CN218946345U - 一种金属铝深井铸造工艺安全系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属铝深井铸造工艺安全系统，包括熔炉、流槽、应急坑、铸造井和铸造机；熔炉的燃气管道上设置有紧急自动切断阀、低压监测装置和高压监测装置；流槽上设置有快速切断阀，应急坑的引流槽上设置有紧急排放阀，流槽的上方设置有非接触式液位检测仪；铸造井外沿的一边设置轨道，轨道上设置有若干个非接触式测温仪；铸造机的冷却水进水管道上设置流速检测仪；铸造井的出口管道上设置有温度监测仪。实际应用中，当燃气压力过低或过高时关闭紧急自动切断阀。当流槽内铝液液位过高时、冷却水流速过低时、铸造机泄漏的铝液从铸锭之间掉落时，或者铸造井出水温度高过时，快速切断阀关闭，紧急排放阀打开，避免铝液与水接触发生爆炸。

Description

一种金属铝深井铸造工艺安全系统

技术领域

本实用新型涉及铝加工安全生产技术领域，特别涉及一种金属铝深井铸造工艺安全系统。

背景技术

铝液与水接触发生爆炸是金属铝深井铸造工艺中最严重的生产安全事故。发生铝液遇水爆炸事故的作业环节主要有以下几方面：(1)炉膛发生燃气爆燃导致炉体开裂铝液外流；(2)铸造机模盘平台铝液外溢；(3)铸造机铝液漏入铸造井。然而，现有的工艺技术，未在流槽上设置快速切断阀和紧急排放阀，未在流程侧下方设置应急储存设施即应急坑，未设置安全联锁系统，工艺自动化控制程度低、本质安全弱，在实际生产中铝液与水接触发生爆炸的事故时有发生。因此，有必要提出一种新的金属铝深井铸造工艺安全系统，提高金属铝深井铸造的安全生产保障能力。

可见，现有工艺安全技术有待改进与提高。

实用新型内容

鉴于上述现有金属铝深井铸造工艺安全的不足之处。本实用新型的目的在于提供一种金属铝深井铸造工艺安全系统，旨在解决现有金属铝深井铸造工艺的安全技术问题，有效预防熔融铝液与水接触发生爆炸。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种金属铝深井铸造工艺安全系统，包括熔炉、流槽、应急坑、铸造机和铸造井；应急坑的引流槽连通流槽，熔炉连接有燃气管道和空气管道，空气管道上设置有鼓风机，熔炉的燃气管道上设置有低压监测器和高压监测器、紧急自动切断阀；在流槽上设置有快速切断阀；在应急坑的引流槽与流槽的接口处设置有紧急排放阀；在流槽的正上方设置有非接触式液位监测仪；在铸造井的一外边沿安装轨道，轨道上设置有若干个可调节的非接触式温度监测器；铸造机的冷却水进水管道上设置流速监测器；铸造井的冷却水出口管道上设置有接触式温度监测器。

优选地，所述非接触式液位监测仪为红外线激光液位监测仪。

优选地，所述接触式温度监测器为电偶测温仪。

进一步地，在与轨道平行的那个方向上，铸造机有N排结晶器，轨道上共设置(N-1)个非接触式温度监测器；在水平面的投影中，每相邻两列结晶器之间的间隙中央位置都对应地设置有一个非接触式温度监测器；各个非接触式温度监测器的高度低于铸造机模盘。

进一步地，低压和高压监测器的控制器上方设置有第一报警器；非接触式液位监测仪的控制器上方设置有第二报警器；非接触式温度监测器的控制器上方设置有第三报警器；流速检测器的控制器上方设置有第四报警器；接触式温度监测器的控制器上方设置有第五报警器。

