一種新型無磁不銹鋼的智能制備系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，尤其是一種新型無磁不銹鋼的智能制備系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)上廣泛使用的無磁鋼是18-8型奧氏體型不銹鋼，無磁鋼的冶煉及加工技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)十分成熟。但是，隨著人們對(duì)材料的性能要求越來越高，該材料在使用過程中強(qiáng)度和耐磨性越來越不能滿足人們的要求，特別是在海洋環(huán)境下工作，其耐腐蝕性和耐磨性顯著不足，不僅影響外觀質(zhì)量，同時(shí)極大的影響該材料的使用壽命，導(dǎo)致相應(yīng)成本增加，安全事故易發(fā)。
[0003]而目前，無磁鋼的制備過程依賴于人工控制，各種溫度、時(shí)間和物料的放入劑量等是通過人工去操作，然而這些數(shù)據(jù)需要嚴(yán)格把控，若是稍有出入，便很可能造成制備無磁鋼的品質(zhì)問題；而且在制備過程中各種需要計(jì)量的數(shù)據(jù)繁多，人工記憶和操作很容易出錯(cuò)，而且由于人工操作比較耗時(shí)，種種原因之下，使得制備效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種新型無磁不銹鋼的智能制備系統(tǒng)及方法，能嚴(yán)格控制制備過程中各溫度、時(shí)間及物料的放入劑量等各項(xiàng)參數(shù)，減小出錯(cuò)率，提高制備效率及新型無磁不銹鋼的品質(zhì)，還大大減少了操作人員的工作，實(shí)現(xiàn)了制備過程的高度自動(dòng)化。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種新型無磁不銹鋼的智能制備系統(tǒng)，它包括:溫度檢測(cè)模塊、碳含量檢測(cè)模塊、加熱模塊、脫碳模塊、提示模塊、還原模塊和PLC ；
所述溫度檢測(cè)模塊包括設(shè)于熔池、熱處理爐和回火爐的溫度檢測(cè)儀，用于檢測(cè)熔池內(nèi)的溫度值，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)001傳遞至PLC ;檢測(cè)熱處理爐內(nèi)的溫度值，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)002傳遞至PLC ;檢測(cè)回火爐內(nèi)的溫度值，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)003傳遞至PLC ;碳含量檢測(cè)模塊包括設(shè)于熔池的碳含量檢測(cè)儀，用于檢測(cè)熔池內(nèi)的碳含量值，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)101傳遞至PLC;
PLC分別與溫度檢測(cè)模塊、碳含量檢測(cè)模塊、加熱模塊、提示模塊、脫碳模塊和還原模塊相連接；用于接收數(shù)字信號(hào)001，當(dāng)熔池內(nèi)溫度值達(dá)到1550°C，向脫碳模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)201，當(dāng)熔池內(nèi)溫度值達(dá)到1600°C，向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)301，接收數(shù)字信號(hào)302，向脫碳模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)202 ;接收數(shù)字信號(hào)203，向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)303 ;接收數(shù)字信號(hào)304，向提示模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)401，繼續(xù)接收數(shù)字信號(hào)001，當(dāng)熔池內(nèi)溫度值達(dá)到1700°C，向提示模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)402，同時(shí)向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)305 ;接收數(shù)字信號(hào)306，向脫碳模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)204 ;接收數(shù)字信號(hào)205，向脫碳模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)206 ;接收數(shù)字信號(hào)101，當(dāng)碳含量小于等于0.18%時(shí)，向脫碳模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)207，同時(shí)，向還原模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)501 ;接收數(shù)字信號(hào)002，當(dāng)熱處理爐中溫度值大于等于1000°C時(shí)，向提示模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)403，同時(shí)向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)307，當(dāng)熱處理爐中溫度值第二次達(dá)到850°C時(shí)，向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)308 ;接收數(shù)字信號(hào)003，當(dāng)溫度值大于等于600°C時(shí)，向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)309 ;
脫碳模塊包括脫碳裝置(脫碳裝置高于熔池)，接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)201，向熔池中依次加入預(yù)定劑量01的脫碳劑、預(yù)定劑量02的脫硫劑和預(yù)定劑量03的脫氧劑；接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)202，向熔池中依次加入預(yù)定劑量04的高碳鉻鐵，預(yù)定劑量05的錳鐵和預(yù)定劑量06的鎳粒，完成后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)203，接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)204，向熔池中依次加入預(yù)定劑量07的脫氫劑、預(yù)定劑量08的脫氮?jiǎng)?、預(yù)定劑量09的脫碳劑、預(yù)定劑量10的脫硫劑和預(yù)定劑量11的脫氧劑，完成后，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)205 ;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)206，向熔池中加入脫碳劑，直至接收到執(zhí)行信號(hào)207時(shí)，停止加入；
加熱模塊包括設(shè)于熔池、熱處理爐和回火爐的加熱器，第一次被觸發(fā)后(熔池中的加熱器)，加熱熔池，直至接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)301，調(diào)節(jié)至保溫模式，持續(xù)保溫5min，完成后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)302 ;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)303，持續(xù)保溫5min，完成后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)304 ;第二次被觸發(fā)后(熔池中的加熱器)，加熱熔池，直至接收至執(zhí)行信號(hào)305，持續(xù)保溫5min，完成后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)306 ;第三次被觸發(fā)后(熱處理爐中的加熱器)，加熱熱處理爐，直至接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)307，調(diào)節(jié)至保溫模式，持續(xù)保溫5.5h后停止加熱；第四次被觸發(fā)(熱處理爐中的加熱器)，加熱熱處理爐，直至接收到執(zhí)行信號(hào)308，調(diào)節(jié)至保溫模式，持續(xù)保溫4.5h后停止加熱；第五次被觸發(fā)(回火爐中的加熱器)，加熱回火爐，直至接收到執(zhí)行信號(hào)309，調(diào)節(jié)至保溫模式，持續(xù)保溫1.5h后停止加熱；
