10后，旋转机构210带动支撑臂220旋转，直到原料棒10位于结晶器110正上方。

为更充分地理解本申请提供的电渣重熔控制装置，以下描述电渣重熔控制装置的工作过程：

夹持机构330夹持一根圆柱形原料棒10，该圆柱形原料棒10的直径已知，长度已知。将原料棒10悬置到结晶器110的熔炼部正上方，升降机构310下行，将原料棒10放入熔炼部中。原料棒10到达加热区，即原料棒10与结晶器110中已有的电渣液面接触，结晶器110中的电流发生突变，这种突变被控制器检测到，此时控制器控制测距传感器400运行，测量发射器410与接收器420之间的间距。原料棒10上的金属不断熔化，剩余原料棒10不在加热区中，也即剩余原料棒10不再与电渣液面接触，结晶器110中的电流再次发生突变，被控制器检测到的同时，控制升降机构310再次下行，并进一步以相同方式获取发射器410与接收器420之间的间距，测量原料棒10的实时剩余长度。如此，能够通过发射器410与接收器420之间的间距，计算剩余原料棒10的长度，计算剩余原料棒10的体积，根据原料棒10的已知密度，确定剩余原料棒10的重量，达到替代具有复杂结构的称量装置的目的。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种电渣重熔控制装置，其特征在于，包括熔炉底座、支架、悬挂装置、测距传感器、电流检测传感器和控制器；

所述熔炉底座包括结晶器和工作台；

所述支架设置于所述熔炉底座一侧，支架的长度方向与所述结晶器的轴向平行；

所述悬挂装置包括升降机构、悬臂和夹持机构；所述悬臂与所述升降机构连接，所述悬臂通过所述升降机构与所述支架连接；所述悬臂的长度方向与所述结晶器的轴向垂直；所述升降机构可沿所述支架的长度方向移动；

所述测距传感器包括相互对应的发射器和接收器，所述发射器设置在所述工作台的台面上，所述接收器设置在所述悬臂上；所述电流检测传感器连接在所述结晶器的电路回路内，用于获取结晶器的工作电流大小；

所述控制器分别与所述测距传感器、所述电流检测传感器和所述升降机构电连接。

2.根据权利要求1所述的电渣重熔控制装置，其特征在于，所述夹持机构包括电磁部和电磁吸盘，所述电磁部与所述控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的电渣重熔控制装置，其特征在于，所述夹持机构包括液压机以及与所述液压机连接的夹爪；所述夹爪包括伸缩杆和固定座，以及相对设置的左夹爪和右夹爪；所述左夹爪设置在所述伸缩杆的顶端；所述液压机设置在所述固定座内并与所述伸缩杆的底端连接，所述右夹爪设置在所述固定座上。

4.根据权利要求3所述的电渣重熔控制装置，其特征在于，所述左夹爪和所述右夹爪的夹持面均为弧面；所述左夹爪与所述伸缩杆可拆卸连接，所述右夹爪与所述固定座可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的电渣重熔控制装置，其特征在于，所述工作台的台面设有发射器安装槽，所述发射器安装槽的槽口设置有盖体，所述盖体与所述工作台铰接，所述盖体可在所述安装槽的槽口位置处转动。

6.根据权利要求1所述的电渣重熔控制装置，其特征在于，所述测距传感器为激光测距传感器。

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