專利名稱：爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)與方法，特別是有色冶煉技術(shù)領(lǐng)域的回轉(zhuǎn)精煉系統(tǒng)的各種爐子的自動(dòng)傾動(dòng)裝置，尤其是銅熔液的自動(dòng)澆鑄傾動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在精煉爐精煉完成合格品質(zhì)的銅水之后，一般通過(guò)精煉爐的傾動(dòng)把合格的銅水倒入保溫爐內(nèi)，再由保溫爐流出到中間包進(jìn)行澆鑄。爐子的傾動(dòng)速度會(huì)在很大程度上影響銅水的流出速度，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在從精煉爐到保溫爐再到中間包的過(guò)程中，如果能實(shí)現(xiàn)澆鑄速度與銅水消耗速度幾乎一致的話，就能大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，也能大大減輕原來(lái)操作人員在爐旁現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行搖爐的工作量。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用爐旁操作箱或操作臺(tái)進(jìn)行手動(dòng)搖爐。無(wú)論在操作箱還是在操作臺(tái)上進(jìn)行手動(dòng)搖爐，都難以控制銅液的平均流速和流量，從而難以保證銅水的質(zhì)量，而且，手工操作存在很多的主觀因素，受到個(gè)人技術(shù)素質(zhì)、情緒、和身體狀態(tài)的影響，也難以保證操作人員長(zhǎng)時(shí)間保持精力高度集中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)與方法，其可改善操作人員的工作環(huán)境，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，保證連鑄連軋工序的順利進(jìn)行。為此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 其包括在該爐子的伺服驅(qū)動(dòng)裝置上設(shè)有爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器；在該澆包的下面設(shè)有澆包重量傳感器；所述爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器與爐區(qū)的自動(dòng)控制器電連接；所述澆包重量傳感器與澆鑄區(qū)域的自動(dòng)控制器電連接；所述爐區(qū)的自動(dòng)控制器與所述澆鑄區(qū)域的自動(dòng)控制器電連接；至少所述澆鑄區(qū)域的自動(dòng)控制器與控制中心電連接；所述控制中心具有澆包重量設(shè)定裝置、根據(jù)連鑄連軋產(chǎn)量計(jì)算金屬熔液消耗量的裝置、爐子當(dāng)前傾動(dòng)角度拾取裝置、根據(jù)重量設(shè)定值計(jì)算爐子角度差的裝置、以及指示伺服機(jī)構(gòu)使?fàn)t子傾動(dòng)到期望角度的裝置。優(yōu)選地，所述爐子為保溫爐、或精煉爐。優(yōu)選地，所述爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器設(shè)置在保溫爐或精煉爐上，而所述重量傳感器設(shè)置在澆包上。優(yōu)選地，所述自動(dòng)控制器為PLC，所述爐子的伺服驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸、所述電連接為工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)通訊。優(yōu)選地，所述控制中心具有PID調(diào)節(jié)裝置、根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)金屬熔液消耗量的裝置、和/或根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)爐子相對(duì)重量的減少量計(jì)算出爐子期望角度的裝置。優(yōu)選地，所述金屬熔液為銅熔液、鐵熔液、鋁熔液、或合金熔液。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供了一種爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)方法，其特征在于，根
3據(jù)連鑄連軋產(chǎn)量計(jì)算金屬熔液的消耗量；讀取爐子傾動(dòng)的角度和相對(duì)重量值；計(jì)算出爐子角度和重量的對(duì)應(yīng)關(guān)系；傾動(dòng)到相應(yīng)的角度，通過(guò)PID調(diào)節(jié)微調(diào)爐子角度值。優(yōu)選地，在爐子傾動(dòng)的油缸里面，安裝爐子角度和爐子相對(duì)重量的傳感器；在澆包下面安裝一個(gè)重量傳感器。優(yōu)選地，所述爐子為保溫爐、或精煉爐。優(yōu)選地，所述爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器設(shè)置在保溫爐或精煉爐上，而所述重量傳感器設(shè)置在澆包上。根據(jù)本發(fā)明，原來(lái)的手動(dòng)操作改為自動(dòng)控制，明顯改善了操作人員的操作環(huán)境，大大提高了銅水質(zhì)量，為后面的連鑄連軋工序提供了很好的保證。