[发明专利]一种等离子冷床凝壳炉的控制系统及控制方法

说明书

本发明属于有色金属熔炼装备技术领域，涉及一种等离子冷床凝壳炉的控制系统及控制方法，所述控制系统包括，网络端口，网络端口通过工业以太网分别连接有工控机、控制器、若干等离子电源及若干驱动控制系统；通过本系统的结构布局设计，使得等离子冷床凝壳炉在接近大气压的惰性气氛下工作，通过该控制系统能够控制等离子冷场熔炼的送料、熔炼、精炼、结晶托锭过程，通过精准控制合金的化学成分，有效地防止Al、Sn、Mn、Cr等高挥发性元素的挥发，实现对高合金化和复杂合金化钛合金元素含量的精确控制，从而有效去除高低密度夹杂的铸锭，获得组织均匀的铸锭。

技术领域

本发明属于有色金属熔炼装备技术领域，涉及一种等离子冷床凝壳炉的控制系统及控制方法。

背景技术

在钛及钛合金的大规模工业冶炼中，电弧炉和冷床炉是生产高质量铸锭的必备设备。熔炼过程中电弧炉的输入功率与熔化和凝固速度相互耦合：输入功率小时熔池浅且不到边；输入功率大时会出现很深的熔池，沉入熔池底部的高密度夹杂物去除效果差，从熔池中心到坩埚壁有较大的温度梯度时，铸锭存在径向凝固差异大，铸锭的枝状结晶明显。因此电子束冷床炉必须在高真空条件下熔炼，而熔炼含高挥发性元素的钛合金就比较困难，合金的化学成分无法精确控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种等离子冷床凝壳炉的控制系统及控制方法，能够控制等离子冷场熔炼的送料、熔炼、精炼及结晶拖锭过程，从而获得组织均匀的铸锭。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一方面，本发明提供了一种等离子冷床凝壳炉的控制系统，包括系统本体，所述系统本体包括：向系统管理层传输数据的网络端口，所述网络端口通过工业以太网分别连接有工控机、控制器、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、第二等离子电源、第三等离子电源，所述第一等离子电源与熔炼等离子炬连接，所述第二等离子电源与精炼等离子炬连接，所述第三等离子电源与结晶控制等离子枪连接，所述控制器连接有熔炼辅助系统；

所述驱动控制系统包括，控制炉室内送料装置的送料驱动控制系统、控制熔炼冷床倾斜角度的第一驱动控制系统、控制精炼冷床倾斜角度的第二驱动控制系统、控制拖锭系统的第三驱动控制系统、控制熔炼等离子炬进给的第四驱动控制系统、控制熔炼等离子炬角度的第五驱动控制系统、控制精炼等离子炬进给的第六驱动控制系统、控制精炼等离子炬摆动的第七驱动控制系统，控制结晶控制等离子枪进给的第八驱动控制系统。

进一步，所述熔炼辅助系统包括冷却系统、炉室真空系统、进料室真空机组、进料室及送料装置，所述进料室真空机组与进料室相连通，所述冷却系统、炉室真空系统均与炉室相连通。

进一步，所述第七驱动控制系统采用双轴驱动控制系统。

进一步，所述熔炼等离子炬、精炼等离子炬和结晶控制等离子枪的起弧方式均采用转移弧起弧。

进一步，所述熔炼等离子炬、精炼等离子炬、结晶控制等离子枪均可升降，且具有向周围四个方向调节的倾角。

进一步，所述熔炼等离子炬、精炼等离子炬的输入功率及送料装置的送料速度由对应的等离子电源及控制器调节。

进一步，所述等离子冷床凝壳炉包括炉室，所述炉室与熔炼室真空系统、冷却系统、充氩系统相连；

所述炉室的右侧为进料室，所述进料室内设有装料用的进料门；所述进料室与进料室真空机组相连通，所述进料室与炉室设有闸板阀，送料装置由闸板阀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，所述熔炼冷床上方的炉体上设有熔炼等离子炬；所述熔炼冷床的溢出侧与精炼冷床相连，所述精炼冷床上方的炉体上设有精炼等离子炬；