[发明专利]一种等离子冷床凝壳炉的控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种等离子冷床凝壳炉的控制系统，包括系统本体(14)，其特征在于，所述系统本体(14)包括：向系统管理层传输数据的网络端口(39)，所述网络端口(39)通过工业以太网(23)分别连接有工控机(24)、控制器(28)、若干等离子电源及若干驱动控制系统，

所述等离子电源包括，第一等离子电源(25)、第二等离子电源(26)、第三等离子电源(27)，所述第一等离子电源(25)与熔炼等离子炬(7)连接，所述第二等离子电源(26)与精炼等离子炬(16)连接，所述第三等离子电源(27)与结晶控制等离子枪(4)连接，所述控制器(28)连接有熔炼辅助系统(29)；

所述驱动控制系统包括，控制炉室内送料装置(9)的送料驱动控制系统(30)、控制熔炼冷床(6)倾斜角度的第一驱动控制系统(31)、控制精炼冷床(5)倾斜角度的第二驱动控制系统(32)、控制拖锭系统(3)的第三驱动控制系统(33)、控制熔炼等离子炬(7)进给的第四驱动控制系统(34)、控制熔炼等离子炬(7)角度的第五驱动控制系统(35)、控制精炼等离子炬(16)进给的第六驱动控制系统(36)、控制精炼等离子炬(16)摆动的第七驱动控制系统(37)，控制结晶控制等离子枪(4)进给的第八驱动控制系统(38)。

2.根据权利要求1所述的等离子冷床凝壳炉的控制系统，其特征在于，所述熔炼辅助系统(29)包括冷却系统(1)、炉室真空系统(2)、进料室真空机组(11)、进料室(12)及送料装置(9)，所述进料室真空机组(11)与进料室(12)相连通，所述冷却系统(1)、炉室真空系统(2)均与炉室(20)相连通。

3.根据权利要求1所述的等离子冷床凝壳炉的控制系统，其特征在于，所述第七驱动控制系统(37)采用双轴驱动控制系统。

4.根据权利要求1所述的等离子冷床凝壳炉的控制系统，其特征在于，所述熔炼等离子炬(7)、精炼等离子炬(16)和结晶控制等离子枪(4)的起弧方式均采用转移弧起弧。

5.根据权利要求4所述的等离子冷床凝壳炉的控制系统，其特征在于，所述熔炼等离子炬(7)、精炼等离子炬(16)、结晶控制等离子枪(4)均可升降，且具有向周围四个方向调节的倾角。

6.根据权利要求1所述的等离子冷床凝壳炉的控制系统，其特征在于，所述熔炼等离子炬(7)、精炼等离子炬(16)的输入功率及送料装置(9)的送料速度由对应的等离子电源及控制器(28)调节。

7.根据权利要求1所述的等离子冷床凝壳炉的控制系统，其特征在于，所述等离子冷床凝壳炉包括炉室(20)，所述炉室(20)与熔炼室真空系统(2)、冷却系统(1)、充氩系统(8)相连；

所述炉室(20)的右侧为进料室(12)，所述进料室(12)内设有装料用的进料门(13)；所述进料室(12)与进料室真空机组(11)相连通，所述进料室(12)与炉室(20)设有闸板阀(10)，送料装置(9)由闸板阀(10)分进料室段送料装置和炉室段送料装置；

在炉室段送料装置的出料侧的下方设有熔炼冷床(6)，所述熔炼冷床(6)上方的炉体上设有熔炼等离子炬(7)；所述熔炼冷床(6)的溢出侧与精炼冷床(5)相连，所述精炼冷床(5)上方的炉体上设有精炼等离子炬(16)；

所述精炼冷床(5)的溢流侧与铸锭结晶器(19)相连，所述铸锭结晶器(19)的下方设有拖锭系统(3)，所述铸锭结晶器(19)上方的炉体上设有结晶控制等离子枪(4)；所述结晶控制等离子枪(4)前方的炉体上安装结晶凝固观察窗(15)。

8.根据权利要求7所述的等离子冷床凝壳炉的控制系统，其特征在于，所述精炼冷床(5)位于铸锭结晶器(19)的右侧，且精炼冷床(5)内熔融的金属液体溢流高于铸锭结晶器(19)。

9.根据权利要求7所述的等离子冷床凝壳炉的控制系统，其特征在于，所述熔炼冷床(6)可向精炼冷床(5)倾斜，所述精炼冷床(5)向铸锭结晶器(19)倾斜。

10.根据权利要求1-9任一项所述的等离子冷床凝壳炉的控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1：向炉室(20)内装入压制好的电极棒(18)，启动炉室真空系统(2)直至压升率满足要求；

S2：利用充氩系统(8)向炉室(20)充入氩气；

S3：熔炼等离子枪熔炼电极棒(18)；

S4：精炼等离子枪熔炼经S3熔炼后的电极棒(18)；

S5：结晶控制等离子枪(4)对S4中的电极棒(18)进行再次加热和搅拌，凝固后形成铸锭；

S6：拖锭系统(3)按照计算的速度从铸锭结晶器(19)中移出铸锭，得到去除高低密度夹杂的铸锭。