WO2021134950A1 - 一种电渣炉喂线方法 - Google Patents

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Abstract

一种电渣炉喂线方法，包括将线材安装于喂线机（2）中，启动喂线机（2），使线材依次经过调直机（4）和绝缘套管（5），然后停止喂线机（2）；将需电渣的电极（14）安装在电渣炉上，并放入结晶器（12）中；启动控制系统（10），开始电渣生产，控制系统（10）对获取到的所述重量信息、长度信息和位置信息进行处理，并与预设的工艺参数进行对比形成对比结果；控制系统（10）根据对比结果发出控制指令，自动调节喂线机（2）的喂线速度和升降机（3）的升降高度。

Description

一种电渣炉喂线方法 技术领域
本发明涉及一种冶金装置喂线方法，尤其涉及一种电渣炉喂线方法。
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。由于需电渣重熔的电极与结晶器间的间距小，且电极与结晶器均匀导电体、电压高，若用金属丝补加到结晶器内，容易造成金属丝与结晶器短路损坏结晶器，目前生控制金属材料的成份的方式主要有二种，一种是生产电极时，预先计算好活泼金属元素的损失量，增大电极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，本发明提供了一种电渣炉喂线方法。
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电渣炉喂线方法。
为实现前述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种电渣炉喂线方法，所述电渣炉包括主体和喂线装置，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；所述主体包括立柱、电极和结晶器，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，所述喂线方法包括以下内容：
将线材安装于喂线机中，启动喂线机，使线材依次经过调直机和绝缘套管，然后停止喂线机；
将需电渣的电极安装在电渣炉上，并放入结晶器中；
启动控制系统，开始电渣生产，所述控制系统对获取到的所述重量信息、长度信息和位置信息进行处理，并与预设的工艺参数进行对比形成对比结果；所述控制系统根据对比结果发出控制指令，自动调节喂线机的喂线速度和升降机的升降高度。
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。
进一步地，所述控制系统对所述重量信息处理后，得到电渣形成于结晶器中的合金液的液面高度。
进一步地，所述控制系统根据所述液面高度和位置信息，使所述绝缘套管和所述合金液的液面距离保持恒定。
进一步地，所述绝缘套管将所述线材垂直地导入所述合金液中；线材垂直的导入到合金液中，可以更精准的控制线材的加入量。
进一步地，所述控制系统通过处理所述重量信息和长度信息，与预设工艺参数进行比对，进而控制喂线机的喂丝速度，使喂入的线材的量与电渣形成的合金液的重量比例保持恒定。
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。
进一步地，所述的减速机、喂线主动轮和喂线从动轮至少设有二套。
进一步地，所述喂线机的一侧还设有放线架，所述放线架用于放置线材。
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。
进一步地，所述电渣炉包括立柱、电机、电极、电极支架和结晶器，所述结晶器设于所述立柱的一侧，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。
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。
本发明有益效果：
本发明提供的喂线方法通过控制系统实时获取被电渣的电极的重量信息、线材的喂入长度信息，并与预设的工艺参数进行对比处理，从而控制喂线机的喂线速度，使喂入的线材的量与电极电渣形成的合金液的重量比例保持恒定；该方法具有操作简单、自动化程度高、控制精准的优点。
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。本文对于操作方法描述，除非另有说明的，否则操作步骤的顺序不分先后，本领域技术人员能够对上述顺序进行变换而并不离开本发明的保护范围。
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，所述电渣炉包括主体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1、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；在升降机3上还设有绝缘套管5和位置传感器9，所述绝缘套管5安装于滑动平台34上，所述位置传感器9用于获取绝缘套管5的位置信息。
如图1、图4所示，所述调直机4包括安装板41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；在调直机4的出线口处还设有长度传感器8，所述长度传感器8可以获取通过调直机4的出线口的线材的出线长度信息。
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。
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。
所述电渣炉的喂线方法如下：
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。
实施例1
本发明电渣炉喂线方法用于3吨的电渣炉上，以Q235钢为电极，电渣熔速为6.5±0.3Kg/min，稀土金属的加入量为0.10-0.12％，结晶器直径为400mm，线材17为包芯线，包芯线外层为Q235钢带、稀土金属含量为80g/m，具体如下步骤：
将线材17安装在放线架6上；
将线材17安装于喂线机2中，启动喂线机2，使线材依次经过喂线机2、出线导管7、调直机4和绝缘套管5，停止喂线机；
将需电渣电极14安装在电渣炉上，并放入结晶器12中；
启动控制系统10，开始电渣生产，控制系统10对获取到的所述重量信息、长度信息和位置信息进行处理，并与预设的工艺参数进行对比形成对比结果；控制系统10根据对比结果发出控制指令，自动调节喂线机2的喂线速度和升降机3的升降高度；
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。
实施例2
本发明电渣炉喂线方法用于具5吨的电渣炉上，以H13钢(其中C含量0.32-0.45％，Si含量0.80-1.20％，Mn含量0.20-0.50％，Cr含量4.75-5.50％，Mo含量1.10-1.75％，V含量0.80-1.20％)为电极，电渣熔速为8.2±0.4Kg/min，稀土金属的加入量为0.15-0.17％，结晶器直径为500mm；包芯线外层为钢带(其中C含量0.32-0.45％，Si含量0.80-1.20％，Mn含量0.20-0.50％)，里面的芯线成份为稀土金属，含量为80g/m，具体如下步骤：
将线材17安装在放线架6上；
将线材17安装于喂线机2中，启动喂线机2，使线材依次经过喂线机2、出线导管7、调直机4和绝缘套管5，停止喂线机；
将需电渣电极14安装在电渣炉上，并放入结晶器12中；
启动控制系统10，开始电渣生产，控制系统10对获取到的所述重量信息、长度信息和位置信息进行处理，并与预设的工艺参数进行对比形成对比结果；控制系统10根据对比结果发出控制指令，自动调节喂线机2的喂线速度和升降机3的升降高度；
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。
将本发明和原有技术取电渣生产的钢锭，分别从头部、中间、尾部取样进行分析稀土含量对比，结果如下：
Figure PCTCN2020082426-appb-000001
Figure PCTCN2020082426-appb-000002
由上表可以看出，本发明提供的喂线方法通过控制系统实时获取被电渣的电极的重量信息、线材的喂入长度信息，并与预设的工艺参数进行对比处理，从而控制喂线机的喂线速度，使喂入的线材的量与电极电渣形成的合金液的重量比例保持恒定；通过本发明提供的方法可以显著提高产品的合格率；同时，具有操作简单、自动化程度高、控制精准的优点。
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 (10)

