一种真空浇铸用中间包塞棒的自动控制系统技术方案

一种真空浇铸用中间包塞棒的自动控制系统，包括用于检测中间包内的钢水重量的称重系统、接收所述称重系统的称重值的PLC塞棒控制系统以及中间包向真空室中铸模流入钢水的流速控制装置与液滴大小控制装置，由PLC塞棒控制系统根据所获取称重值，控制所述流速控制装置实现对流速的调节，控制所述液滴大小控制装置实现对液滴大小的调节，本发明专利技术在满足多炉真空连续浇铸、控制钢液温降、避免卷渣的要求下，可实现对塞棒升降的闭环精确控制和对心部吹氩流量的开环精确调节，能够有效控制中间包注入真空室钢水速度和液滴大小，较好地与真空罐内的真空度匹配，有利于生产出高质量的大型铸坯；同时能够有效保护塞棒耐材、水口耐材、驱动和传动机构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及真空铸锭装置
，特别涉及一种真空浇铸用中间包塞棒的自动 控制系统。
技术介绍
目前，真空铸锭生产过程中，采用手动控制塞棒的方式浇铸工件。这种塞棒控制方 式，只能人为设定塞棒行程，没有钢水浇铸速度的自动检测和控制措施，塞棒升降位移和塞 棒心部吹氩量均无法根据中间包内钢水液面的变化及时调整，更无法有效控制钢水浇铸速 度和液滴大小。另外，手动操作方式存在工作条件差、劳动强度大、生产效率低和成品率低 的缺陷。 公知的钢水真空多炉连续浇铸时，中间包内钢水液面和钢锭模钢水液面波动都比 较大，无法利用常压连铸机中的结晶器内钢水液面检测装置，获得有效的液面高度信号，无 法实时控制钢水浇铸速度和液滴大小。钢液速度过慢或液滴过小，快速降低钢液温度，铸锭 内部温度分布场不均匀，影响铸锭质量；钢液速度过快和液滴过大，真空脱气效果不良，中 间包内钢液面快速下降，出现涡流卷渣，同时多炉连续浇铸衔接困难，也影响铸锭质量。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种真空浇铸用中间包塞 棒的自动控制系统，该系统符合真空浇铸工艺要求、塞棒控制精度好、自动化程度高、结构 简单、操作容易、安全性好、有利于生产高质量大型铸坯。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是： 一种真空浇铸用中间包塞棒的自动控制系统，包括： 用于检测中间包3内的钢水2重量的称重系统； 接收所述称重系统的称重值的PLC塞棒控制系统10 ; 以及， 连接所述PLC塞棒控制系统10的中间包3向真空室中铸模7流入钢水2的流速 控制装置与液滴大小控制装置，由PLC塞棒控制系统10根据所获取称重值，控制所述流速 控制装置实现对流速的调节，控制所述液滴大小控制装置实现对液滴大小的调节。 所述真空室包括带有真空罐盖4和真空泵抽气系统9的真空罐5,所述称重系统包 括设置在真空罐盖4上的若干称重传感器4. 1，真空罐5位于中间包3的下方，来自钢包1 的钢水2通过中间包3经由真空罐盖4送入位于真空罐5中的冒口 6、铸模7和底盘8中。 所述称重传感器4. 1共有3个，以中间包3座包中心分120度分别布置在一个相 应的称重法兰4. 2下面，称重法兰4. 2安装在密封套管4. 7内，侧面安装有密封圈二4. 4与 密封套管4. 7形成密封，顶面安装有密封圈一 4. 3与密封法兰3. 13形成密封，称重传感器 4. 1的信号电缆由安装在密封套管4. 7上的穿线管接头4. 8引出。密封套管4. 7上还设置 3个座包导向器4. 6,便于中间包3吊装。 所述真空罐盖4上设置有用于获取获得铸模7内钢液浇铸情况的高温摄像机4. 9 和人孔观察孔4. 10, PLC塞棒控制系统10根据高温摄像机4. 9和/或人孔观察孔4. 10所 获取的信息修正对流速控制装置与液滴大小控制装置的控制信号。 所述流速控制装置包括油缸3. 10,油缸3. 10连接升降柱3. 5,升降柱3. 5通过连 接臂3. 3与位于中间包3中的塞棒3. 1连接带动塞棒3. 1升降，实现对中间包3的水口 3. 14 的开度调节； 所述流速控制装置包括位于心部吹氩管3. 2中的流量切换阀10. 2,心部吹氩管 3. 2位于塞棒3. 1的上部。 所述油缸3. 10固定在位于中间包3外壁的安装架3. 11上，安装架3. 11上安装有 上、下限位开关3. 9,油缸3. 10的活塞缸上安装有圆形限位触发板3. 8,在油缸3. 10的活塞 缸工作过程中，圆形限位触发板3. 8触发上、下限位开关3. 9,从而获取塞棒3. 1的位置信 号； 所述升降柱3. 5在导向套3. 7内上下运动，升降柱3. 