一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐的製作方法

2023-05-12 17:29:06 4

專利名稱：一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電渣爐裝置，特別涉及一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐。
背景技術：
電渣重熔鋼錠具有金屬純淨、組織緻密、成分均勻、表面光潔及優異的力學性能等諸多優點，因此電渣重熔一直是生產特種鋼錠材料的重要手段。電渣重熔過程是一個非常複雜的物理化學過程，存在電磁場、流場及溫度場等的綜合作用，其中發生夾雜物的吸收和溶解、夾雜物分解、改善鋼錠凝固組織、提高最終產品性能等多個作用。電渣重熔過程的穩定性及電極的熔化速度對鋼錠的凝固組織產生重要的影響，穩定及合適的熔化速度控制是保證鋼錠凝固質量的重要前提。對於鋼錠結晶組織而言，枝晶間距越小、組織越緻密，則鋼錠發生疏鬆、縮孔、偏析等凝固缺陷的可能性越小，晶粒度也越小，鋼的機械性能也越好；因此合理的熔速控制對電渣重熔鋼錠的質量控制是必要的。電渣重熔過程工藝控制模型主要有恆功率控制模型和遞減功率控制模型。所謂恆功率重熔就是在正常重容期內(不包括造渣期和填充期)，全程始終控制預先選定的重熔電壓和重熔電流為恆定值，即變壓器輸出的能量為恆定；隨著重熔的進行電極長度從最大值減至最小值，即電極長度不斷減小，導致電極上的電阻壓降特別是感抗壓降不斷降低，另外，隨著鋼液面的上漲，結晶器側面的散熱面積不斷減小；這些因素的影響使得實際輸入渣池的功率不斷增加，從而熔速不斷增加，金屬熔池深度增加，影響鋼錠頭尾質量，這種方法逐漸被淘汰。而遞減功率模型由於輸入功率遞減，可以在一定程度上控制自耗電極的熔化速度和金屬熔池的深度，如果需要控制恆定的熔化速度，雖然功率可以遞減，但遞減的幅度大小無法確定。為了得到精確的熔化速度，實現對熔化速度的自動控制，設計一套平穩、精確的電渣爐自耗電極稱重系統，以保持自耗電極恆定的熔化速度，提高電渣鋼錠的凝固質量是目前急需解決的問題。
發明內容針對現有電渣重熔過程工藝控制存在的上述問題，本實用新型提供一種帶稱重橫臂移動式電渣爐，通過在電渣爐橫臂上加裝電極的自動稱重系統，實現電渣重熔過程中的速度監控以及自動控制。本實用新型的具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐包括橫臂、電極和夾料杆， 電極由假電極和自耗電極組成，其特徵在於夾料杆頂端固定在一個碟簧氣缸頂端，碟簧氣缸由缸體、底座、活塞和碟簧片組構成，其中碟簧片組的頂端與缸體的頂端固定在一起，碟簧片組的底端與活塞的上表面連接；碟簧氣缸和橫臂之間設有稱重傳感組件，稱重傳感組件由上稱重法蘭、稱重傳感器和下稱重法蘭構成，上稱重法蘭與底座固定在一起，下稱重法蘭與橫臂固定在一起；活塞的中心孔與導電桿組件的上部固定在一起，導電桿組件由上導電桿、導電連接器和下導電桿構成；夾料杆穿過碟簧片組、活塞、上稱重法蘭和下稱重法蘭的中心孔，夾料杆下端與假電極頂端工裝連接，上導電桿和下導電桿套在夾料杆外並與夾料杆滑動密封連接。上述裝置中底座和上稱重法蘭之間設有絕緣墊。上述裝置中上稱重法蘭和下稱重法蘭之間設有三個稱重傳感器，三個稱重傳感器均勻分布在上、下兩個稱重法蘭的中心線周圍；上稱重法蘭和下稱重法蘭上設置三個安全螺栓，安全螺栓穿過上稱重法蘭，安全螺栓下部通過一個固定螺母固定在下稱重法蘭上，安全螺栓上還設有兩個安全螺母，分別設在上稱重法蘭的上下兩側，並且兩個安全螺母與上稱重法蘭之間有間隙。上述裝置中活塞的側邊與碟簧氣缸缸體的內壁滑動密封連接；活塞內的中心孔內壁與導電桿組件上部的外壁固定在一起。上述裝置中碟簧氣缸的缸體上設有底孔和排氣孔，底孔位於活塞下方，排氣孔位於活塞上方。 上述的假電極與自耗電極裝配在一起。上述的導電連接器的上部的內壁與上導電桿的下部的外壁固定在一起，導電連接器的下部的內壁與下導電桿的上部的外壁固定在一起，下導電桿和電極之間有間隙。上述的稱重傳感器的最大稱量範圍彡電極總重量的1. 5倍，稱量誤差< 0. m。上述的稱重傳感器為帶有溫度補償和電屏蔽功能的稱重傳感器。