[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

本發明屬于有色金屬熔煉裝備技術領域，涉及一種等離子冷床凝殼爐的控制系統及控制方法，所述控制系統包括，網絡端口，網絡端口通過工業以太網分別連接有工控機、控制器、若干等離子電源及若干驅動控制系統；通過本系統的結構布局設計，使得等離子冷床凝殼爐在接近大氣壓的惰性氣氛下工作，通過該控制系統能夠控制等離子冷場熔煉的送料、熔煉、精煉、結晶托錠過程，通過精準控制合金的化學成分，有效地防止Al、Sn、Mn、Cr等高揮發性元素的揮發，實現對高合金化和復雜合金化鈦合金元素含量的精確控制，從而有效去除高低密度夾雜的鑄錠，獲得組織均勻的鑄錠。

技術領域

本發明屬于有色金屬熔煉裝備技術領域，涉及一種等離子冷床凝殼爐的控制系統及控制方法。

背景技術

在鈦及鈦合金的大規模工業冶煉中，電弧爐和冷床爐是生產高質量鑄錠的必備設備。熔煉過程中電弧爐的輸入功率與熔化和凝固速度相互耦合：輸入功率小時熔池淺且不到邊；輸入功率大時會出現很深的熔池，沉入熔池底部的高密度夾雜物去除效果差，從熔池中心到坩堝壁有較大的溫度梯度時，鑄錠存在徑向凝固差異大，鑄錠的枝狀結晶明顯。因此電子束冷床爐必須在高真空條件下熔煉，而熔煉含高揮發性元素的鈦合金就比較困難，合金的化學成分無法精確控制。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種等離子冷床凝殼爐的控制系統及控制方法，能夠控制等離子冷場熔煉的送料、熔煉、精煉及結晶拖錠過程，從而獲得組織均勻的鑄錠。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

一方面，本發明提供了一種等離子冷床凝殼爐的控制系統，包括系統本體，所述系統本體包括：向系統管理層傳輸數據的網絡端口，所述網絡端口通過工業以太網分別連接有工控機、控制器、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、第二等離子電源、第三等離子電源，所述第一等離子電源與熔煉等離子炬連接，所述第二等離子電源與精煉等離子炬連接，所述第三等離子電源與結晶控制等離子槍連接，所述控制器連接有熔煉輔助系統；

所述驅動控制系統包括，控制爐室內送料裝置的送料驅動控制系統、控制熔煉冷床傾斜角度的第一驅動控制系統、控制精煉冷床傾斜角度的第二驅動控制系統、控制拖錠系統的第三驅動控制系統、控制熔煉等離子炬進給的第四驅動控制系統、控制熔煉等離子炬角度的第五驅動控制系統、控制精煉等離子炬進給的第六驅動控制系統、控制精煉等離子炬擺動的第七驅動控制系統，控制結晶控制等離子槍進給的第八驅動控制系統。

進一步，所述熔煉輔助系統包括冷卻系統、爐室真空系統、進料室真空機組、進料室及送料裝置，所述進料室真空機組與進料室相連通，所述冷卻系統、爐室真空系統均與爐室相連通。

進一步，所述第七驅動控制系統采用雙軸驅動控制系統。

進一步，所述熔煉等離子炬、精煉等離子炬和結晶控制等離子槍的起弧方式均采用轉移弧起弧。

進一步，所述熔煉等離子炬、精煉等離子炬、結晶控制等離子槍均可升降，且具有向周圍四個方向調節的傾角。

進一步，所述熔煉等離子炬、精煉等離子炬的輸入功率及送料裝置的送料速度由對應的等離子電源及控制器調節。

進一步，所述等離子冷床凝殼爐包括爐室，所述爐室與熔煉室真空系統、冷卻系統、充氬系統相連；

所述爐室的右側為進料室，所述進料室內設有裝料用的進料門；所述進料室與進料室真空機組相連通，所述進料室與爐室設有閘板閥，送料裝置由閘板閥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，所述熔煉冷床上方的爐體上設有熔煉等離子炬；所述熔煉冷床的溢出側與精煉冷床相連，所述精煉冷床上方的爐體上設有精煉等離子炬；