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)具體的連鑄連軋產(chǎn)量，計(jì)算大概的銅水消耗量，然后，讀取爐子傾動(dòng)的角度和相對(duì)重量值，然后，計(jì)算出爐子角度和重量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后，進(jìn)行傾動(dòng)到相應(yīng)的角度，然后，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，以微調(diào)爐子角度值。在爐子傾動(dòng)的油缸里面，安裝爐子角度和爐子相對(duì)重量的傳感器；在銅水澆鑄的澆包下面，安裝一個(gè)重量傳感器。在操作人員的操作畫面上有一個(gè)可以設(shè)定澆包開(kāi)澆時(shí)的銅水重量設(shè)定框，可以設(shè)定開(kāi)澆時(shí)澆包的重量。豎爐組區(qū)通過(guò)爐區(qū)和連鑄連軋區(qū)PLC之間的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，獲得這個(gè)銅水的設(shè)定值和實(shí)際值。在銅水進(jìn)行澆鑄時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)消耗的銅水質(zhì)量是可以根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量計(jì)算獲得的。在計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)后續(xù)的生產(chǎn)線消耗的銅水后，爐子的角度就可以根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)爐子相對(duì)重量的減少變化和澆包的重量變化值而計(jì)算獲得。爐子相應(yīng)的角度計(jì)算出來(lái)以后，傳送給爐子上安裝的伺服液壓油缸進(jìn)行執(zhí)行動(dòng)作。只要爐子角度在自動(dòng)控制系統(tǒng)(PLC)中采用閉環(huán)的的比例-積分-微分計(jì)算 (PID, Proportion Integration Differentiation)控制設(shè)定相對(duì)合理的控制參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)爐區(qū)和連鑄連軋生產(chǎn)區(qū)的全自動(dòng)傾動(dòng)了。具體地，可在澆包5的傾動(dòng)油缸上，設(shè)有角度傳感器8和重量傳感器7 ；在銅水澆鑄的澆包5的下面設(shè)有另外一個(gè)重量傳感器9。在控制中心30設(shè)定澆包5開(kāi)澆時(shí)的銅水重量，或設(shè)定開(kāi)澆時(shí)澆包的重量。澆包5 所在的區(qū)域PLC10通過(guò)與澆鑄區(qū)PLC20的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊，可獲得這個(gè)銅水的實(shí)際值和設(shè)定值之間的偏差。在銅水進(jìn)行澆鑄時(shí)，可根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)銅水的消
耗量在計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)后續(xù)的生產(chǎn)線的消耗量之后，就可根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)澆包5的相對(duì)重量的減少量和澆包的重量變化值計(jì)算出爐子1的期望角度，然后，由爐子1上安裝的伺服液壓油缸2執(zhí)行動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)爐子1的全自動(dòng)傾動(dòng)。角度傳感器8和重量傳感器7設(shè)置保溫爐子1的傾動(dòng)油缸2上。在這種情況下， 可以對(duì)保溫爐1的傾動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)控制，使得保溫爐1的出銅口 3始終往流槽4內(nèi)注入期望數(shù)量的銅水，從而使得從流槽4注入澆包5的量始終保持期望值。特別是，角度傳感器8和重量傳感器7還可以設(shè)置在澆包5更上游，例如精練爐的傾動(dòng)油缸上。在這種情況下，可以對(duì)精煉爐的傾動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)控制，使得精煉爐的出銅口始終往保溫爐內(nèi)注入期望數(shù)量的銅水，從而使得從精煉爐到保溫爐、再?gòu)牧鞑?注入澆包5的量始終保持期望值。特別是，本發(fā)明還適用于其他的金屬澆鑄。根據(jù)本發(fā)明，在爐子傾動(dòng)的油缸里面安裝爐子角度和爐子相對(duì)應(yīng)重量的傳感器。 在銅水進(jìn)行澆鑄時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)消耗的銅水質(zhì)量是可以進(jìn)行計(jì)算的，在計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)后續(xù)的生產(chǎn)線消耗的銅水后，爐子的角度就可以根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)爐子相對(duì)重量的減少而計(jì)算出來(lái)，只要爐子角度的控制采用閉環(huán)的PID控制，就能實(shí)現(xiàn)爐區(qū)和連鑄連軋生產(chǎn)區(qū)的全自動(dòng)傾動(dòng)了。
權(quán)利要求
