[发明专利]用于电感应金属熔融炉的集成过程控制系统

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2007年4月10日申请的美国临时申请60/910,916的权益，该临时申请通过引用而全部组合于此。

技术领域

本发明涉及用于电感应金属熔融炉的集成过程控制装置、设备和系统，电感应金属熔融炉通过电感应加热和熔融金属料而产生熔融金属以在工业过程中使用。

背景技术

通过电感应熔融产生熔融金属通常涉及一个或多个感应炉的连续运转，金属料在感应炉中感应加热和熔融。该过程要求多个运转性能，包括过程步骤和监视功能。例如，当熔融金属从每一炉抽出时必须向每一炉添加金属料。新的炉料必须送达每一炉。当感应熔融过程进行时必须从每一炉除去炉渣。每一炉中的熔融金属的温度必须定期进行测量和分析以确定温度是否在可接受的范围内。必须定期取每一炉中的熔融金属的样本并进行分析以确定金属化学性质是否可接受。可能需要向每一炉中的熔融金属添加调整材料以改变熔融金属的化学性质。

本发明的目标之一在于提供用于电感应金属熔融炉的集成过程控制设备，其中至少大部分过程操作由协同及集成过程控制系统控制并具有机器人装置的益处。

发明内容

一方面，本发明为用于电感应熔融炉的集成过程控制系统或设备，包括：一个或多个电感应熔融炉，其中每一炉具有一个或多个可变炉状态；一个或多个炉料输送设备，其中每一炉料输送设备具有一个或多个可变炉料输送状态；一个或多个炉渣除去设备，其中每一炉渣除去设备具有一个或多个可变炉渣除去状态；用于一个或多个炉的每一炉中的熔融金属槽的过程控制的一个或多个炉过程操作，其中一个或多个炉过程操作中的每一操作具有一个或多个可变炉熔融过程状态；用于执行一个或多个炉熔融过程中的一个或多个的至少一机器人装置；及一个或多个控制处理器，用于控制一个或多个炉、一个或多个炉料输送系统及一个或多个炉渣除去系统的一个或多个可变状态。

另一方面，本发明为从一个或多个电感应炉产生熔融金属的方法或过程。在过程中，集成过程控制器扩展每一炉的一个或多个可变炉状态、炉料输送设备的一个或多个可变炉料输送状态、炉渣除去设备的一个或多个可变炉渣除去状态、及执行一个或多个炉过程操作的机器人装置。

本发明的上述及其它方面将在本说明书及所附权利要求中提出。

附图说明

当结合附图阅读前面的概述及下面的详细描述时可更好地理解本发明。为说明本发明的目的，在附图中示出了本发明的目前优选的示例形式；然而，本发明不限于下述附图中公开的具体配置和手段：

图1为与本发明的集成过程控制设备相关联的电感应金属熔融炉装备的一个例子的简化图解布局的一个例子。

图2为在本发明的集成过程控制设备的一个例子中使用的炉倾斜状态变量的图示。

图3为本发明的集成过程控制设备的一个例子的简化互连图。

图4为与本发明的集成过程控制设备的一个例子一起使用的集成工具和输送装置的一个例子的等角图。

图5为图4中所示的集成工具和输送装置的另一等角图。

图6为图4和图5中所示的集成工具和输送装置的侧视图。

图7为在本发明的集成过程控制设备的一个例子中使用的撇渣工具的一个例子的等角图。

图8为图7中所示的撇渣工具的一个例子处于装载位置的等角图。

具体实施方式

在本发明的一些例子中，集成过程控制系统可具有可选择的手动或全自动模式。本发明下面的例子包括可选择的手动或全自动模式。在手动模式下，各个炉熔融过程可基于人操作员的手动输入由机器人装置自动执行。在本发明的一些例子中，在手动模式下，由机器人装置自动执行的各个炉熔融过程可为另外的手动输入由人操作员中断。在本发明的其它例子中，控制系统可仅以全自动模式运行。

如下进一步所述，可提供一个或多个适当的手动输入控制装置用于手动模式运行。手动输入控制装置可硬连线到集成过程控制系统的输入/输出(I/O)装置并永久位于本发明中使用的控制处理器之一中；或者，作为备选，无线连接到集成过程控制系统的I/O装置以使手动输入控制装置的人操作员在操作这些装置的同时能走来走去。