本實用新型的具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐的使用方法為將導電連接器通過接線母排和導線與變壓器的一端連接，變壓器的另一端與電渣爐底水箱連接，同時稱重傳感器通過信號傳導系統與PLC系統連接，變壓器通過信號傳導系統與PLC系統連接； 碟簧氣缸的底孔與油泵系統或氣泵系統通過管道連通；電渣爐進行重熔時，通過變壓器給導電桿組件供電，通過碟簧片組的彈力壓縮活塞和導電桿組件，使導電桿組件與假電極接觸，之後電流通過熔池後由底水箱返回變壓器形成導電迴路進行重熔；當需要將電路切斷時，通過向底孔內壓縮油或者氣體，使活塞向上滑動，進而使導電桿組件脫離假電極；隨著熔煉的進行，自耗電極的重量逐漸減輕，此時通過信號傳導系統將重量變化傳給PLC系統； PLC系統再將信號傳給變壓器，並通過變壓器調整電流和電壓，以達到通過調整輸入供電功率調整重熔過程熔化速度的目的。本實用新型的具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐控制精度高，通過熔化速度控制後，整個重熔過程的計算時間和實際重熔時間相差小於5min，能夠實現重熔過程的自動控制，提高重熔產品的頭尾及內外冶金質量；在上稱重法蘭和下稱重法蘭之間設置三個螺栓能夠防止稱重傳感器受意外載荷失穩或損壞，當下稱重法蘭失控時，上稱重法蘭上下的兩個螺栓能夠起到安全保護作用。實際應用結果表明，根據產品的規格不同，熔化速度可以在(Tl5kg/min的範圍內調節，並且測量精度較高，電渣鋼錠的產品質量較好。

圖1為本實用新型實施例中的帶稱重橫臂移動式電渣爐的局部結構示意圖，圖中 1、活塞，2、碟簧片組，3、缸體，4、上稱重法蘭，5、下稱重法蘭，6、橫臂，7、夾料杆，8、假電極， 9、自耗電極，10、稱重傳感器，11、安全螺栓，12、安全固定螺母，13、下安全螺母，14、上安全螺母，15、排氣孔，16、底孔，17、接線盒，18、稱重儀表，19,PLC系統，20、底座，21、絕緣墊，22、 頂部固定螺母，23、下導電桿，24、導電連接器，25、上導電桿，沈、接線母排，27、變壓器。
具體實施方式
本實用新型實施例中採用的傳感器型號為HBM1-RTNC3/4. 7T。本實用新型的稱重傳感器的稱重處理終端通過ftOfibus通訊接口與PLC系統通實施例1一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐結構如圖1所示，夾料杆7頂端通過頂部固定螺母22固定在碟簧氣缸缸體3的頂端，碟簧氣缸由缸體3、底座20、活塞1和碟簧片組2構成，碟簧片組2和活塞1的中心設有中心孔，碟簧片組2的頂端與缸體3的頂端固定在一起，碟簧片組2的底端與活塞1的上表面連接；碟簧氣缸和橫臂6之間設有稱重傳感組件，稱重傳感組件的上稱重法蘭4和下稱重法蘭5的中心設有中心孔，上稱重法蘭4與底座20固定在一起並且上稱重法蘭4與底座 20之間設有絕緣墊21，下稱重法蘭5與橫臂6固定在一起；活塞1的中心孔與導電桿組件的上導電桿25固定在一起，上導電桿25下部的外壁與導電連接器M上部的內壁固定在一起，導電連接器M下部的內壁與下導電桿23上部的外壁固定在一起；夾料杆7穿過碟簧片組2中心孔、活塞1中心孔、上稱重法蘭4的中心孔和下稱重法蘭5的中心孔，夾料杆7下端與假電極8頂端工裝連接；假電極8下端與自耗電極9頂端裝配在一起；上導電桿25和下導電桿23套在夾料杆7外並與夾料杆7滑動密封連接；上稱重法蘭4和下稱重法蘭5之間設有三個稱重傳感器10，三個稱重傳感器10均勻分布在兩個稱重法蘭的中心線周圍；上稱重法蘭4和下稱重法蘭5上設置三個安全螺栓 11，安全螺栓11穿過上稱重法蘭4，安全螺栓11下部通過安全固定螺母12固定在下稱重法蘭5上，安全螺栓11上還設有上安全螺母14和下安全螺母13，安全螺母14和下安全螺母 13分別設在上稱重法蘭4的上下兩側，並且兩個安全螺母與上稱重法蘭4之間有間隙；活塞1的側邊與缸體3的內壁滑動密封連接，活塞1的中心孔的內壁與上導電桿 25的外壁固定在一起；缸體3上設有底孔16和排氣孔15，底孔16位於活塞1下方，排氣孔15位於活塞 1上方；下導電桿23底端與假電極8之間有間隙；裝置工作時底孔16與油泵系統通過管道連通，油泵系統通過信號傳導系統與PLC 