電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電刷運動機構(gòu)及控制，特別涉及一種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)及控制方法。主要解決現(xiàn)電渣爐在非熔煉狀態(tài)下電刷的磨損以及由于電刷限制所影響的金屬電極提升與下降速度的限制的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案：一種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)，由電刷機構(gòu)、滑動執(zhí)行機構(gòu)和固定架組成。電刷機構(gòu)固定在滑動執(zhí)行機構(gòu)下端，滑動執(zhí)行機構(gòu)上端固定在固定架上。所述電刷機構(gòu)包括電刷、電刷架和彈簧，所述電刷固定在電刷架端面孔內(nèi)，一端可伸出與導(dǎo)電銅壁接觸，另一端接彈簧，彈簧頂靠電刷架，電刷通過導(dǎo)線與刷辮連接，刷辮由刷辮整理結(jié)構(gòu)固定后與假電極連接。本發(fā)明主要用于特種冶煉。
【專利說明】
電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電刷運動機構(gòu)及控制，特別涉及一種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著制造業(yè)技術(shù)的提升，對材料本身的性能要求日益提高，在一些特殊領(lǐng)域中高端鋼材的核心地位更是無可取代，特冶裝備行業(yè)也隨之應(yīng)運而生。
[0003]特冶區(qū)別于普通冶煉，它有著更為復(fù)雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)、運行環(huán)境和調(diào)控要求等。而電渣爐作為特冶裝備的一員，其原理是電阻加熱，整個過程是通過從電網(wǎng)取電，再經(jīng)過變壓器等機構(gòu)進行調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換成一個低壓大電流的輸出，而這個大電流在經(jīng)過金屬電極穿過電渣的過程中，由于電渣的阻值很大進而會產(chǎn)生大量的焦耳熱，而這個熱量則令金屬電極棒開始融化，熔滴在經(jīng)過渣池的過程中會與其中電渣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而得到成份與結(jié)晶的改口 ο
[0004]電渣爐運行原理的本質(zhì)就是電能和熱能的一個轉(zhuǎn)化，在其中最核心的兩個控制量就是電流和電壓，現(xiàn)階段的電渣爐廠家大都是通過控制這兩個量來對整個熔煉過程進行調(diào)控的，即根據(jù)電流和電壓的變化來調(diào)節(jié)熔化率以及控制成型鋼材的質(zhì)量特性。概括起來說就是電源的控制決定了成材的品質(zhì)，而對其的優(yōu)化與設(shè)計是電渣爐設(shè)備廠家不斷探討與鉆研的重要方向！
電渣爐的電能傳輸在整個電源體系里也是一個重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段大部分電渣爐廠家采用水冷電纜把變壓器的低壓大電流引入爐內(nèi)。而如何把這個電能引導(dǎo)到金屬電極上則是此階段的關(guān)鍵，由于電極的可移動性決定了電刷導(dǎo)電的方式，而電刷的質(zhì)量直接影響了所輸出電能的質(zhì)量，電源特性同時也相應(yīng)的決定了電刷的特性，對于較高的電流密度這里要求廠家去選用導(dǎo)電性能較好的高銅電刷，隨之帶來的則是更高的維護成本、運行成本與設(shè)計要求。