5上设置有定位螺母3. 4,中 间包3的外壁设置支撑弧板3. 6,定位螺母3. 4位于支撑弧板3. 6上方，升降柱3. 5带动塞 棒3. 1下降运动中定位螺母3. 4碰触到支撑弧板3. 6上沿而无法下降，从而限定塞棒3. 1 的最低下降距离。 所述油缸3. 10配备有液压系统10. 1，当塞棒3. 1与水口 3. 14塞合的挤压力过大 时，液压系统10. 1溢流出油缸3. 10内的液压油。 所述真空室内设置有真空度检测仪10. 4,真空度检测仪10. 4采集的真空信号送 入PLC塞棒控制系统10, PLC塞棒控制系统10连接有带有现场操作箱10. 6和工控机10. 5。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在满足多炉真空连续浇铸、控制钢液温 降、避免卷渣的要求下，该系统可实现对塞棒升降的闭环精确控制和对心部吹氩流量的开 环精确调节，能够有效控制中间包注入真空室钢水速度和液滴大小，较好地与真空罐内的 真空度匹配，有利于生产出高质量的大型铸坯；同时，在有效地保证塞棒与水口塞合后，能 够塞合力，有效保护塞棒耐材、水口耐材、驱动和传动机构。【附图说明】 图1是本专利技术机械系统示意图。 图2是本专利技术中间包塞棒传动机构示意图。 图3是本专利技术称量结构示意图。 图4是本专利技术罐盖结构剖视图。 图5是本专利技术罐盖结构俯视图。 图6是本专利技术塞棒控制系统示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。 如图1所示，多炉连续真空浇铸时，钢包1被吊到距离中间包3上空指定位置，向 中间包3内注入钢水2到A吨钢水液面附近后，自动调整塞棒3. 1位置，控制钢水2注入到 真空室内的冒口 6、铸模7和底盘8中，其中真空室包括带有真空罐盖4和真空泵抽气系统 9的真空罐5,真空度由真空泵抽气系统9建立。 本专利技术旨在设置合适的称重系统，在线检测中间包3内的钢水2重量，并根据检测 结果，由PLC塞棒控制系统10控制流速控制装置实现对中间包3向真空室中铸模7流入钢 水2的流速的调节，同时还实现对中间包3向铸模7流入钢水2的液滴大小的调节。 如图2所示，在中间包3外壁上自上到下安装有支撑弧板3. 6、导向套3. 7和安装 架3. 11，安装架3. 11上安装油缸3. 10和上、下限位开关3. 9,流速控制装置包括油缸3. 10， 油缸3. 10连接升降柱3. 5,升降柱3. 5通过连接臂3. 3与位于中间包3中的塞棒3. 1连接 带动塞棒3. 1升降，实现对中间包3的水口 3. 14的开度调节；流速控制装置包括位于心部 吹氩管3. 2中的流量切换阀10. 2,其中心部吹氩管3. 2位于塞棒3. 1的上部。油缸3. 10的 活塞缸上安装有圆形限位触发板3. 8,在油缸3. 10的活塞缸工作过程中，圆形限位触发板 3. 8触发上、下限位开关3. 9,从而获取塞棒3. 1的位置信号；而升降柱3. 5在导向套3. 7内 上下运动，升降柱3. 5上设置有定位螺母3. 4,支撑弧板3. 6起稳定塞棒3. 1升降作用，定 位螺母3. 4位于支撑弧板3. 6上方，升降柱3. 5与连接臂3. 3通过螺纹连接，调节定位螺母 3. 4到某一位置。升降柱3. 5带动塞棒3. 1下降运动中定位螺母3. 4碰触到支撑弧板3. 6 上沿而无法下降，从而起到了限定塞棒3. 1的最低下降距离的作用。同时，油缸3. 10配备 有液压系统10. 1，当塞棒3. 1与水口 3. 14塞合的挤压力过大时，液压系统10. 1溢流出油缸 3. 10内的液压油。 如图3、图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空浇铸用中间包塞棒的自动控制系统，其特征在于，包括：用于检测中间包(3)内的钢水(2)重量的称重系统；接收所述称重系统的称重值的PLC塞棒控制系统(10)；以及，连接所述PLC塞棒控制系统(10)的中间包(3)向真空室中铸模(7)流入钢水(2)的流速控制装置与液滴大小控制装置，由PLC塞棒控制系统(10)根据所获取称重值，控制所述流速控制装置实现对流速的调节，控制所述液滴大小控制装置实现对液滴大小的调节。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建龙，赵锋辉，任彤，方杞青，陈亚文，马正锋，
申请(专利权)人：中国重型机械研究院股份公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61