一种铜杆连铸连轧自动控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种铜杆连铸连轧自动控制系统，属于铜杆生产技术领域。


背景技术：

2.为了提高生产效率，采用连铸连轧新工艺，连铸连轧新工艺有许多优点，例如利用铸坯余热节省能源，减少金属烧损和切头损失等。
3.公开号为“cn210701687u”的专利公开了一种铜杆连铸连轧生产线，包括用于融化原料的熔化炉，用于融化铜液流出的上溜槽，用于冷却固化金属液体的浇铸机，用于牵引浇铸机成型铜锭的滚剪牵引装置，用于铜杆轧制成型的连轧机，用于收线的收线装置；通过连续的机械装置生产成品铜杆，其中还包括在生产铜杆的各个步骤对液态/固态铜胚进行冷却降温的冷却系统。
4.目前铜杆的连铸连轧生产线架构与上述专利公开的生产线基本一致，这种生产线存在的问题是，冷却系统的冷却方式固定，铜杆的生产过程中各步骤的铜胚温度会因环境和熔化炉的影响与标准温度具有一定偏差，造成铜杆成品的质量不高。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种铜杆连铸连轧自动控制系统，通过设置测温模块和介质流量调节模块，利用测温点反向调节介质的流量大小，根据铜杆生产各个环节的实际情况自动调节各环节的冷却力度，提高铜杆生产的良品率。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种铜杆连铸连轧自动控制系统，包括冷却系统，该冷却系统包括冷却水单元、乳化液单元和清洗剂单元，所述冷却水单元包括冷却水池、冷却水管道以及设置于浇铸机中的若干冷却水喷头，所述乳化液单元包括乳化液池、乳化液管道以及设置于连轧机内部前段的若干乳化液喷头，所述清洗剂单元包括清洗剂池、清洗剂管道以及设置于连轧机内部后段的若干清洗剂喷头；该系统还包括控制器、测温模块以及介质流量调节模块；所述测温模块包括若干与控制器电连接的测温探头，各所述测温探头分别用于采集所在测温点的温度数据，所述测温点至少包括浇铸机胚锭口、连轧机入口、浇铸机结晶轮外壁、连轧机出口以及收线装置出口；所述介质流量调节模块包括与控制器电连接的冷却水调节装置、乳化液调节装置以及清洗剂调节装置，所述冷却水调节装置、乳化液调节装置以及清洗剂调节装置分别设置于冷却水管道、乳化液管道以及清洗剂管道内，分别用于调节管道内介质的流量大小；所述控制器通过各所述测温探头获取各测温探头所在测温点的温度数据，并根据各测温点的温度数据，分别控制所述冷却水调节装置、乳化液调节装置以及清洗剂调节装置。
8.在本发明的另一实施例中，所述浇铸机内的结晶轮与钢带配合形成铜锭胚成型槽，所述铜锭胚成型槽入口为浇铸口，出口为浇铸机胚锭口，对所述铜锭胚成型槽从浇铸口至胚锭口依次划分为一区、二区和三区，所述冷却水喷头包括若干个一区结晶轮内喷头、若
干个一区钢带外喷头、若干个二区结晶轮内喷头、若干个二区钢带外喷头、若干个三区结晶轮内喷头和若干个三区钢带外喷头，各所述一区结晶轮内喷头、二区结晶轮内喷头以及三区结晶轮内喷头分别布置于结晶轮内侧的一区范围、二区范围和三区范围内，各所述一区钢带外喷头、二区钢带外喷头以及三区钢带外喷头分别布置于钢带外侧的一区范围、二区范围和三区范围内；所述冷却水管道包括一区管道、二区管道和三区管道，各所述一区结晶轮内喷头以及一区钢带外喷头与所述一区管道连通，各所述二区结晶轮内喷头以及二区钢带外喷头与所述二区管道连通，各所述三区结晶轮内喷头以及三区钢带外喷头与所述三区管道连通。
9.在本发明的另一实施例中，所述冷却水调节装置包括设置于所述一区管道内的一区调节装置、设置于所述二区管道内的二区调节装置、设置于所述三区管道内的三区调节装置，所述一区调节装置、二区调节装置和三区调节装置均与所述控制器电连接。
10.在本发明的另一实施例中，所述控制器中预设有浇铸机胚锭口处的锭胚温度阈值，所控制器将所述浇铸机胚锭口处的测温探头实时采集的温度数据与所述锭胚温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述二区调节装置，以调节二区管道内的冷却水的流量大小，使所述浇铸机胚锭口处的实时温度数据趋近所述锭胚温度阈值；
11.所述控制器中预设有连轧机入口处的入轧温度阈值，所控制器将所述连轧机入口处的测温探头实时采集的温度数据与所述入轧温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述一区调节装置，以调节一区管道内的冷却水的流量大小，使所述连轧机入口处的实时温度数据趋近所述入轧温度阈值；