1.一種爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，其主要包括在該爐子的伺服驅(qū)動(dòng)裝置上設(shè)有爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器；在澆包的下面設(shè)有爐子重量傳感器；所述爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器與爐區(qū)的自動(dòng)控制器電連接；所述澆包重量傳感器與澆鑄區(qū)域的自動(dòng)控制器電連接；所述爐區(qū)的自動(dòng)控制器與所述澆鑄區(qū)域的自動(dòng)控制器電連接；至少所述澆鑄區(qū)域的自動(dòng)控制器與控制中心電連接；所述控制中心具有澆包重量設(shè)定裝置、根據(jù)連鑄連軋產(chǎn)量計(jì)算金屬熔液消耗量的裝置、爐子當(dāng)前傾動(dòng)角度拾取裝置、根據(jù)重量設(shè)定值計(jì)算爐子角度差的裝置、指示伺服機(jī)構(gòu)使?fàn)t子傾動(dòng)到期望角度的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述爐子為保溫爐或精煉爐。
3.如權(quán)利要求1或2所述的爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器設(shè)置在保溫爐或精煉爐上，而所述爐子重量傳感器設(shè)置在澆包上。
4.如權(quán)利要求1-3其中之一所述的爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述自動(dòng)控制器為PLC，所述爐子的伺服驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸，所述電連接為工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)通訊。
5.如權(quán)利要求1-4其中之一所述的爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制中心具有PID調(diào)節(jié)裝置、根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)金屬熔液消耗量的裝置、和/ 或根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)爐子相對(duì)重量的減少量計(jì)算出爐子期望角度的裝置。
6.如權(quán)利要求1-5其中之一所述的爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬熔液為銅熔液、鐵熔液、鋁熔液、或合金熔液。
7.一種爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)方法，其特征在于，根據(jù)連鑄連軋產(chǎn)量計(jì)算金屬熔液的消耗量；讀取爐子傾動(dòng)的角度和相對(duì)重量值；計(jì)算出爐子角度和重量的對(duì)應(yīng)關(guān)系；傾動(dòng)到相應(yīng)的角度，通過(guò)PID調(diào)節(jié)微調(diào)爐子角度值。
8.如權(quán)利要求7所述的爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)方法，其特征在于，在爐子傾動(dòng)的油缸里面， 安裝爐子角度和爐子相對(duì)重量的傳感器；在澆包下面安裝一個(gè)重量傳感器。
9.如權(quán)利要求7所述的爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)方法，其特征在于，所述爐子為保溫爐、或精煉爐。
10.如權(quán)利要求7所述的爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)方法，其特征在于，所述爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器設(shè)置在保溫爐或精煉爐上，而所述重量傳感器設(shè)置在澆包上。
全文摘要
一種爐子的全自動(dòng)傾動(dòng)系統(tǒng)，其包括在爐子的伺服驅(qū)動(dòng)裝置上設(shè)有爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器；在爐子的下面設(shè)有爐子重量傳感器；爐子角度傳感器和爐子中金屬熔液相對(duì)重量傳感器與爐區(qū)的自動(dòng)控制器電連接；爐子重量傳感器與澆鑄區(qū)域的自動(dòng)控制器電連接；爐區(qū)的自動(dòng)控制器與澆鑄區(qū)域的自動(dòng)控制器電連接；至少澆鑄區(qū)域的自動(dòng)控制器與控制中心電連接；控制中心具有爐子重量設(shè)定裝置、根據(jù)連鑄連軋產(chǎn)量計(jì)算金屬熔液消耗量的裝置、爐子當(dāng)前傾動(dòng)角度拾取裝置、根據(jù)重量設(shè)定值計(jì)算爐子角度差的裝置、以及指示伺服機(jī)構(gòu)使?fàn)t子傾動(dòng)到期望角度的裝置。本發(fā)明可改善操作人員的工作環(huán)境，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，保證連鑄連軋工序的順利進(jìn)行。
文檔編號(hào)B22D39/00GK102564150SQ20111044237
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者劉俠, 尹家軍, 賴后林, 饒勇平 申請(qǐng)人:江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團(tuán)有限公司