[發明專利]一種等離子冷床凝殼爐的控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201911296701.3
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111089484A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 彭常戶;杜亞寧;賈慶功;馬樂;張嘉;張磊;張弛;王錦群;方向明;李揚揚;李江偉;王一帆;王亞濱;王志杰;伊鵬
• 申請（專利權）人: 西安聚能裝備技術有限公司
• 主分類號: F27B14/20
• 分類號: F27B14/20;F27B14/04;F27B14/06;F27B14/08;F27B14/14;B22D11/04
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強

1.一種等離子冷床凝殼爐的控制系統，包括系統本體(14)，其特征在于，所述系統本體(14)包括：向系統管理層傳輸數據的網絡端口(39)，所述網絡端口(39)通過工業以太網(23)分別連接有工控機(24)、控制器(28)、若干等離子電源及若干驅動控制系統，

所述等離子電源包括，第一等離子電源(25)、第二等離子電源(26)、第三等離子電源(27)，所述第一等離子電源(25)與熔煉等離子炬(7)連接，所述第二等離子電源(26)與精煉等離子炬(16)連接，所述第三等離子電源(27)與結晶控制等離子槍(4)連接，所述控制器(28)連接有熔煉輔助系統(29)；

所述驅動控制系統包括，控制爐室內送料裝置(9)的送料驅動控制系統(30)、控制熔煉冷床(6)傾斜角度的第一驅動控制系統(31)、控制精煉冷床(5)傾斜角度的第二驅動控制系統(32)、控制拖錠系統(3)的第三驅動控制系統(33)、控制熔煉等離子炬(7)進給的第四驅動控制系統(34)、控制熔煉等離子炬(7)角度的第五驅動控制系統(35)、控制精煉等離子炬(16)進給的第六驅動控制系統(36)、控制精煉等離子炬(16)擺動的第七驅動控制系統(37)，控制結晶控制等離子槍(4)進給的第八驅動控制系統(38)。

2.根據權利要求1所述的等離子冷床凝殼爐的控制系統，其特征在于，所述熔煉輔助系統(29)包括冷卻系統(1)、爐室真空系統(2)、進料室真空機組(11)、進料室(12)及送料裝置(9)，所述進料室真空機組(11)與進料室(12)相連通，所述冷卻系統(1)、爐室真空系統(2)均與爐室(20)相連通。

3.根據權利要求1所述的等離子冷床凝殼爐的控制系統，其特征在于，所述第七驅動控制系統(37)采用雙軸驅動控制系統。

4.根據權利要求1所述的等離子冷床凝殼爐的控制系統，其特征在于，所述熔煉等離子炬(7)、精煉等離子炬(16)和結晶控制等離子槍(4)的起弧方式均采用轉移弧起弧。

5.根據權利要求4所述的等離子冷床凝殼爐的控制系統，其特征在于，所述熔煉等離子炬(7)、精煉等離子炬(16)、結晶控制等離子槍(4)均可升降，且具有向周圍四個方向調節的傾角。

6.根據權利要求1所述的等離子冷床凝殼爐的控制系統，其特征在于，所述熔煉等離子炬(7)、精煉等離子炬(16)的輸入功率及送料裝置(9)的送料速度由對應的等離子電源及控制器(28)調節。

7.根據權利要求1所述的等離子冷床凝殼爐的控制系統，其特征在于，所述等離子冷床凝殼爐包括爐室(20)，所述爐室(20)與熔煉室真空系統(2)、冷卻系統(1)、充氬系統(8)相連；

所述爐室(20)的右側為進料室(12)，所述進料室(12)內設有裝料用的進料門(13)；所述進料室(12)與進料室真空機組(11)相連通，所述進料室(12)與爐室(20)設有閘板閥(10)，送料裝置(9)由閘板閥(10)分進料室段送料裝置和爐室段送料裝置；

在爐室段送料裝置的出料側的下方設有熔煉冷床(6)，所述熔煉冷床(6)上方的爐體上設有熔煉等離子炬(7)；所述熔煉冷床(6)的溢出側與精煉冷床(5)相連，所述精煉冷床(5)上方的爐體上設有精煉等離子炬(16)；

所述精煉冷床(5)的溢流側與鑄錠結晶器(19)相連，所述鑄錠結晶器(19)的下方設有拖錠系統(3)，所述鑄錠結晶器(19)上方的爐體上設有結晶控制等離子槍(4)；所述結晶控制等離子槍(4)前方的爐體上安裝結晶凝固觀察窗(15)。

8.根據權利要求7所述的等離子冷床凝殼爐的控制系統，其特征在于，所述精煉冷床(5)位于鑄錠結晶器(19)的右側，且精煉冷床(5)內熔融的金屬液體溢流高于鑄錠結晶器(19)。

9.根據權利要求7所述的等離子冷床凝殼爐的控制系統，其特征在于，所述熔煉冷床(6)可向精煉冷床(5)傾斜，所述精煉冷床(5)向鑄錠結晶器(19)傾斜。

10.根據權利要求1-9任一項所述的等離子冷床凝殼爐的控制方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

S1：向爐室(20)內裝入壓制好的電極棒(18)，啟動爐室真空系統(2)直至壓升率滿足要求；

S2：利用充氬系統(8)向爐室(20)充入氬氣；

S3：熔煉等離子槍熔煉電極棒(18)；

S4：精煉等離子槍熔煉經S3熔煉后的電極棒(18)；

S5：結晶控制等離子槍(4)對S4中的電極棒(18)進行再次加熱和攪拌，凝固后形成鑄錠；

S6：拖錠系統(3)按照計算的速度從鑄錠結晶器(19)中移出鑄錠，得到去除高低密度夾雜的鑄錠。