12.所述控制器中预设有浇铸机结晶轮处的结晶轮温度阈值，所控制器将所述浇铸机结晶轮处的测温探头实时采集的温度数据与所述结晶轮温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述三区调节装置，以调节三区管道内的冷却水的流量大小，使所述浇铸机结晶轮处的实时温度数据趋近所述结晶轮温度阈值；
13.所述控制器中预设有连轧机出口处的出轧温度阈值，所控制器将所述连轧机出口处的测温探头实时采集的温度数据与所述出轧温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述乳化液调节装置，以调节乳化液管道内的乳化液的流量大小，使所述连轧机出口处的实时温度数据趋近所述出轧温度阈值；
14.所述控制器中预设有收线装置出口处的成品温度阈值，所控制器将所述收线装置出口处的测温探头实时采集的温度数据与所述成品温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述清洗剂调节装置，以调节清洗剂管道内的清洗剂的流量大小，使所述收线装置出口处的实时温度数据趋近所述成品温度阈值。
15.在本发明的另一实施例中，所述冷却水调节装置为冷却水调节阀、冷却水泵或板式交换器；所述乳化液调节装置为乳化液调节阀或乳化液泵；所述清洗剂调节装置为清洗剂调节阀或清洗剂泵。
16.在本发明的另一实施例中，所述冷却水管道、乳化液管道以及清洗剂管道均另开设有手动调节支路管道，各所述手动调节支路管道上均设置有阀门，通过阀门切换手动调节支路管道的起闭；各所述手动调节支路管道内均设置有手动流量调节装置。
17.在本发明的另一实施例中，还包括水压检测装置，所述水压检测装置包括若干压力传感器，各所述压力传感器分别设置于各所述冷却水喷头、各所述乳化液喷头以及各所
述清洗剂喷头内，且各所述压力传感器均与所述控制器电连接，用于检测所在喷头处的水压。
18.在本发明的另一实施例中，所述浇铸口设置于所述结晶轮轴向的纵向平面的二点钟方位与三点钟方位之间。
19.在本发明的另一实施例中，还设置有一铜液引流管，所述铜液引流管的进液口连接熔化炉的铜液出口，出液端延伸至所述连铸机的浇铸口。
20.本发明具有如下有益效果：
21.1、本发明一种铜杆连铸连轧自动控制系统，通过设置测温模块和介质流量调节模块，利用测温点反向调节介质的流量大小，根据铜杆生产各个环节的实际情况自动调节各环节的冷却力度，提高铜杆生产的良品率。
22.2、本发明一种铜杆连铸连轧自动控制系统，在冷却水管道、乳化液管道以及清洗剂管道内均另开设手动调节支路管道，可在冷却水调节装置、乳化液调节装置或清洗剂调节装置出现问题时，切换为手动调节，保证生产稳定性。
23.3、本发明一种铜杆连铸连轧自动控制系统，在各个冷却介质喷头处设置压力传感器，可获取各喷头处的水压，确认各喷头是否发生堵塞，能够及时对故障喷头进行更换。
24.4、本发明一种铜杆连铸连轧自动控制系统，设置有铜液引流管，通过铜液引流管进行铜液的引流，相对于现有技术通过半开放式引流槽的方式，能够解决铜液浇铸过程容易发生的夹渣、夹气问题，提高成品质量。
附图说明
25.图1为本发明自动控制系统的系统原理图；
26.图2为连铸连轧生产线的示例图；
27.图3为连铸机中结晶轮处的结构示意图。
28.图中附图标记为：
29.1、控制器；20、测温探头；31、冷却水调节装置；32、乳化液调节装置；33、清洗剂调节装置；311、一区结晶轮内喷头；312、一区钢带外喷头；321、二区结晶轮内喷头；322、二区钢带外喷头；331、三区结晶轮内喷头；332、三区钢带外喷头；4、水压检测装置；41、压力传感器；5、铜液引流管。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
32.应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
33.术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
34.术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