进一步地，第一报警器、第二报警器、第三报警器、第四报警器和第五报警器均为声光报警器。

有益效果：相比现有技术，本发提供的金属铝深井铸造工艺安全系统，能够对于金属铝深井铸造过程中发生的严重故障进行及时处理。当燃气压力过低或超高时燃气管道上的紧急自动切断阀关闭，防止炉膛发生燃气爆燃，炉体开裂、铝液外流；当流槽内铝液液位超高时，流槽上的快速切断阀自动关闭，阻断铝液继续流入铸造机，紧急切断阀自动打开将铝液引流至应急坑内，同时声光报警器蜂鸣，从而有效防止铸造机模盘平台发生铝液外溢、流入铸造井内；当铸造机的冷却水断水时铝液不能冷凝成铸锭、会流入铸造井内，这时流槽上的快速切断阀自动关闭，紧急切断阀自动打开将铝液引流至应急坑内，同时声光报警器蜂鸣；或者在铸造过程中发生铝液漏入铸造井内时，设置在铸造井外边沿的非接触式温度监测器检测到铸锭之间的间隙有铝液漏井，流槽上的快速切断阀自动关闭，紧急切断阀自动打开将铝液引流至应急坑内，同时声光报警器蜂鸣；倘若非接触式温度监测器未检测到铝液漏井，铝液继续泄漏将导致铸造井内的冷却水温度迅速升高，这时候流槽上的快速切断阀自动关闭，紧急切断阀自动打开将铝液引流至应急坑内，同时声光报警器蜂鸣，双重预防铝液漏井发生爆炸。

附图说明

图1为本实用新型提供的金属铝深井铸造工艺安全系统的示意图。

图2为图1中S区域的局部放大图。

具体实施方式

本实用新型提供一种金属铝深井铸造工艺安全系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种金属铝深井铸造工艺安全系统。附图仅用于解释本实用新型的原理，不与实际产品成比例。铸造井实际位于地面以下，图中只画了铸造井的3个侧壁以便于观察到铸锭591(或称“铝棒”)。对于空气管道18、鼓风机19、电子点火器(图中未画出)等常规，本文不作详细描述。

一种金属铝深井铸造工艺安全系统，包括熔炉2、流槽3、应急坑4、铸造井6和铸造机5(图中仅示意性画出铸造机的模盘5和引锭底座58)，应急坑的引流槽连接至流槽，熔炉连接有燃气管道1和空气管道18，空气管道上设置有鼓风机19；熔炉的燃气管道上设置有紧急自动切断阀11、低压监测器12和高压监测器13；流槽上设置有快速切断阀31，应急坑的引流槽40与流槽3的接口处设置有紧急排放阀41，流槽的上方设置有非接触式液位监测仪30；铸造井外一外边沿设置有轨道50，轨道上设置有若干个非接触式温度监测器51；铸造机的冷却水进水管道7上设置流速监测器71；铸造井的出口管道8上设置有接触式温度监测器81。

优选地，非接触式温度监测器为红外线激光测温仪。

如图2所示，在与轨道平行的那个方向上，铸造机有N排结晶器，轨道上共设置(N-1)个非接触式温度监测器；在水平面的投影中，每相邻两列结晶器之间的间隙中央位置都有对应地设置有一个非接触式温度监测器；各个非接触式温度监测器的高度低于铸造机的模盘。

需要说明的是，由于模盘上的结晶器呈阵列分布(附图示意性画出了4×4的排列，但不限定于此)，本申请不限定把轨道具体设置在铸造机的哪一边，也不限定非接触式温度监测器的具体个数，由实际应用中结晶器的排数决定。

上述各个非接触式温度监测器优选为红外线测温仪。图2中箭头所示为测温仪发出红外线的方向(即：从相邻两排铸锭的中间穿过)。

上述非接触式温度监测器的布置方式的原理和意义在于：铸造机铝液泄入铸造井中遇水爆炸需要一定量的铝液，且大量的铝液流入铸造井内需要一个较长的时间过程。如图2所示，倘若铝液沿铸锭591下流势必会被冷却水冷凝而不会发生爆炸。只有那些从铸锭之间的间隙落入到铸造井的铝液才会与水接触发生爆炸。因此，实际生产时，上述各个非接触式温度监测器发出的红外线从相邻两列铸锭顶部之间的位置穿过，如果检测到温度过高，则说明有铝液从铸锭之间直接掉落到铸造井内。

在铸造井的冷却水出口管道上设置接触式温度监测器81是一种补强措施，因为铝液泄漏到铸造井中，会导致铸造井的冷却水的温度升高。如果监测到铸造井的出水管的水温超出上限，则说明有铝液泄漏到铸造井中。即，通过设置非接触式温度监测器51和温度监测仪81对于防止铝液在铸造井中与冷却水发生爆炸起到了双重保险的作用。