系統19連接；在導電連接器24上固定一個接線母排沈，接線母排沈通過導線與變壓器27 的一端連接，變壓器27的另一端與電渣爐內底水箱連接，同時稱重傳感器10通過信號線連接到接線盒17上，接線盒17通過信號線連接到稱重儀表18上，稱重儀表18通過信號傳導系統與PLC系統19連接，變壓器27通過信號傳導系統與PLC系統19連接；將碟簧氣缸的底孔與油泵系統通過管道連通；電渣爐進行重熔時，通過變壓器給導電桿組件供電，通過碟簧片組的彈力壓縮活塞和導電桿組件，使導電桿組件與假電極接觸，之後電流通過熔池後由底水箱返回變壓器形成導電迴路進行重熔；當需要將電路切斷時，通過向底孔內壓縮油或者氣體，使活塞向上滑動，進而使導電桿組件脫離假電極；隨著熔煉的進行，自耗電極的重量逐漸減輕，此時通過信號傳導系統將重量變化傳給PLC系統； PLC系統再將信號傳給變壓器，並通過變壓器調整電流和電壓，以達到通過調整輸入供電功率調整重熔過程熔化速度的目的； 採用上述裝置進行電渣重熔，整個重熔過程的計算時間和實際重熔時間相差小於 5min，實現了重熔過程的自動控制，提高了重熔產品的頭尾及內外冶金質量；根據產品的規格不同，熔化速度可以在(Tl5kg/min的範圍內調節，並且測量精度較高，電渣鋼錠的產品質量較好。
權利要求1.一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐，包括橫臂、電極和夾料杆，電極由假電極和自耗電極組成，其特徵在於夾料杆頂端固定在碟簧氣缸頂端，碟簧氣缸由缸體、底座、活塞和碟簧片組構成，其中碟簧片組的頂端與缸體的頂端固定在一起，碟簧片組的底端與活塞的上表面連接；碟簧氣缸和橫臂之間設有稱重傳感組件，稱重傳感組件由上稱重法蘭、稱重傳感器和下稱重法蘭構成，上稱重法蘭與底座固定在一起，下稱重法蘭與橫臂固定在一起；活塞的中心孔與導電桿組件的上部固定在一起，導電桿組件由上導電桿、導電連接器和下導電桿構成；夾料杆穿過碟簧片組、活塞、上稱重法蘭和下稱重法蘭的中心孔，夾料杆下端與假電極頂端工裝連接，上導電桿和下導電桿套在夾料杆外並與夾料杆滑動密封連接。
2.根據權利要求1所述的一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐，其特徵在於上稱重法蘭和下稱重法蘭之間設有三個稱重傳感器，三個稱重傳感器均勻分布在上、下兩個稱重法蘭的中心線周圍；上稱重法蘭和下稱重法蘭上設置三個安全螺栓，安全螺栓穿過上稱重法蘭，安全螺栓下部通過一個固定螺母固定在下稱重法蘭上，安全螺栓上還設有兩個安全螺母，分別設在上稱重法蘭的上下兩側，並且兩個安全螺母與上稱重法蘭之間有間隙。
3.根據權利要求1所述的一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐，其特徵在於活塞的側邊與碟簧氣缸缸體的內壁滑動密封連接；活塞的中心孔的內壁與導電桿組件上部的外壁固定在一起。
4.根據權利要求1所述的一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐，其特徵在於碟簧氣缸的缸體上設有底孔和排氣孔，底孔位於活塞下方，排氣孔位於活塞上方。
5.根據權利要求1所述的一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐，其特徵在於底座和上稱重法蘭之間設有絕緣墊。
專利摘要一種具有電極稱重功能的橫臂移動式電渣爐，包括橫臂、電極和夾料杆，夾料杆頂端固定在碟簧氣缸頂端，碟簧氣缸和橫臂之間設有稱重傳感組件，活塞的中心孔與導電桿組件的上部固定在一起，夾料杆穿過碟簧片組、活塞、上稱重法蘭和下稱重法蘭的中心孔，上導電桿和下導電桿套在夾料杆外並與夾料杆滑動密封連接。本實用新型的裝置控制精度高，通過熔化速度控制後，整個重熔過程的計算時間和實際重熔時間相差小於5min，能夠實現重熔過程的自動控制，提高重熔產品的頭尾及內外冶金質量。
文檔編號C22B9/187GK201999975SQ20112004351
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月22日 優先權日2011年2月22日
發明者餘強, 單丹陽, 姜周華, 臧喜民, 董豔伍 申請人:東北大學, 瀋陽東大材料先進位備技術工程研究中心