双线立式喂线方法及其装置.pdf

本发明涉及一种用于铁水进行球化和孕育处理、可输入金属实芯线或包芯线的喂线方法及其装置。其主要特征是：由包芯线导向装置、双线立式喂线机和计算输入控制单元组成。导向装置是由一对凹形轮和挡块组成。喂线机包含两个喂线通道。每个喂线通道的包括两组带有齿形的主动驱动轮和被动驱动轮组成。每根包芯线可以单独控制。在喂线通道通有压缩空气。计算输入控制单元是将输入的铁水及芯线数据进行加工、控制设备运转。其优点是：数据输入简单，单机双线，体积小，自动化程度高。

权利要求书
1、  一种新型自动双线立式喂线方法及其装置，其特征是：由包芯线导向装置、双线立式喂线机和计算输入控制单元组成。

2、  实现权利要求1所述的双线立式喂线方法及其装置主要为双线立式喂线机，它包括主动箱，在两个喂线通道的上方分别设有进线口导管，下方分别设有出线口导管，以及设在进、出线口导管之间的包芯线驱动机构，其特征是：在主动箱体上设有两个喂线通道，每个喂线通道有两个主动驱动轮，两个被动驱动轮，两个压紧装置和制动单元，每个喂线通道可以单独控制包芯线的运行，在喂线的过程中喂线通道的压力保持在0.03-0.1Mpa，处理后瞬间加入0.2-0.5Mpa压缩空气，清理喂线通道。

3、  根据权利1所述的装置，计算输入控制单元的特征是：由触摸屏输入铁水和芯线的成分，可编程序控制器计算出所需芯线长度，编码器或传感器测量实际加入长度，当实际加入长度等于所需芯线长度时，喂线自动停止。