[0005]電渣爐在其熔煉準(zhǔn)備、進行與結(jié)束三個運行階段，金屬電極幾乎都是保持著運動狀態(tài)，而電刷作為導(dǎo)電的橋梁，也幾乎時時與導(dǎo)電的銅壁保持著相對運動，這樣的運行狀態(tài)也就限制了電極的在非熔煉狀態(tài)下的運動速度與電刷的使用壽命。電極在熔煉準(zhǔn)備與結(jié)束狀態(tài)時，電刷與銅壁仍然保持著接觸狀態(tài)，為保護電刷顧此刻的移動速度也是較慢的，如提升或下降過快的話，會導(dǎo)致電刷磨損加劇影響電刷的使用壽命，而電刷在整個電渣爐中是作為一個消耗品存在的，它是需要定期維護與更換，這也相應(yīng)的提高了各方面的使用成本；況且電刷在與銅壁經(jīng)過摩擦后，會導(dǎo)致電刷發(fā)熱，這也會相應(yīng)的帶來一些安全隱患，也是廠家所不希望看到的。結(jié)合以上情況，本發(fā)明就如何有效的對電刷進行保護設(shè)計進而去優(yōu)化提高生產(chǎn)效率提出一個嶄新有效的設(shè)計方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)及控制方法，主要解決現(xiàn)電渣爐在非熔煉狀態(tài)下電刷的磨損以及由于電刷限制所影響的金屬電極提升與下降速度的限制的技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)，由電刷機構(gòu)、滑動執(zhí)行機構(gòu)和固定架組成。電刷機構(gòu)固定在滑動執(zhí)行機構(gòu)下端，滑動執(zhí)行機構(gòu)上端固定在固定架上。所述電刷機構(gòu)包括電刷、電刷架和彈簧，所述電刷固定在電刷架端面孔內(nèi)，一端可伸出與導(dǎo)電銅壁接觸，另一端接彈簧，彈簧頂靠電刷架，電刷通過導(dǎo)線與刷辮連接，刷辮由刷辮整理結(jié)構(gòu)固定后與假電極連接。
[0008]滑動執(zhí)行機構(gòu)包括直線導(dǎo)桿、氣動推桿和限位開關(guān)，其中氣動推桿的一端固定在的固定架上，另一端則與直線導(dǎo)桿的滑塊連接，在直線導(dǎo)桿滑塊兩側(cè)設(shè)有限位開關(guān)，直線導(dǎo)桿固定在固定架上。
[0009]所述固定架呈兩個上下相連的圓形平臺，上圓形平臺的底面固定直線導(dǎo)桿，下圓形平臺的表面固定氣動推桿的缸體，固定架通過上部的懸掛固定在料桿上，固定架下部通過連桿與假電極同心固定結(jié)構(gòu)連接。
[0010]—種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)的控制方法，包括電刷架回縮和電刷架伸出步驟;所述的電刷架回縮步驟是:當(dāng)操作人員給予系統(tǒng)一個電刷架收縮的操作信號，系統(tǒng)收到此操作信號時給予分析反饋，系統(tǒng)會首先檢測熔煉電源的一個運行狀態(tài)，如果熔煉電源處于斷開狀態(tài)則允許相應(yīng)的操作要求，產(chǎn)生一個控制信號，令氣動推桿完成收縮動作，使電刷與導(dǎo)電內(nèi)壁相分離，然后可以人為判斷或根據(jù)限位開關(guān)信號的反饋給予停止操作，從而可以進行電極快速提升與下降的狀態(tài)；
所述電刷架伸出步驟是:即當(dāng)操作人員給予系統(tǒng)一個電刷架伸出的操作信號時，系統(tǒng)也會對這個信號進行判定分析，首先是確定熔煉電源的一個狀態(tài)，即當(dāng)熔煉電源處于斷開狀態(tài)時，則允許此操作，給予氣動推桿一個操作信號，氣動推桿開始控制電刷架使其接近導(dǎo)電內(nèi)壁，使電刷與其相接觸同時觸發(fā)限位開關(guān)的操作閘值，完成熔煉準(zhǔn)備，同時，這也個信號也被列為熔煉電源啟動的限制條件之一;反之當(dāng)熔煉電源處于接通狀態(tài)，由于伸出限位開關(guān)觸發(fā)的必然性，再給予伸出信號已是一個無效輸入。
[0011]對電刷架回縮步驟進一步優(yōu)化，把氣動推桿收縮的限位開關(guān)信號設(shè)置為非熔煉狀態(tài)下電極快速提升與下降的必要條件;反之當(dāng)熔煉電源處于接通狀態(tài)，選擇電刷架回縮操作，則會提示錯誤操作無法執(zhí)行。
[0012]本發(fā)明的有益效果:電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)可以有效的對電刷進行保護，減少在非必要時候的磨損，提高了電刷的使用壽命；由于避免了熔煉前電極提升或下降所帶來的電刷摩擦，從而避免了電刷在通電前的提前發(fā)熱(或過熱的情況)，也就為熔煉提供了良好的內(nèi)部環(huán)境;沒有快速移動造成電刷磨損的顧慮，從而也提高了電極在非熔煉狀況下的提升速度，也提高了生產(chǎn)效果，節(jié)約了時間成本。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明安裝使用結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明程序控制框圖。