35.参见图1和图2，一种铜杆连铸连轧自动控制系统，包括冷却系统，该冷却系统包括冷却水单元、乳化液单元和清洗剂单元，所述冷却水单元包括冷却水池、冷却水管道以及设置于连铸机中的若干冷却水喷头，所述乳化液单元包括乳化液池、乳化液管道以及设置于连轧机、机架导位进出段的若干乳化液喷头，所述清洗剂单元包括清洗剂池、清洗剂管道以及设置于连轧机内部后段的清洗剂喷头；该系统还包括控制器1、测温模块以及介质流量调节模块；所述测温模块包括若干与控制器1电连接的测温探头20，各所述测温探头20分别用于采集所在测温点的温度数据，所述测温点至少包括连铸机胚锭口、连轧机入口、连铸机结晶轮外壁、连轧机出口以及收线装置出口，连铸机胚锭口处的测温点用于测量铜锭的出锭温度，连轧机入口的测温点用于测量铜锭的入轧温度，连铸机结晶轮外壁的测温点用于测量结晶轮温度，连轧机出口的测温点用于测量铜锭的出轧温度，收线装置出口的测温点用于测量铜杆成品收线温度；所述介质流量调节模块包括与控制器1电连接的冷却水调节装置31、乳化液调节装置32以及清洗剂调节装置33，所述冷却水调节装置31、乳化液调节装置32以及清洗剂调节装置33分别设置于冷却水管道、乳化液管道以及清洗剂管道内，分别用于调节管道内介质的流量大小；所述控制器1通过各所述测温探头20获取各测温探头20所在测温点的温度数据，并根据各测温点的温度数据，分别控制所述冷却水调节装置31、乳化液调节装置32以及清洗剂调节装置33。
36.本实施例以通过控制器1、测温模块和介质流量调节模块，以指定测温点测量得到的温度数据，自动反向控制各冷却介质的流量，保证铜杆成品的稳定性、优品率。
37.参见图3，在本发明的另一实施例中，所述连铸机内的结晶轮与钢带配合形成铜锭胚成型槽，所述铜锭胚成型槽入口为浇铸口，出口为连铸机胚锭口，对所述铜锭胚成型槽从浇铸口至胚锭口依次划分为一区、二区和三区，所述冷却水喷头包括若干个一区结晶轮内喷头311、若干个一区钢带外喷头312、若干个二区结晶轮内喷头321、若干个二区钢带外喷头322、若干个三区结晶轮内喷头331和若干个三区钢带外喷头332，各所述一区结晶轮内喷头311、二区结晶轮内喷头321以及三区结晶轮内喷头331分别布置于结晶轮内侧的一区范围、二区范围和三区范围内，各所述一区钢带外喷头312、二区钢带外喷头322以及三区钢带外喷头332分别布置于钢带外侧的一区范围、二区范围和三区范围内；所述冷却水管道包括一区管道、二区管道和三区管道，各所述一区结晶轮内喷头311以及一区钢带外喷头312与所述一区管道连通，各所述二区结晶轮内喷头321以及二区钢带外喷头322与所述二区管道连通，各所述三区结晶轮内喷头331以及三区钢带外喷头332与所述三区管道连通。
38.在本发明的另一实施例中，所述冷却水调节装置31包括设置于所述一区管道内的一区调节装置、设置于所述二区管道内的二区调节装置、设置于所述三区管道内的三区调节装置，所述一区调节装置、二区调节装置和三区调节装置均与所述控制器1电连接。
39.在本发明的另一实施例中，所述控制器1中预设有连铸机胚锭口处的锭胚温度阈值，该阈值设置为880℃
±
20℃，所控制器1将所述连铸机胚锭口处的测温探头20实时采集的温度数据与所述锭胚温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述二区调节装置，以调
节二区内、外的冷却水的流量大小，该冷却水的流量大小范围为360l/min
±
50l/min，当连铸机胚锭口处的温度超过锭胚温度阈值，提高冷却水流量，当连铸机胚锭口处的温度低于锭胚温度阈值，减少冷却水流量，使所述连铸机胚锭口处的实时温度数据趋近所述锭胚温度阈值；
40.所述控制器1中预设有连轧机入口处的入轧温度阈值，该阈值设置为850℃
±
20℃，所控制器1将所述连轧机入口处的测温探头20实时采集的温度数据与所述入轧温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述一区调节装置，以调节一区内、外的冷却水的流量大小，该冷却水的流量大小范围为280l/min
±
30l/min，当连轧机入口处的温度超过入轧温度阈值，提高冷却水流量，当轧机入口处的温度低于入轧温度阈值，减少冷却水流量，使所述连轧机入口处的实时温度数据趋近所述入轧温度阈值；
41.所述控制器1中预设有连铸机结晶轮处的结晶轮温度阈值，该阈值设置为85℃
‑