4、  根据权利1所述的装置，其特征是：包芯线导向装置由两个转动的凹形轮和挡块组成。

5、  根据权利2所述的装置，其特征是：主动箱体两侧各设有一个喂线通道。

6、  根据权利2所述的装置，其特征是：主动驱动轮或被动驱动轮的侧面带有护板。

7、  根据权利2所述的装置，其特征是：在喂线通道通有压缩空气。

8、  根据权利3所述的装置，其特征是：计算输入控制单元由触摸屏、可编程序控制器、编码器或传感器组成。

说明书双线立式喂线方法及其装置
                                技术领域
本发明涉及一种用于铁水进行球化和孕育处理、可输入金属实芯线或包芯线的喂线方法及其装置。
                                背景技术
目前，公知的包芯线是由钢带和包裹在钢带中的粉料构成的，因此，喂线机的作用就是将包芯线以一定的速度喂入铁水处理包，包芯线在铁水处理包底进行反应。传统的喂线系统包括由多组分两层垂直放置的以滚动轴承和底座相连的非动力棍构成的“井”字型进线口、一组调直机构和一个喂线机。喂线机一般包括喂线机箱体，在箱体上设有一个喂线通道，喂线通道包括设在箱体一侧的进线口、设在箱体另一侧与进线口相对的包芯线出口导管以及设在喂线箱体中的包芯线驱动机构，包芯线驱动机构采用多组对向夹持的双喂线轮来驱动包芯线，其动力为多台电机利用皮带和链轮传动，控制方法是将事先计算好的包芯线长度输入电控系统，实现喂线过程。实现双线喂线时，须将相同两台喂线机平列放置。这样需要人工先估计喂线长度，而且设备体积庞大，结构繁杂，动力消耗高，当实现双通道喂相同线或喂两种成分不同芯线时，工艺上对喂入的包芯线在铁水的插入点有一定的要求时，由于两喂线通道距离远，特别是当铁水或钢水的水平截面积不是足够大时，包芯线还要经过一段弯道后再进入铁水或钢水中，这样金属实芯线或包芯线经过调直、输送、再弯曲后进入铁水中，这样就不能保持包芯线垂直进入铁水包底，从而也就不能保证很好的处理效果。
                                发明内容
本发明的目的就是提供数据输入简单，单机双线，体积小，自动化程度高的双线立式喂线方法及其装置。
本发明的目的是由以下方式实现的：
本发明的双线立式喂线机的特征是：由包芯线导向装置、双线立式喂线机和计算输入控制单元组成。
实现上述的装置主要为包芯线导向装置和喂线机以及计算输入控制单元。导向装置是由一对凹形轮组成、在凹形轮的侧面有一对防止夹线的挡块，共同组成金属实芯线或包芯线的入口。喂线机包括驱动电机、主动箱、压紧装置、制动块、喂线传感器、主动驱动轮、被动驱动轮、进线口导管、出线口导管。在喂线机上设有两个喂线通道。每个喂线通道可以单独控制包芯线的运行。计算输入控制单元是由一个可编程序控制器、触摸屏、编码器或传感器和变频器构成。其特征是：包芯线导向装置是由一对凹形轮和一对挡块组成。一台喂线机有两个喂线通道，主动驱动轮或被动驱动轮的侧面带有护板。每一组包芯线在需要时单独前进或后退。计算输入控制单元是将触摸屏输入的数据与编码器或传感器的数据经过计算、加工处理后控制设备的运转。在喂线过程中喂线通道通有压缩空气，每次处理后加入短时的压缩空气进行清理。
在喂线时，包芯线需从内抽式包芯线卷中抽出，通过包芯线导向装置中进入喂线机，由于内抽式包芯线线卷在抽线过程中，开始包芯线是卷曲的，在使其变为直线的过程中，存在着较大的矫顽力，因此，包芯线在进入喂线机驱动机构之前，一般须对包芯线进行预拉直，这主要有喂线机的拉力和导向装置的导向作用来完成的，在包芯线进入喂线机后，喂线机的驱动机构除有对包芯线有牵引作用外，还对包芯线具有一定的矫直作用，使包芯线在进入铁水中保持直线状态。
本发明的优点是：在球墨铸铁的球化、孕育过程中，输入铁水化学成分、包芯线的成分、输线速度，喂线机自动的加入适当的金属实芯线或包芯线。
                                附图说明：
图1是包芯线双线立式喂线机的结构示意图；其中：1为包芯线、2为包芯线导向装置、3为进线口导管、4为主动驱动轮、5为被动驱动轮、6为芯线脱开装置，7为芯线制动单元，8为出线口导管，9为清理口。
图2是包芯线喂丝机的结构示意图的俯视图；21为编码器或传感器，22为包芯线压紧装置，23为护板，24为主动箱，25为电机。
图3是包芯线导向装置结构示意图；31为挡块，32为凹形轮，33为侧板，34为安装板。
图4是双线立式喂线方法及其装置的计算输入控制单元示意图；41为控制面板，42为触摸屏，43为可编程序控制器，44为变频器，45为执行元件。
图5是双线立式喂线方法及其装置处理过程示意图；51为计算输入控制单元，52为铁水处理包，53为处理站平台，54为双线立式喂线机，55为包芯线导向装置，56为包芯线卷。
                              具体实施方式