[0016]圖中:1_電刷機構(gòu)、2-滑動執(zhí)行機構(gòu)、3-固定架、4-導(dǎo)電銅壁、5-料桿提升裝置、6-料桿夾持裝置、7-假電極、8-電刷架、9-電刷、10-彈簧、11-限位開關(guān)、12-氣動推桿、13-直線導(dǎo)桿、14-刷辮、15-刷辮整理結(jié)構(gòu)、16-假電極同心固定結(jié)構(gòu)、17-料桿。
【具體實施方式】
[0017]參照圖1、2，一種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)，由電刷機構(gòu)1、滑動執(zhí)行機構(gòu)2和固定架3組成。電刷機構(gòu)I固定在滑動執(zhí)行機構(gòu)2下端，滑動執(zhí)行機構(gòu)2上端固定在固定架3上。所述電刷機構(gòu)I包括電刷9、電刷架8和彈簧10，所述電刷9固定在電刷架8端面孔內(nèi)，電刷9為凸臺結(jié)構(gòu)，其中凸臺部分與電刷架端面開孔相互配合，而凸臺的高度也就控制了電刷的運動行程，也就是在一定程度上鎖定了電刷的相對位置。一端可伸出與導(dǎo)電銅壁4接觸，另一端接彈簧10，彈簧10頂靠電刷架8，給予電刷一個水平的壓緊力，從而保持在運動過程中電刷表面與導(dǎo)電內(nèi)壁的緊密接觸，實現(xiàn)滑動接觸的要求。電刷9通過導(dǎo)線與刷辮14連接，刷辮14由刷辮整理結(jié)構(gòu)固定后與假電極7連接。
[0018]滑動執(zhí)行機構(gòu)2包括直線導(dǎo)桿13、氣動推桿12和限位開關(guān)11，其中氣動推桿12的一端固定在的固定架3上，另一端則與直線導(dǎo)桿13的滑塊連接，在直線導(dǎo)桿13滑塊兩側(cè)設(shè)有限位開關(guān)11，直線導(dǎo)桿13固定在固定架3上。
[0019]所述固定架3呈兩個上下相連的圓形平臺，上圓形平臺的底面固定直線導(dǎo)桿13，下圓形平臺的表面固定氣動推桿12的缸體，固定架3通過上部的懸掛固定在料桿17上，固定架下部通過連桿與假電極同心固定結(jié)構(gòu)16連接。料桿17通過料桿夾持裝置6與料桿提升裝置5連接。
[0020]參照圖3，具體控制過程是分為兩個動作，一是電刷架回縮步驟，二是電刷架伸出步驟。當(dāng)操作人員給予系統(tǒng)一個電刷架收縮的操作信號，系統(tǒng)收到此操作信號時給予分析反饋，系統(tǒng)會首先檢測熔煉電源的一個運行狀態(tài)，如果熔煉電源處于斷開狀態(tài)則允許相應(yīng)的操作要求，產(chǎn)生一個控制信號，令氣動推桿完成收縮動作，使電刷與導(dǎo)電內(nèi)壁相分離，然后可以人為判斷或根據(jù)限位開關(guān)信號的反饋給予停止操作，從而可以進行電極快速提升與下降的狀態(tài)，如想進一步優(yōu)化操作規(guī)程，也可以把氣動推桿收縮的限位開關(guān)信號設(shè)置為非熔煉狀態(tài)下電極快速提升與下降的必要條件;反之當(dāng)熔煉電源處于接通狀態(tài)，選擇電刷架回縮操作，則會提示錯誤操作無法執(zhí)行。
[0021]而另一個操作即當(dāng)操作人員給予系統(tǒng)一個電刷架伸出的操作信號時，系統(tǒng)也會對這個信號進行判定分析，首先是確定熔煉電源的一個狀態(tài)，即當(dāng)熔煉電源處于斷開狀態(tài)時，則允許此操作，給予氣動推桿一個操作信號，氣動推桿開始控制電刷架使其接近導(dǎo)電內(nèi)壁，使電刷與其相接觸同時觸發(fā)限位開關(guān)的操作閘值，完成熔煉準(zhǔn)備，同時，這也個信號也被列為熔煉電源啟動的限制條件之一;反之當(dāng)熔煉電源處于接通狀態(tài)，由于伸出限位開關(guān)觸發(fā)的必然性，再給予伸出信號已是一個無效輸入。
