专利名称：一种用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属熔炼装置技术领域，涉及一种用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统。
背景技术：
目前的真空自耗电弧炉熔炼含有低沸点元素的合金时，由于炉室压力低、温度高， 使得低熔点合金容易挥发，导致铸锭成分不合；充气感应熔炼炉虽然可以解决熔炼挥发问题，但存在熔炼过程不可控、结晶器容积小、生产效率低、不能满足大规模生产的问题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统，可以用自耗电极方式熔炼含低沸点元素的合金，熔炼效果好。本实用新型所采用的技术方案是，用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统，包括炉体部分与电气控制部分，炉体部分包括在炉室相通的主管道上依次设置的泄爆装置、 过滤装置、压力传感器组、放气阀、充气阀、真空系统、阀门与真空泵，充气阀的气体输入端设置有气源，充气阀的气体输出端与阀门之间还设置有泄压阀，电气控制部分包括计算机， 计算机与PLC控制器的通讯模块相连接，PLC控制器还包括DI模块、DO模块、AI模块、AO 模块，DI模块与炉室内设置的压力表相连接，DO模块分别与放气阀、充气阀、泄压阀、阀门相连接，AI模块与压力传感器组连接。压力传感器组包括压力传感器a，高真空传感器、低真空传感器与压力传感器b。本实用新型用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统，在真空自耗电弧炉的主体结构上增加气源进口和裕真空系统关联的保护气氛控制系统，使之用于真空和保护气氛熔炼。熔炼炉室内的含低沸点元素合金，通过真空泵抽出炉室内的气体，压力传感器组可以实时检测管道中气体的压力。泄爆装置当炉室内压力达到警戒值时迅速泄压。通过充气阀、 气源、泄压阀实现保护气氛的充排，因此就不仅熔炼钛等有色金属及其合金，而且也可用于含不同熔点元素的合金熔炼。计算机设定保护气氛压力及充气、排气范围，PLC控制器控制各个阀、泵。可用于真空自耗电极熔炼钛等有色金属及其合金，或含不同熔点元素的合金熔炼，或在气氛保护环境中给熔点高的元素熔炼，或在熔炼中给铸锭添加气态元素；而且可有效降低高温金属熔炼时低熔点元素的挥发量。
图1是本实用新型保护气体控制系统的炉体部分的结构示意图。图2是本实用新型保护气体控制系统的电气控制系统结构示意图。图中，1.炉室，2.熔化电源，3.泄爆装置，4.过滤装置，5.放气阀，6.充气阀，7.气源，8.泄压阀，9.阀门，10.真空泵，11.压力传感器a，12.高真空传感器，13.低真空传感器，14.压力传感器b，15.计算机，16. PLC控制器，17.通讯模块，18. DI模块，19. DO模块，20. AI模块，21. AO模块，22.压力表，23.充气泄压阀门，24.压力传感器组，25.真空系统。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统炉体部分的结构，如图1所示，包括通过熔化电源2供电的炉室1，与炉室1相通的主管道上依次设置有泄爆装置3、 过滤装置4、压力传感器组M、放气阀5、充气阀6、真空系统25、阀门9与真空泵10。其中， 压力传感器组M包括压力传感器all，高真空传感器12、低真空传感器13与压力传感器 bl4。充气阀6的气体输入端设置有气源7。充气阀6的气体输出端与阀门9之间还设置有泄压阀8。压力传感器组对、放气阀5、充气阀6、气源7与泄压阀8构成了可控充排系统。本实用新型用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统的电气控制系统结构，如图 2所示。计算机15与PLC控制器16的通讯模块17相连接，PLC控制器16还包括DI模块 18 (数字量输入模块)、D0模块19 (数字量输出模块)、AI模块20 (模拟量输入模块)、A0模块21 (模拟量输出模块)。在炉室1内设置的压力表22与DI模块18相连接，充气泄压阀门23 (包括放气阀5、充气阀6、泄压阀8、阀门9)分别与DO模块19相连接。