实现上述装置主要为包芯线导向装置和双线立式喂线机以及计算输入控制单元。参照附图，双线立式喂线装置包括两个喂丝通道，包芯线从内抽式包芯线卷中抽出后，先通过9-15个包芯线导向装置后再进入双线立式喂线机的进线口导管，经两组主动驱动轮、被动驱动轮后到达出线口导管，进入设备的导管中。
包芯线导向装置(图3)主要是由两个可以转动的凹形轮(32)、挡块(31)、侧板(33)、安装板(34)组成。在凹形轮(32)内安装有轴承，很容易转动。挡块(31)是为了防止包芯线夹在两个凹形轮边沿的缝隙中。侧板(33)作用是支撑凹形轮的轴。安装板(34)用于将包芯线导向装置结构安装在适当的支架上。
包芯线导向装置安装在内抽式包芯线线卷和双线立式喂线机之间，分为两个通道，每个通道对应一个内抽式包芯线卷和双线立式喂线机上的一个通道，包芯线就从包芯线导向装置的两个凹形轮之间穿过。每个通道上安装多组包芯线导向装置，用以引导包芯线从内抽式包芯线线卷到双线立式喂线机的一个通道，具体数量由内抽式包芯线卷到双线立式喂线机之间的距离和包芯线的直径决定，一般直径为13mm的包芯线每个通道至少需要9个包芯线导向装置。
双线立式喂线机结构(图1，图2)主要是由进线口导管(3)、主动驱动轮(4)、被动驱动轮(5)、芯线脱开装置(6)，芯线制动单元(7)，出线口导管(8)，清理口(9)，编码器或传感器(21)，包芯线压紧装置(22)，护板(23)，主动箱(24)，电机(25)组成。
双线立式喂线机一般安装在铁水包的正上方，最后一个包芯线导向装置的下方(图5)。电机的动力经过主动箱(24)的减速和动力分配后，带动两侧共四个主动驱动轮(4)，当包芯线压紧装置带动被动驱动轮(5)压向主动驱动轮(4)，这时包芯线被夹在主动驱动轮(4)和被动驱动轮(5)之间，主动驱动轮(4)旋转带动包芯线前进。由于有两组主动驱动轮和被动驱动轮同时带动包芯线的前进，对包芯线进行校直。之后进入出线口导管(8)。在被动驱动轮的两侧装有护板(23)，它是为了防止包芯线从驱动论中跑偏而设。在两组驱动论的中间设有芯线制动单元(7)和包芯线压紧装置(22)，当需要包芯线运行时，芯线制动单元(7)和包芯线压紧装置(22)是脱开的，这样不影响包芯线的运行。当不需要包芯线运行时，芯线脱开装置(6)带动被动驱动轮(5)与主动驱动轮(4)脱开，包芯线离开主动驱动轮1-3毫米，芯线制动单元(7)和包芯线压紧装置(22)压紧，这样此通道包芯线地停止运行。在被动驱动轮(5)的旁边装有编码器或传感器(21)，包芯线在运行时编码器或传感器将包芯线的长度传给控制系统。在出线口导管上开有一个清理口(9)，从这里通入压缩空气，在喂线的过程中保持0.03-0.1Mpa的正压强，防止球化或孕育处理的烟气进入双线立式喂线机，在球化或孕育处理后加入瞬时的0.2-0.5Mpa压缩空气，清理管道，保持包芯线通道的畅通，为下一次喂丝做准备。
双线立式喂线方法及其装置的计算输入控制单元(图4)主要是由控制面板(41)、触摸屏(42)，可编程序控制器(43)，变频器(44)，执行元件(45)组成。
计算输入控制单元是根据控制面板(41)的指令，将触摸屏(42)输入或储存的数据、编码器或传感器(21)输入的信号进行计算、逻辑处理后控制变频器(44)和执行元件(45)，之后再将输入和执行情况的有关数据和信号再反馈到触摸屏(42)和控制面板(41)用于数据和信号的显示。计算输入控制单元还将执行完后的数据进行储存和调用。
计算输入控制单元中触摸屏(42)具备直接输入铁水处理前的化学成分(硫的含量、硅的含量)、铁水处理后要求的化学成分(硫的含量、硅的含量、镁的残留量)、包芯线的成分(镁芯线的每米镁的重量、硅的重量，孕育芯线的每米硅的重量，镁的吸收率，孕育芯线的每米硅的重量，硅的吸收率)以及铁水的重量、温度、输线速度的功能，还具备显示计算结果，运行状态，输入速度，运行速度，运行时间，操作人员编号的功能。运行完后自动储存，以备查阅和再次执行。
图5是使用双线立式喂线方法及其装置实施球化和孕育处理的一个实例：将球化镁包芯线和孕育硅包芯线的数据以及铁水的化学成分及速度输入到计算输入控制单元(51)，球化镁包芯线和孕育硅包芯线从内抽式包芯线卷抽出(56)，进入包芯线导向装置(55)，经过初步拉伸和导向后进入双线立式喂线机(54)，包芯线经过双线立式喂线机的牵引、校直后进入铁水处理包(52)，铁水达到要求的球化和孕育处理过程后，喂线机停止。件53为安装双线立式喂线机的处理站平台。
不同的包芯线用不同的参数和处理速度。
下面以应用实例进行对比说明：
示例一、铁水处理前的化学成分及相关数据：硫的含量0.035％，硅的含量(1.6％)，铁水的重量(1000Kg/包)、温度(1500℃)。
包芯线1的有关数据(镁芯线)：镁芯线每米镁的重量53.5g/m、每米硅的重量80g/m，输线速度36m/min，后退速度20m/min，后退长度0.8m，清理时间5s，镁的吸收率39％。
