一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114659365A(43)申请公布日2022.06.24(21)申请号202210125916.4(22)申请日2022.02.10(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人任乃飞王杰郭二廓(51)Int.Cl.F27B14/04(2006.01)F27B14/20(2006.01)F27D19/00(2006.01)F27D21/00(2006.01)H05B7/07(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图4页(54)发明名称一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统(57)摘要本发明提供一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统，包括工控计算机、可编程控制器和和称重系统，熔炼过程中工业控制计算机按照电极净重占初始重量的百分比，每隔10％给出一个熔速设定值；可编程控制器通过计算滤波处理得到相应的实际电极熔化速度，达到利用称重系统实现自耗电极熔化参数的测量，然后与设定的熔炼速度比较，经过PLC运算处理后，得到对应熔炼电流，调节电流输出，使实际熔速跟随设定熔速；新型熔炼控制系统通过设置顺馈装置和滞后时间，确保了真空自耗炉的熔炼速度控制精度。CN114659365ACN114659365A权利要求书1/1页1.一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统，应用于真空自耗炉上，其特征在于，可编程控制器(PLC)，用于不断传送操作模式和设备的状态信息到工控计算机，调节电流输出，使实际熔速跟随设定熔速；称重系统，用于对剩余自耗电极重量的精密测量，消除熔速的偏差，确保精确的熔速计算，从而对铸锭均匀性的改善及热封顶精确控制；当自耗电极剩余重量为零时电源自动跳闸，有利于安全操作；高精度负载传感器设置于称重系统底端，称重支撑板则通过外螺纹自润滑杆端关节轴承与上方浮动架连接，三个高精度负载传感器通过连续采集检测自耗电极的剩余重量并将电信号传送至可编程控制器(PLC)，可编程控制器(PLC)对重量数据进行滤波处理，即把采集到的电极重量求和，再平均，经过数字滤波后作为本时刻的熔化率；工控计算机，用于逻辑控制、工艺参数的闭环控制、数据采集和管理。2.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统，其特征在于，称重系统采用电容式测量技术；高精度负载传感器变形量只有0.1mm，最高可达1000次/S，高精度负载传感器输出电信号，抗干扰能力强，分辨率高，实际稳态可达1/50000。3.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统，其特征在于，三个高精度负载传感器设置于称重系统下端，称重系统设置于真空炉室上方，形成三点称重状态，能够实时准确地监控自耗电极剩余重量的变化情况。4.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统，其特征在于，称重系统包括浮动架，浮动架四周设置通孔，轴套穿设于浮动架内外两侧通孔内，并且有一端开设有键槽的浮动架支撑轴穿设于内外轴套，外侧轴套开设有两个小螺纹孔，外侧轴套上设置有固定块和螺栓来固定住浮动架支撑轴，浮动架前后上方开设有腰形孔，称重系统上方的料杆装配系统的两个立柱下端设置有杆端支撑法兰，称重系统可以通过浮动架支撑轴穿设于料杆装配系统下方的杆端支撑法兰，防止料杆装配系统的偏斜，确保称重系统仅在垂直方向对自耗电极进行剩余重量的测量。5.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统，其特征在于，称重系统还包括不锈钢罩，所述不锈钢罩用于设置在高精度负载传感器外侧，不锈钢罩包括左右两半边罩子。6.根据权利要求3所述的一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统，其特征在于，高精度负载传感器设置于称重系统的称重支撑板下端的三个高座法兰之间，高精度负载传感器均匀分布在称重支撑板的下端，三个高座法兰与双头左右旋螺杆连接来支撑整个称重系统。7.根据权利要求6所述的一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统，其特征在于，四个双头螺杆设置在称重支撑板下方靠近高精度负载传感器的位置附近，对整个称重系统起到加固稳定的效果，同时可以调节高度，方便高精度负载传感器的更换维修。8.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统，其特征在于，还包括顺馈装置，当实际熔速与给定熔速相等时，该输入信号产生的信号误差与原输入信号给定熔速产生的信号误差大小相等、方向相反，从而使系统的总的信号误差恒为零；增加滞后时间能够使熔炼温度的上升与电流的增加保持一致，采集的熔速数据与实际熔速相符。2CN114659365A说明书1/8页一种真空自耗炉的新型熔炼控制系统技术领域本发明涉及真空炉冶金工业领域，尤其涉及一种真空自耗冶炼炉的熔炼控制系统。背景技术真空自耗炉是在真空环境中利用电弧作为热源熔炼金属的一种电炉。主要用于熔炼稀有金属及难熔金属，特别是在钛及钛合金熔炼领域应用十分广泛。真空自耗