提示模塊包括警報(bào)器，用于接收數(shù)字信號(hào)401，啟動(dòng)警報(bào)器，發(fā)出提示音，提醒工作人員加入原料鉬鐵、釩鐵、鈦鐵和鈮鐵，并且繼續(xù)加入脫碳劑進(jìn)行脫碳，直至鐵完全熔化；接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)402，啟動(dòng)警報(bào)器，發(fā)出提示音，提醒工作人員觸發(fā)脫碳模塊；接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)403，啟動(dòng)警報(bào)器，發(fā)出提示音，提醒工作人員觸發(fā)加熱模塊(熱處理爐中的加熱器);
還原模塊包括還原裝置，用于接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)501，向熔池中加入預(yù)定劑量12的硅鐵和預(yù)定劑量13的鋁，還原熔池中的金屬鉻。
[0006]進(jìn)一步地，所述脫碳裝置包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有若干隔層，所述隔層將箱體分為8個(gè)內(nèi)置箱，分別用于存放脫碳劑，脫硫劑，脫氧劑，高碳鉻鐵，錳鐵、鎳粒、脫氫劑和脫氮?jiǎng)凰雒恳粌?nèi)置箱設(shè)有導(dǎo)管，所述導(dǎo)管上設(shè)有閥門，所述閥門上設(shè)有體積計(jì)量?jī)x，用于計(jì)量所經(jīng)閥門的物料劑量。
[0007]進(jìn)一步地，所述還原裝置包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有隔板，所述隔板將箱體分為兩個(gè)內(nèi)置箱，分別用于盛放硅鐵和鋁，所述內(nèi)置箱上設(shè)有導(dǎo)管，所述導(dǎo)管上設(shè)有閥門，所述閥門上設(shè)有體積計(jì)量?jī)x，用于計(jì)量所經(jīng)閥門的物料劑量。
[0008]進(jìn)一步地，所述第三次觸發(fā)加熱模塊時(shí)，升溫速率為100°C /h ;所述第四次觸發(fā)加熱模塊時(shí)，升溫速率為90°C /h。
[0009]進(jìn)一步地，一種新型無磁不銹鋼的智能制備系統(tǒng)的智能制備方法，其特征在于，它包括以下步驟:
步驟1:將原料鐵放入轉(zhuǎn)爐中加熱熔化，待原料鐵全部熔化后，調(diào)節(jié)熔池溫度，溫度檢測(cè)模塊檢測(cè)熔池內(nèi)溫度值，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)001傳遞至PLC ;所述PLC接收數(shù)字信號(hào)001，當(dāng)熔池內(nèi)溫度值達(dá)到1550°C，向脫碳模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)201，所述脫碳模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)201，向熔池中依次加入預(yù)定劑量01的脫碳劑、預(yù)定劑量02的脫硫劑和預(yù)定劑量03的脫氧劑；對(duì)熔池里的鐵水進(jìn)行脫碳、脫硫、脫氧；
步驟2:脫碳、脫硫、脫氧工序完成后，第一次觸發(fā)加熱模塊后(熔池中的加熱器)，加熱熔池，同時(shí)，PLC接收數(shù)字信號(hào)001，當(dāng)熔池內(nèi)溫度值達(dá)到1600°C，向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)301，所述加熱模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)301，調(diào)節(jié)至保溫模式，持續(xù)保溫5min，完成后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)302 ;PLC接收數(shù)字信號(hào)302，向脫碳模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)202 ;脫碳模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)202，向熔池中依次加入預(yù)定劑量04的高碳鉻鐵，預(yù)定劑量05的錳鐵和預(yù)定劑量06的鎳粒，使熔池中的鉻含量、錳含量、鎳含量達(dá)到預(yù)定要求，完成后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)203，PLC接收數(shù)字信號(hào)203，向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)303 ;所述加熱模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)303，持續(xù)保持1600°C的溫度5min，完成后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)304 ;
步驟3:PLC接收數(shù)字信號(hào)304，向提示模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)401，所述提示模塊接收數(shù)字信號(hào)401，啟動(dòng)警報(bào)器，發(fā)出提示音，提醒工作人員加入原料鉬鐵、釩鐵、鈦鐵和鈮鐵，并且繼續(xù)加入脫碳劑進(jìn)行脫碳，直至鐵完全熔化；第二次觸發(fā)加熱模塊(熔池中的加熱器)，加熱熔池，同時(shí)PLC繼續(xù)接收數(shù)字信號(hào)001，當(dāng)熔池內(nèi)溫度值達(dá)到1700°C，向提示模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)402，同時(shí)向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)305 ;所述提示模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)402，啟動(dòng)警報(bào)器，發(fā)出提示音，提醒工作人員觸發(fā)脫碳模塊；加熱模塊接收至執(zhí)行信號(hào)305，持續(xù)保溫5min，完成后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)306 ;PLC接收數(shù)字信號(hào)306，向脫碳模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)204 ;脫碳模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)204，向熔池中依次加入預(yù)定劑量07的脫氫劑、預(yù)定劑量08的脫氮?jiǎng)?、預(yù)定劑量09的脫碳劑、預(yù)定劑量10的脫硫劑和預(yù)定劑量11的脫氧劑，此時(shí)對(duì)合金成分進(jìn)行微調(diào)，使之達(dá)到預(yù)定成分要求，完成后，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)205 ;PLC接收數(shù)字信號(hào)205，向脫碳模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)206 ;所述脫碳模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)206，向熔池中持續(xù)加入脫碳劑，繼續(xù)脫碳，控制碳的含量，直至接收到