包芯线2的有关数据(孕育线)：每米硅的重量150g/m，硅的吸收率90％，输线速度70m/min。
铁水处理后的化学成分及相关数据：硫的含量0.007％，镁的残留量0.05％，硅的含量(2.1％)。
镁芯线长度计算的依据：
镁芯线长度＝((0.76(处理前硫含量-处理前硫含量)+镁的残留量)×铁水重量)×(1+(铁水温度-1400)/3000)/(镁的吸收率×镁芯线每米镁的重量)
双线立式喂线方法及其装置的执行结果：镁芯线的输线长度35.4m，输线速度36m/min，后退长度0.8m。孕育芯线的输线长度16.8m，输线速度70m/min，后退速度20m/min，后退长度0.8m，清理5s，运行时间喂线通道加0.05Mpa的压缩空气。
铁水处理时间：球化59s，孕育15s，共计处理时间74s。
操作过程：在出铁水前先将包芯线1的有关数据(镁芯线)和包芯线2的有关数据(孕育线)以及铁水处理后的化学成分及相关数据输入触摸屏(42)，出铁水时，就将铁水处理前的化学成分及相关数据输入触摸屏，等铁水包到位后就开动双线立式喂线机，这时触摸屏会自动显示输入的数据，需加入包芯线长度，退线长度。目前喂丝机运行的状态，包芯线的加入的当前长度、时间，输入速度，需要的总长度，总时间，操作人员的编号。
示例二、铁水处理前的化学成分及相关数据：硫的含量0.035％，硅的含量(1.6％)，铁水的重量(800Kg/包)、温度(1500℃)。
包芯线1的化学成分(镁芯线)：镁芯线的每米镁的重量53.5g/m、每米硅的重量80g/m，输线速度34m/min，后退速度20m/min，后退长度0.8m，清理时间5s，镁的吸收率38％。
包芯线2的化学成分(孕育线)：每米硅的重量150g/m，硅的吸收率90％，输线速度70m/min。
铁水处理后的化学成分及相关数据：硫的含量0.007％，镁的残留量0.05％，硅的含量(2.1％)。
双线立式喂线方法及其装置的执行结果：镁芯线的输线长度29m，输线速度34m/min，后退长度0.8m。孕育芯线的输线长度13m，输线速度65m/min，后退速度20m/min，后退长度0.8m，清理5s，运行时间喂线通道加0.05Mpa的压缩空气。
操作过程：从触摸屏中调出前一包的数据，修改输线速度34m/min，镁的吸收率38％，铁水的重量(800Kg/包)，其他数据和前一包相同，无需再输入。等铁水包到位后就开动双线立式喂线机，这时触摸屏会自动显示输入的数据，需加入包芯线长度，退线长度。目前喂丝机运行的状态，包芯线的加入的当前长度、时间，输入速度，需要的总长度，总时间，操作人员的编号。
铁水处理时间：球化51s，孕育12s，共计处理时间63s。
如果储存中有相似的数据，调出后修改不同的地方执行就可以。
示例三、铁水处理前的化学成分及相关数据：硫的含量0.035％，硅的含量(1.6％)，铁水的重量(1500Kg/包)、温度(1500℃)。
包芯线1的化学成分(镁芯线)：镁芯线的每米镁的重量53.5g/m、每米硅的重量80g/m，输线速度38m/min，后退速度20m/min，后退长度0.8m，清理时间5s，镁的吸收率39％。
包芯线2的化学成分(孕育线)：每米硅的重量150g/m，硅的吸收率90％，输线速度70m/min。
铁水处理后的化学成分及相关数据：硫的含量0.007％，镁的残留量0.05％，硅的含量(2.09％)。
双线立式喂线方法及其装置的执行结果：镁芯线的输线长度52.9m，输线速度38m/min，后退长度0.8m。孕育芯线的输线长度25.2m，输线速度70m/min，后退速度20m/min，后退长度0.8m，运行时间喂线通道加0.05Mpa的压缩空气。
铁水处理时间：球化84s，孕育22s，共计处理时间106s。
示例四、铁水处理前的化学成分及相关数据：硫的含量0.035％，硅的含量(1.6％)，铁水的重量(5000Kg/包)，温度(1500℃)。
包芯线1的化学成分(镁芯线)：镁芯线的每米镁的重量53.5g/m，每米硅的重量80g/m，输线速度40m/min，后退速度20m/min，后退长度0.8m，清理时间5s，镁的吸收率40％。
包芯线2的化学成分(孕育线)：每米硅的重量150g/m，硅的吸收率90％，输线速度70m/min。
铁水处理后的化学成分及相关数据：硫的含量0.007％，镁的残留量0.05％，硅的含量(2.0％)。
双线立式喂线方法及其装置的执行结果：镁芯线的输线长度172m，输线速度40m/min，后退长度0.8m。孕育芯线的输线长度49.5m，输线速度70m/min，后退速度20m/min，后退长度0.8m，清理5s，运行时间喂线通道加0.05Mpa的压缩空气。
铁水处理时间：球化258s，孕育43s，共计处理时间301s。
实际应用时，由于前一包铁水与当前铁水包中的铁水的化学成分有很多相同之处，包芯线1的化学成分(镁芯线)，包芯线2的化学成分(孕育线)也相对固定，所以每次输入的数据很少，这就缩短了数据的输入时间，使操作简单，容易。