金属液恒定速度流出的塞棒智能控制技术制造技术

本发明专利技术公开了一种金属液磁悬浮连铸余热铸坯在线热加工生产线铸坯阶段的金属液恒流速塞棒智能控制技术，它属于金属材料生产领域。为了使生产线能按规格、产量、平稳、安全地进行生产，其铸坯阶段金属液必须恒流速进入交变磁场，故需对金属液流出通道的塞棒缝隙进行智能控制。智能控制的原理是将流出包8内金属液B

【技术实现步骤摘要】
金属液恒定速度流出的塞棒智能控制技术


[0001]金属液恒定速度流出的塞棒智能控制技术属于冶金行业金属材料生产领域。

技术介绍

[0002]钢、铝、铜、锌、钛、铅和镁等金属材料(以下简称金属材料)生产流程的主要工序为：1.备料(包括开矿、选矿....)
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2.冶炼
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3.铸坯
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4.加热
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5.热加工
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6.冷加工(包括中间退火)
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7.整理、检验、包装和入库等。
[0003]在上述金属材料生产流程诸工序中，工序3.铸坯的工艺原理及其半成品，影响到后续工序4、5、6生产流程的简或繁；关系到单位产品能耗、产品质量提高和降本增收。
[0004]当今国内外金属材料铸坯工序生产技术均是水冷模连续铸造(以下简称它)。它的工作原理：钢、铝、铜、锌、钛和镁等金属液(以下简称金属液)连续流入由内壳、中间为流水与外壳组成的水冷模结晶器中，降温变成固态，连续拉出成为铸坯。它的工作流程是：起始时，牵引系统的牵引头插入结晶器，金属液流入牵引头槽沟并与与结晶器内壳壁接触，立刻把金属液热量经内壳传导给流水带走，使金属液降温成固相、生成硬壳，该硬壳强度达到能存受牵引移动时与结晶器内壳壁相互相摩檫产生的摩檫力，就能连续牵引移出结晶器，连续铸造出铸坯。它的主要缺陷：消耗结晶器和大量高压冷却水，将金属液中余热散失过多，铸成≤900℃钢锭，而钢锭热轧温度为1050～1250℃，必须二次加热。有的用≤900℃钢锭直轧成材，是不当作业。二者均多耗能耗物；它在铜材、铝材和机械零件生产领域只能铸成后续冷加工量占产品全部生产工作量＞80％的厚、大坯，把大量生产工作量，留给大量耗能耗物的冷加工(包括中间退火)。它丢失利用金属液中余热提高产品质量的潜能。
[0005]专利技术专利，ZL200510021740.4<金属液磁悬浮连续铸造近终型余热热轧坯工艺>(以下简称磁浮连铸)及其在线热加工，能颠覆、淘汰〔004〕所述的水冷模连续铸造技术。磁浮连铸的原理：将金属液在炉口经铸模约束成终形(既保障制成品强度，而热、冷加工量最少，下同)液柱(液片)，被牵引流入5～30KHz交变磁场，金属液被电磁感应推斥悬浮，同时被电磁搅拌，在连续向热加工机械移动中，被适度降温成该牌号金属热加工最佳温度的终形余热铸坯，立刻在线热加工，使金属液在线一步制成钢材，或制成后续冷加工量＜20％的铜材坯、铝材坯和机械零件坯。磁浮连铸终形余热铸坯及其在线热加工生产的优点：1.优化铸坯组织(电磁搅拌作用)提高铸坯进而提高材料强度；2.大幅简化生产流程，减少能耗、金属损耗和多种消耗，达到节能降碳和降本增收。3.大幅减少热、冷加工量，因而在相同产量时，闲置1/3～1/2设备(熔炉除外)。4.磁浮连铸的原理简明，操作简易，调控简易。改造、升级原生产线为磁浮连铸及其在线热加工生产线绝大部分设备为原有，仅增加交变磁场(其主机国内生产厂家众多)和
简易辅机。
[0006]磁浮连铸为金属液直接流入交变磁场，故需智能控制，达到平稳、安全生产。