进一步地，低压监测装置和高压监测器的控制器上方设置有第一报警器；非接触式液位监测仪的控制器上方设置有第二报警器；非接触式温度监测器的控制器上方设置有第三报警器；冷却水流速检测器的控制器上方设置有第四报警器；铸造井出水口的接触式温度监测的控制器上方设置有第五报警器。

附图未画出第一报警器、第二报警器、第三报警器、第四报警器和第五报警器，实际应用中，可以根据具体情况确定这些报警器的安装位置。第一报警器、第二报警器、第三报警器、第四报警器和第五报警器均为声光报警器。

实际应用中，把低压监测器和超高压监测器分别与紧急自动切断阀联锁设置，把低压监测器和超高压监测器分别与第一报警器联动设置；把非接触式液位监测仪分别与快速切断阀和紧急排放阀联锁设置；把非接触式液位监测仪与第二报警器联动设置；把各个非接触式温度监测器分别与快速切断阀联锁设置，把各个非接触式测温度监测器分别与紧急排放阀联锁设置，把各个非接触式温度监测器分别与第三报警器联动设置；把流速监测器分别与快速切断阀和紧急排放阀联锁设置，把流速监测器与第四报警器联动设置；把接触式温度监测器分别与快速切断阀和紧急排放阀联锁设置，把接触式温度监测器与第五报警器联动设置。

本文所述的“联锁”、“联动”通过PLC(可编程逻辑控制器)来实现，由于PLC控制联锁和联动本身是工业自动化控制的常用手段，本文不再具体画出PLC的接线图。

正常生产过程中，可以自动地处理如下故障：

(1)如果发生燃气管道压力过低或超高，则紧急自动切断阀关闭，第一报警器发生报警信号；

(2)如果流槽内的液位过高，则快速切断阀关闭，紧急排放阀打开，第二报警器发出报警信号；

(3)如果铸造机泄漏的铝液从铸锭之间掉落，则快速切断阀关闭，紧急排放阀打开，第三报警器发出报警信号；

(4)如果铸造机的冷却水流速过低，则快速切断阀关闭，紧急排放阀打开，第四报警器发出报警信号；

(5)如果铸造井出口管道的水温过高，则快速切断阀关闭，紧急排放阀打开，第五报警器发出报警信号。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种金属铝深井铸造工艺安全系统，包括熔炉、流槽、应急坑、铸造机和铸造井；应急坑的引流槽连通流槽，熔炉连接有燃气管道和空气管道，空气管道上设置有鼓风机，其特征在于，熔炉的燃气管道上设置有低压监测器和高压监测器、紧急自动切断阀；在流槽上设置有快速切断阀；在应急坑的引流槽与流槽的接口处设置有紧急排放阀；在流槽的正上方设置有非接触式液位监测仪；在铸造井的一外边沿安装轨道，轨道上设置有若干个可调节的非接触式温度监测器；铸造机的冷却水进水管道上设置流速监测器；铸造井的冷却水出口管道上设置有接触式温度监测器。

2.根据权利要求1所述的金属铝深井铸造工艺安全系统，其特征在于，所述非接触式液位监测仪为红外线激光液位监测仪。

3.根据权利要求1所述的金属铝深井铸造工艺安全系统，其特征在于，所述接触式温度监测器为电偶测温仪。

4.根据权利要求1所述的金属铝深井铸造工艺安全系统，其特征在于，在与轨道平行的那个方向上，铸造机有N排结晶器，轨道上共设置(N-1)个非接触式温度监测器；在水平面的投影中，每相邻两列结晶器之间的间隙中央位置都对应地设置有一个非接触式温度监测器；各个非接触式温度监测器的高度低于铸造机模盘。

5.根据权利要求1所述的金属铝深井铸造工艺安全系统，其特征在于，低压和高压监测器的控制器上方设置有第一报警器；非接触式液位监测仪的控制器上方设置有第二报警器；非接触式温度监测器的控制器上方设置有第三报警器；流速检测器的控制器上方设置有第四报警器；接触式温度监测器的控制器上方设置有第五报警器。

6.根据权利要求5所述的金属铝深井铸造工艺安全系统，其特征在于，第一报警器、第二报警器、第三报警器、第四报警器和第五报警器均为声光报警器。

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