110℃，所控制器1将所述连铸机结晶轮处的测温探头20实时采集的温度数据与所述结晶轮温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述内三区调节装置，以调节内三区冷却水的流量大小，该冷却水的流量大小范围为60l/min
±
20l/min，当连铸机结晶轮处的温度超过结晶轮温度阈值，提高冷却水流量，当连铸机结晶轮处的温度低于结晶轮温度阈值，减少冷却水流量，使所述连铸机结晶轮处的实时温度数据趋近所述结晶轮温度阈值；
42.所述控制器1中预设有连轧机出口处的出轧温度阈值，该阈值设置为600℃
±
20℃，所控制器1将所述连轧机出口处的测温探头20实时采集的温度数据与所述出轧温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述乳化液调节装置32，以调节乳化液旁通管道内乳化液流量大小，至轧机导位进出口处该乳化液的流量大小范围为150l/min
±
30l/min，当连轧机出口处的温度超过出轧温度阈值，提高乳化液流量，当连轧机出口处的温度低于出轧温度阈值，减少乳化液流量，使所述连轧机出口处的实时温度数据趋近所述出轧温度阈值；
43.所述控制器1中预设有收线装置出口处的成品温度阈值，该阈值设置为50℃
±
5℃，所控制器1将所述收线装置出口处的测温探头20实时采集的温度数据与所述成品温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述清洗剂调节装置33，以调节清洗剂管道内的清洗剂的流量大小，该清洗剂的流量大小范围为1500l/min
±
500l/min，当收线装置出口处的温度超过成品温度阈值，提高清洗剂流量，当收线装置出口处的温度低于成品温度阈值，减少清洗剂流量，使所述收线装置出口处的实时温度数据趋近所述成品温度阈值。
44.在上述任一实施例中，所述一区管道、二区管道、三区管道、乳化液管道和清洗剂管道内均设置有流量传感器，各流量传感器均与控制器1电连接，控制器1通过流量传感器获取各个管道中的介质流量大小的数据，根据该数据对介质流量模块中的各个调节装置进行控制。
45.在本发明的另一实施例中，所述冷却水调节装置31为冷却水调节阀、冷却水泵或板式交换器；所述乳化液调节装置32为乳化液调节阀或乳化液泵；所述清洗剂调节装置33为清洗剂调节阀或清洗剂泵。
46.在本发明的另一实施例中，所述冷却水管道、乳化液管道以及清洗剂管道均另开设有手动调节支路管道，各所述手动调节支路管道上均设置有阀门，通过阀门切换手动调节支路管道的起闭；各所述手动调节支路管道内均设置有手动流量调节装置；冷却水管道、乳化液管道以及清洗剂管道中的手动调节支路管道分别并联在主管道中的冷却水调节装
置31、乳化液调节装置32和清洗剂调节装置33的两端，实施例中的手动流量调节装置为手动调节阀，当手动调节阀关闭时，冷却水管道、乳化液管道以及清洗剂管道中的介质通过冷却水调节装置31、乳化液调节装置32和清洗剂调节装置33进行调节，当手动调节阀开启时，冷却水调节装置31、乳化液调节装置32或清洗剂调节装置33被短路，介质流向手动调节支路管道，通过手动调节阀调节介质流量大小；通过设置手动调节支路管道，可在冷却水调节装置31、乳化液调节装置32或清洗剂调节装置33出现问题时，切换为手动调节，保证生产稳定性。
47.在本发明的另一实施例中，还包括水压检测装置4，所述水压检测装置4包括若干压力传感器41，各所述压力传感器41分别设置于各所述冷却水喷头、各所述乳化液喷头以及各所述清洗剂喷头内，且各所述压力传感器41均与所述控制器1电连接，用于检测所在喷头处的水压；通过各喷头处的水压，确认各喷头是否发生堵塞。
48.在本发明的另一实施例中，所述浇铸口设置于所述结晶轮轴向的纵向平面的二点钟方位与三点钟方位之间，其截面积为4000平方毫米；浇铸口设置于二点钟方位与三点钟方位，能够提高铜液的浇铸效率，将浇铸口截面积扩大，能够加大铜锭坯表面积，提高压缩比。
49.在本发明的另一实施例中，还设置有一铜液引流管5，所述铜液引流管5的进液口连接熔化炉的铜液出口，出液端延伸至所述连铸机的浇铸口，通过铜液引流管5将铜液从熔化炉引流至连铸机，相对于现有技术通过半开放式引流槽的方式，能够解决铜液浇铸过程容易发生的夹渣、夹气问题，提高成品质量。
50.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。