一种金属电渣重熔炉及其电极对中方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属电渣重熔炉，包括整体呈炉状的结晶器、支柱、横臂以及电极；还包括有用于电气控制的数据控制处理系统；其特征在于，还包括用于检测电极位置的检测机构，以及用于推动结晶器水平移动的执行装置，所述检测机构和数据控制处理系统相连并用于传输检测数据，所述执行装置和数据控制处理系统相连并用于接收指令。还公开了一种采用上述金属电渣重熔炉的电极对中方法，对中时，先靠三个位置传感器检测出电极距离尺寸，换算位置坐标再分解为沿两个执行装置施力方向的距离分量，控制执行装置动作完成对中。本发明具有能够方便对中，减少结晶器失效现象，延长结晶器使用寿命的优点。
【专利说明】一种金属电渣重熔炉及其电极对中方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金属电渣重熔冶炼【技术领域】；特别是涉及一种金属电渣重熔炉。 [0002]
【背景技术】
[0003] 金属电渣炉是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的一种冶金 设备，其结构主要包括整体呈炉状的结晶器、位于结晶器一侧的支柱，支柱上方设置有横 臂，横臂上正对结晶器安装有向下延伸进入结晶器的电极；还包括有用于电气控制的数据 控制处理系统。
[0004] 其中，结晶器是电渣重熔最关键的部件，电极的熔化、金属的精炼以及金属液的凝 固结晶、铸锭成型都是在结晶器内完成的。电渣重熔结晶器通常由低碳钢的外壳和紫铜的 内管焊接而成，再加上进水管、出水管。结晶器起着熔炼室的作用。结晶器由于铜板本身 的硬度和强度较低，以及设备设计及操作人员操作因素会造成失效。电渣炉结晶器的失效 形式主要分为电极与结晶器对中不好间隙不当引起打弧和结晶器受热不均变形两种失效 形式。打弧失效主要是由于电极与结晶器对中不好，间隙不当引起，变形是由于结晶器受 热不均造成，这两种失效形式都与电极与结晶器对中是否良好以保证相应间隙存在很大关 系。对中良好，可有效保证电极与结晶器相对间隙一致，可防止电极与结晶器在冶炼过程 中打弧，同时可使结晶器受热均匀，变形小。在现有电渣冶炼作业中，结晶器与电极的对中 都是采用人工完成，这样不仅操作过程繁琐，而且会引入人为误差，对中偏差大。在冶炼过 程中，电极与结晶器的对中调整也是在操作人员不断观察下人工完成的，不仅影响生产设 备使用，而且严重降低了生产效率，这种完全靠人工操作的生产方式，由于无法动态提取冶 炼过程中电极与结晶器中心相应尺寸数据信息，所以难以对冶炼过程相关数据进行实时控 制，而且出现偏差后操作工人都是仅凭经验去调节电极与结晶器对中，难免造成二次事故， 因此达不到调节效果。电极与结晶器对中不好又造成结晶器受热不均，从而造成结晶器变 形失效。大大缩短了结晶器的使用寿命。
[0005]
【发明内容】
[0006] 针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够方 便对中，减少结晶器失效现象，延长结晶器使用寿命的金属电渣重熔炉及其电极对中方法。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案： 一种金属电渣重熔炉，包括整体呈炉状的结晶器、位于结晶器一侧的支柱，支柱上方设 置有横臂，横臂上正对结晶器安装有向下延伸进入结晶器的电极；还包括有用于电气控制 的数据控制处理系统；其特征在于，还包括用于检测电极位置的检测机构，以及用于推动结 晶器水平移动的执行装置，所述检测机构和数据控制处理系统相连并用于传输检测数据， 所述执行装置和数据控制处理系统相连并用于接收指令。