AI模块20连接有压力传感器组对。本实用新型用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统的工作过程是，在真空自耗电弧炉设备主体结构上设置了保护气体可控充排系统，开启熔化电源2熔炼炉室1内的低沸点元素合金，通过真空泵10抽出炉室1内的气体。设置了压力传感器组M可以实时检测管道中气体的压力。泄爆装置3当炉室1内压力达到警戒值时迅速泄压。过滤装置4滤掉管道内的杂质只存留气体。放气阀5先放掉管道内的气体，然后通过充气阀6、气源7、泄压阀8实现炉室1内保护气氛的充排，因此就可以熔炼钛等有色金属及其合金，也可用于含不同熔点元素的合金熔炼。计算机15设定保护气氛压力及充气、排气范围，PLC控制器16 控制各个模块，通讯模块17与计算机15之间连接通信，压力表22将炉室1内的压力信息传递给DI模块18，D0模块19控制放气阀5、充气阀6、泄压阀8、阀门9，AI模块20将炉室压力传递给压力传感器组对，压力传感器组M控制炉室内的压力。本实用新型用于真空自耗电弧炉保护气氛熔炼，满足了在保护气氛熔炼时的压力可控。本实用新型用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统可用于含不同熔点元素的合金熔炼，在气氛保护环境中给熔点高的元素熔炼，熔点低的元素因为有保护气氛保护不至于氧化和挥发，也可在熔炼中通过气源给铸锭添加气态元素。可有效降低高温金属熔炼时低熔点元素的挥发量。在真空起弧后手动切换到充气熔炼，充气前在计算机上设定压力和充排范围，由传感器、PLC、电磁阀、真空泵组成的控制系统对这些参数和变量进行采集、运算、 控制，实现在气氛保护熔炼过程中压力控制自动调节，可实时修改设定值或在安全压力范围内手动充排气。这些参数的实际值和设定的变量以及操作记录在计算机中保存。
权利要求1.一种用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统，其特征在于，包括炉体部分与电气控制部分，所述炉体部分包括在炉室(1)相通的主管道上依次设置的泄爆装置(3)、过滤装置 (4)、压力传感器组(24)、放气阀(5)、充气阀(6)、真空系统(25)、阀门(9)与真空泵(10)， 所述充气阀(6)的气体输入端设置有气源(7)，所述充气阀(6)的气体输出端与阀门(9)之间还设置有泄压阀(8)，所述电气控制部分包括计算机(15)，计算机(15)与PLC控制器(16)的通讯模块(17) 相连接，所述PLC控制器(16 )还包括DI模块(18 )、D0模块(19 )、AI模块(20 )、AO模块(21)， 所述DI模块(18)与炉室(1)内设置的压力表(22)相连接，所述DO模块(19)分别与放气阀(5)、充气阀(6)、泄压阀(8)、阀门(9)相连接，所述AI模块(20)与压力传感器组(24)连接。
2.根据权利要求1所述的用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统，其特征在于，所述压力传感器组(24)包括压力传感器a (11)，高真空传感器(12)、低真空传感器(13)与压力传感器b (14)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于真空自耗电弧炉的保护气体控制系统，炉体部分包括在炉室相通的主管道上依次设置有泄爆装置、过滤装置、压力传感器组、放气阀、充气阀、真空系统、阀门与真空泵，充气阀的气体输出端与阀门之间还设置有泄压阀，电气控制部分包括计算机，计算机与PLC控制器的通讯模块相连接，PLC控制器还包括DI模块、DO模块、AI模块、AO模块，DI模块与炉室内设置的压力表相连接，DO模块分别与放气阀、充气阀、泄压阀、阀门相连接，AI模块与压力传感器组连接。本实用新型的保护气体控制系统，可以熔炼低沸点元素的合金，熔炼效果好。
文档编号F27B3/28GK201945160SQ201020683878
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者任源, 彭常户, 方向明, 李会武, 杜亚宁, 王锦群, 贾庆功 申请人:西部超导材料科技有限公司