[0022]當(dāng)電渣爐處在非熔煉狀態(tài)下準(zhǔn)備快速運動時，操作人員在操作界面進行操作，給予一個控制信號，使氣缸完成回縮動作，由于限位開關(guān)11的存在也防止氣缸發(fā)成堵程。這時，整個電刷架8沿直線導(dǎo)桿13進行回縮，由于電刷9與電刷架8端面開孔存在一個運動行程的結(jié)構(gòu)，從而可以完成與導(dǎo)電銅壁4的分離，此刻電極則滿足了快速提升或下降的條件。反之，當(dāng)處于伸出操作時亦然。
[0023]本發(fā)明可以有效的對電刷進行保護，延長其使用壽命，提高生產(chǎn)效率，為了熔煉提供良好的準(zhǔn)備環(huán)境。
【主權(quán)項】
1.一種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)，其特征是由電刷機構(gòu)、滑動執(zhí)行機構(gòu)和固定架組成，電刷機構(gòu)固定在滑動執(zhí)行機構(gòu)下端，滑動執(zhí)行機構(gòu)上端固定在固定架上，所述電刷機構(gòu)包括電刷、電刷架和彈簧，所述電刷固定在電刷架端面孔內(nèi)，一端可伸出與導(dǎo)電銅壁接觸，另一端接彈簧，彈簧頂靠電刷架，電刷通過導(dǎo)線與刷辮連接，刷辮由刷辮整理結(jié)構(gòu)固定后與假電極連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)，其特征是滑動執(zhí)行機構(gòu)包括直線導(dǎo)桿、氣動推桿和限位開關(guān)，其中氣動推桿的一端固定在的固定架上，另一端則與直線導(dǎo)桿的滑塊連接，在直線導(dǎo)桿滑塊兩側(cè)設(shè)有限位開關(guān)，直線導(dǎo)桿固定在固定架上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)，其特征是所述固定架呈兩個上下相連的圓形平臺，上圓形平臺的底面固定直線導(dǎo)桿，下圓形平臺的表面固定氣動推桿的缸體，固定架通過上部的懸掛固定在料桿上，固定架下部通過連桿與假電極同心固定結(jié)構(gòu)連接。4.一種權(quán)利要求1所述電渣爐電刷可變速運動機構(gòu)的控制方法，其特征是包括電刷架回縮和電刷架伸出步驟;所述的電刷架回縮步驟是:當(dāng)操作人員給予系統(tǒng)一個電刷架收縮的操作信號，系統(tǒng)收到此操作信號時給予分析反饋，系統(tǒng)會首先檢測熔煉電源的一個運行狀態(tài)，如果熔煉電源處于斷開狀態(tài)則允許相應(yīng)的操作要求，產(chǎn)生一個控制信號，令氣動推桿完成收縮動作，使電刷與導(dǎo)電內(nèi)壁相分離，然后可以人為判斷或根據(jù)限位開關(guān)信號的反饋給予停止操作，從而可以進行電極快速提升與下降的狀態(tài)； 所述電刷架伸出步驟是:即當(dāng)操作人員給予系統(tǒng)一個電刷架伸出的操作信號時，系統(tǒng)也會對這個信號進行判定分析，首先是確定熔煉電源的一個狀態(tài)，即當(dāng)熔煉電源處于斷開狀態(tài)時，則允許此操作，給予氣動推桿一個操作信號，氣動推桿開始控制電刷架使其接近導(dǎo)電內(nèi)壁，使電刷與其相接觸同時觸發(fā)限位開關(guān)的操作閘值，完成熔煉準(zhǔn)備，同時，這也個信號也被列為熔煉電源啟動的限制條件之一;反之當(dāng)熔煉電源處于接通狀態(tài)，由于伸出限位開關(guān)觸發(fā)的必然性，再給予伸出信號已是一個無效輸入。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征是對電刷架回縮步驟，把氣動推桿收縮的限位開關(guān)信號設(shè)置為非熔煉狀態(tài)下電極快速提升與下降的必要條件;反之當(dāng)熔煉電源處于接通狀態(tài)，選擇電刷架回縮操作，則會提示錯誤操作無法執(zhí)行。
【文檔編號】C22B9/187GK106086448SQ201610620337
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月2日 公開號201610620337.1, CN 106086448 A, CN 106086448A, CN 201610620337, CN-A-106086448, CN106086448 A, CN106086448A, CN201610620337, CN201610620337.1
【發(fā)明人】王偉, 李莊, 阮寧瑜
【申請人】合智熔煉裝備（上海）有限公司