[0008] 本发明中设置了检测机构用于检测电极位置，然后判断电极位置是否失中以及计 算出偏差距离，然后控制执行装置推动结晶器移动，使得电极重新对中。本发明采用了电极 固定不动，推动结晶器移动的方式对中，对中全程自动采集和控制，实现了对中自动化，能 够方便对中，减少结晶器失效现象，延长结晶器使用寿命。
[0009] 作为优化，所述检测机构包括三个沿结晶器轴心线同心圆布置且环形均匀排布固 定在结晶器上表面的位置传感器，位置传感器用于检测电极位置。
[0010] 其中位置传感器，可以是接近开关，光电传感器等装置，这样，设置的三个位置传 感器，可以方便检测电极的距离，当电极距离相等时即可判断已经对中，当检测的电极距离 不等时，可以判断为失中，并可以快速计算出电极偏移距离。故具有检测方便快捷准确可靠 以及能够快速计算出电极偏移距离，以方便重新控制对中的优点。
[0011] 作为优化，所述结晶器安装在底座上，底座下表面通过万向轮可移动地设置在一 个水平的支撑地面上，所述执行装置为两套，两套执行装置对结晶器的施力方向相互垂直。
[0012] 这样优化后，数据控制处理系统计算出电极偏差后，可以转化为两个方向上的距 离位移量，进而控制两套执行装置动作，准确地移动结晶器位置使得电极重新对中。
[0013] 作为进一步优化，所述执行装置包括一个固定于支撑地面上的伺服电机，伺服电 机输出轴水平正对结晶器底座并固定连接有一个丝杆，丝杆螺纹配合在一个固定于结晶器 底座上的螺母内，伺服电机能够带动丝杆旋转并通过螺母推动结晶器底座移动。其中，伺服 电机和数据控制处理系统相连并用于接收指令。
[0014] 这样优化后，采用伺服电机通过丝杠螺母传动，进而控制结晶器移动，可以控制实 现非常短的位移量，保证控制精确而可靠。
[0015] 本发明还公开了一种金属电渣重熔炉电极对中方法，其特征在于，采用了如上所 述的金属电渣重熔炉，对中时，先靠三个位置传感器检测出电极距离尺寸，换算出电极在以 结晶器中心为原点的水平面坐标系中的位置坐标，然后将该位置到坐标原点的距离分解为 沿两个执行装置施力方向的距离分量，然后根据该两个距离分量控制两个执行装置将结晶 器推动相应距离，实现对中调整。
[0016] 综上所述，本发明具有能够方便对中，减少结晶器失效现象，延长结晶器使用寿命 的优点。
[0017]
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明金属电渣重熔炉的结构示意图。
[0019] 图2为图1中单独位置传感器所在位置的俯视图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0021] 具体实施时：如图1和图2所示，一种金属电渣重熔炉，包括整体呈炉状的结晶器 1，位于结晶器1 一侧的支柱2,支柱2方设置有横臂3,横臂3上正对结晶器1安装有向下 延伸进入结晶器的电极4 ;还包括有用于电气控制的数据控制处理系统8 ;还包括用于检测 电极4位置的检测机构，以及用于推动结晶器水平移动的执行装置7,所述检测机构和数据 控制处理系统8相连并用于传输检测数据，所述执行装置和数据控制处理系统相连并用于 接收指令。所述检测机构包括三个沿结晶器轴心线同心圆布置且环形均匀排布固定在结晶 器上表面的位置传感器5,位置传感器5用于检测电极位置。所述结晶器1安装在底座上 6,底座6下表面通过万向轮可移动地设置在一个水平的支撑地面上，所述执行装置7为两 套，两套执行装置7对结晶器1的施力方向相互垂直。具体实施时，所述执行装置7可以采 用如下结构，即包括一个固定于支撑地面上的伺服电机，伺服电机输出轴水平正对结晶器 底座并固定连接有一个丝杆，丝杆螺纹配合在一个固定于结晶器底座上的螺母内，伺服电 机能够带动丝杆旋转并通过螺母推动结晶器底座移动。其中，伺服电机和数据控制处理系 统相连并用于接收指令。