技术实现思路

[0007]金属液磁悬浮连铸余热坯在线热加工生产线(以下简称本生产线)流程生产如下：1.从冶炼输入的金属液；2.精炼(保温)；3.磁悬浮连铸终形余热铸坯；4.在线热加工；5.冷加工；6.整理、检验、入库。流程1.、2.和3.为制坯阶段；4.、5.和6.为加工阶段。本专利技术为制坯阶段金属液恒流速的塞棒智能控制技术。
[0008]从说明书附图1知，金属液2从塞棒5尖头与塞棒座6形成的缝隙A，经降落竖管17底部向上翻涌进入流出包8的内底平面金属液中层，被厚度控制板9控制断面厚度并充满横断面后，再经流出包8的D点流向交变磁场15，被感应推斥悬浮与适度降温，成终形余热铸坯11，立刻进入热加工生产线12进行热加工，产出热加工制品13。欲满足产品规格、单位时间产量和生产线平稳、安全运行，必须使金属液以恒定速度(即流入量等于流出量，下同)流出。
[0009]实现恒定流速的技术原理与技术措施如下。生产线新建时，按每款产品规格确定金属液厚度、按产量确定金属液流出速度。按此，分别调试出流出包8中金属液B
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C断面厚度(即B
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C两点高度差，下同)范围，成为运行要素原始数值1，存入计算机18。同时按相同的规格、产量调试出与厚度、流速相对应的缝隙A的数值，及该数值在执行机构4对应的电磁标记数据，成为运行要素原始数值2存入计算机18。欲使金属液以恒定速度(即流入量与流出量相等，下同)流出，须使B
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C断面厚度，保持在原始数值范围内。生产进行时，由于金属液连续流入、流出，B
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C断面厚度随时都在变化，此情节由说明书附图中7与16组成的铯137或涡流金属液厚度检测系统(附图1中，7铯137放射线穿越B
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C，被吸收器
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传感器16吸收，转换成数值)适时测得的厚度数值，立刻输入计算机18，18立刻将它与原始数值进行计算后，立刻命令执行机构4升、降塞棒，改变缝隙A的大小，改变金属液流出量，使B
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C断面厚度恢复到原始设定的范围内，恢复恒定流速。检测金属液厚度的方法，除铯137测厚法和涡流法外，还有B
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C点高差法等多种方法。若用高差法来捡测B
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C厚度，则可用多种测量金属液液位之一的方法，测量出B点液位高度数值输入计算机18，与原始输入的C点数值进行计算，命令执行机构4动作，恒速流出。当偶发生产事故时，事故机台的传感器(全生产线各机台传感器均与计算机连接)必发出报警信息，进入计算机18，经判别后，立刻命令4关闭塞棒缝隙，截流，防止事故扩大。计算机18贮存各机台运行参数，并连接所有控制器、传感器。能够在线调节金属液流速、磁浮连铸以及热加工各机台的运行参数，达到提高产量、质量。
[0010]本专利技术使金属液2从竖管17底部翻涌流入流出包8内底平面金属液的中部，不与空气接触，减少氧化。
[0011]竖管17内腔.能约束金属液合乎产品形状和尺寸，经铸坯、加工成产品。如热加工
产品为板材，则内腔为扁平形；若热加工产品为型材，则内腔为矩形。
[0012]凡与空气接触的金属液表面，均须覆盖覆盖剂3，防止金属液氧化。
【附图说明】
[0013]附图1是本申请的说明书附图。下列顺序号就是附图1中各组成件的代号。1.供液包(炉)，承接并经竖管17向流出包8供给金属液。它由外壳是钢板、中间是绝热材料和与金属液接触的耐火砖组成。2.金属液，包括钢、铜、铝、....等各种金属液。由冶炼工序供给。3.覆盖剂，保护金属液不被氧化。4执行机构，执行由计算机18来的命令，使塞棒升或降，改变塞棒尖头与塞棒座的缝隙，改变金属液流出量。执行机构可为电动、液压或气动。5.塞棒，塞棒尖头与塞棒座组成缝隙，为金属液流出通道，由耐火材料制成。其剖面形状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属液磁悬浮连铸余热坯在线热加工生产线铸坯阶段，金属液恒流速的塞棒智能控制技术，能够使全生产线按产品规格、单位时间产量平稳、安全运行。S1：为了能使金属液以恒定速度流出、即流入与流出量相等，必须使说明书附图一中流出包8内金属液B
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C断面的厚度、即B
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C高度之差，在任何瞬间都控制在新建生产线调试得出的原始数值范围内，该数值储存于计算机18中，与适时输入的测量数值进行计算。S2：因金属液流入、流出不相等，导致B
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C厚度变化、进而使流速变化，导致生产不稳定。由多种测量B
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C厚度系统之一的测量系统，如附图中7与16组成的铯137检测系统，将测得的适时数值输入计算机18，经计算机与存储的原始数值进行计算后，命令执行机构4，改变塞棒缝隙，从而改变金属液流出量，恢复B
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C断面厚度到原始设定的范围内，达到流出速度恒定、。其特征在于：用多种测量方法和测量系统之一的技术，适时测得流出包8内金属液B
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C断面厚度数值，输入计算机18，经计算后命令执行机构4，升、降塞棒5，改变缝隙A，调节金属液流出量，恢复B
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘巍，
申请(专利权)人：刘巍，
类型：发明
国别省市：