  1. 一种电渣炉喂线方法，所述电渣炉包括主体和喂线装置，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；所述主体包括立柱、电极和结晶器，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，其特征在于，所述喂线方法包括以下内容：
    将线材安装于喂线机中，启动喂线机，使线材依次经过调直机和绝缘套管，然后停止喂线机；
    将需电渣的电极安装在电渣炉上，并放入结晶器中；
    启动控制系统，开始电渣生产，所述控制系统对获取到的所述重量信息、长度信息和位置信息进行处理，并与预设的工艺参数进行对比形成对比结果；所述控制系统根据对比结果发出控制指令，自动调节喂线机的喂线速度和升降机的升降高度。
  2. 如权利要求1所述的电渣炉喂线方法，其特征在于，所述线材为包芯线和/或金属实芯线。
  3. 如权利要求1所述的电渣炉喂线方法，其特征在于，所述控制系统对所述重量信息处理后，得到电渣形成于结晶器中的合金液的液面高度。
  4. 如权利要求3所述的电渣炉喂线方法，其特征在于，所述控制系统根据所述液面高度和位置信息，使所述绝缘套管和所述合金液的液面距离保持恒定。
  5. 如权利要求4所述的电渣炉喂线方法，其特征在于，所述绝缘套管将所述线材垂直地导入所述合金液中。
  6. 如权利要求1所述的电渣炉喂线方法，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。
  7. 如权利要求6所述的电渣炉喂线方法，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。
  8. 如权利要求1所述的电渣炉喂线方法，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。
  9. 如权利要求1所述的电渣炉喂线方法，其特征在于，所述电渣炉包括立柱、电机、电极、电极支架和结晶器，所述结晶器设于所述立柱的一侧，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。
  10. 如权利要求1所述的电渣炉喂线方法，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。
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