[0022] 本发明中设置了检测机构用于检测电极位置，然后判断电极位置是否失中以及计 算出偏差距离，然后控制执行装置推动结晶器移动，使得电极重新对中。本发明采用了电极 固定不动，推动结晶器移动的方式对中，对中全程自动采集和控制，实现了对中自动化。检 测机构中采用的位置传感器，可以是接近开关，光电传感器等装置，这样，设置的三个位置 传感器，可以方便检测电极的距离，当电极距离相等时即可判断已经对中，当检测的电极距 离不等时，可以判断为失中，并可以快速计算出电极偏移结晶器轴心的距离。数据控制处理 系统计算出电极偏差后，可以转化为两个方向上的距离位移量，进而控制两套执行装置动 作，准确地移动结晶器位置使得电极重新对中。执行装置采用伺服电机通过丝杠螺母传动， 进而控制结晶器移动，可以控制实现非常短的位移量，保证控制精确而可靠。
[0023] -种金属电渣重熔炉电极对中方法，采用了如上所述的金属电渣重熔炉，对中时， 先靠三个位置传感器检测出电极距离尺寸，换算出电极在以结晶器中心为原点的水平面坐 标系中的位置坐标，然后将该位置到坐标原点的距离分解为沿两个执行装置施力方向的距 离分量，然后根据该两个距离分量控制两个执行装置将结晶器推动相应距离，实现对中调 整。
[0024] 具体实施时，还可以采用第二种对中方法，第二种方法中，在设置三个位置传感器 时，需要将其中两个位置传感器设置于和一个执行装置施力方向的平行线上，然后对中时， 先通过该执行装置施力带动结晶器移动至该对应的两个位置传感器的检测数据相同时停 止，然后再采用第三个位置传感器检测出与电极距离尺寸，计算出该数值与第三个位置传 感器到三个位置传感器所在圆圆心的距离之差，根据该差值控制第二个执行装置带动结晶 器移动对应距离，即实现对中调整。
[0025] 上述第一种对中方法，可以控制两个执行装置同时动作，执行耗时较短，完成控制 较快，但对数据控制处理系统自身性能要求较高，第二种方法，两个执行装置分为两个步骤 动作，执行耗时相对较长，完成控制较慢，但对数据控制处理系统自身性能要求较低，设备 成本较低。两种方法执行完毕后，均可以靠闭环检测反馈调整，直到最终完成对中。
【权利要求】
1. 一种金属电渣重熔炉，包括整体呈炉状的结晶器、位于结晶器一侧的支柱，支柱上 方设置有横臂，横臂上正对结晶器安装有向下延伸进入结晶器的电极；还包括有用于电气 控制的数据控制处理系统；其特征在于，还包括用于检测电极位置的检测机构，以及用于推 动结晶器水平移动的执行装置，所述检测机构和数据控制处理系统相连并用于传输检测数 据，所述执行装置和数据控制处理系统相连并用于接收指令。
2. 如权利要求1所述的金属电渣重熔炉，其特征在于，所述检测机构包括三个沿结晶 器轴心线同心圆布置且环形均匀排布固定在结晶器上表面的位置传感器，位置传感器用于 检测电极位置。
3. 如权利要求1或2所述的金属电渣重熔炉，其特征在于，所述结晶器安装在底座上， 底座下表面通过万向轮可移动地设置在一个水平的支撑地面上，所述执行装置为两套，两 套执行装置对结晶器的施力方向相互垂直。
4. 如权利要求3所述的金属电渣重熔炉，其特征在于，所述执行装置包括一个固定于 支撑地面上的伺服电机，伺服电机输出轴水平正对结晶器底座并固定连接有一个丝杆，丝 杆螺纹配合在一个固定于结晶器底座上的螺母内，伺服电机能够带动丝杆旋转并通过螺母 推动结晶器底座移动。
5. -种金属电渣重熔炉电极对中方法，其特征在于，采用了如权利要求4所述的金属 电渣重熔炉进行对中。
【文档编号】C22B9/187GK104046791SQ201410316405
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】吴建军 申请人:重庆钢铁(集团)有限责任公司