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CN112305944A - 一种自动控制的合金粒化系统 - Google Patents

一种自动控制的合金粒化系统 Download PDF

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CN112305944A
CN112305944A CN202011062516.0A CN202011062516A CN112305944A CN 112305944 A CN112305944 A CN 112305944A CN 202011062516 A CN202011062516 A CN 202011062516A CN 112305944 A CN112305944 A CN 112305944A
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CN
China
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Withdrawn
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CN202011062516.0A
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周瑞东
刘飞
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Inner Mongolia Xintaiyuan New Material Co ltd
Original Assignee
Inner Mongolia Xintaiyuan New Material Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种自动控制的合金粒化系统，包括，进料机和倾翻机，中间包，液体金属在所述中间包旋转时从所述水口中流出，并形成颗粒落入粒化罐内，所述粒化罐底部设置有喷射器，用以将经粒化罐冷却的固态颗粒传输至脱水筛；所述脱水筛包括有筛网和旋转干燥器，经所述旋转干燥器脱水干燥后的颗粒通过皮带传输至仓库，所述筛网筛选出的粒度不合格的颗粒经螺旋分离器进行收集并传输至电炉内重新液化。通过所述粒化系统利用铁水通过进料机倾倒入铁水流道，再经过铁水流道流入中间包，由中间包旋转动作铁水由中包底部的水口离散到中包下方的粒化罐，从而与工艺冷水进行热交换冷却形成金属颗粒。

Description

一种自动控制的合金粒化系统
技术领域
本发明涉及金属颗粒制备技术领域，尤其涉及一种自动控制的合金粒化系统。
背景技术
铁合金是铁与一种或几种元素组成的中间合金，是钢铁工业和机械铸造行业必不可少的重要原料之一，铁合金可用作脱氧剂、合金剂、孕育剂以及还原剂等。铁合金粒化技术是多年来铁合金界一直希望解决的问题。随着炼钢技术的发展，要求铁合金以合适粒度供货的厂家越来越多。目前获取铁合金的方法普遍采用传统的模铸+机械破碎以及人工破碎的方法。
现有技术中合金粒化时，需要进行浇铸、破碎、精整工序，同时还涉及到铁水包、铸锭的吊运过程。此三部分工序占用空间、时间以及人员劳动强度，从而是得整体生产成本偏高，而且在破碎和精整工序产生大量粉尘以及噪音污染，在生产过程中会利用破碎机会产生损失。
现有技术中铁合金的生产能源消耗较大、破碎粉化率高，劳动强度高、生产成本高，而且整个生产过程对环境的污染也比较严重。
发明内容
为此，本发明提供一种自动控制的合金粒化系统用以克服现有技术中铁合金生产能源消耗较大、破碎粉化率高，劳动强度高、生产成本高，而且整个生产过程对环境的污染也比较严重的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种自动控制的合金粒化系统，包括，
进料装置，其包括进料机和倾翻机，所述进料机设置在所述倾翻机上方，所述进料机用以将铁水包通过铁水流道传输至所述倾翻机，所述倾翻机用以将流入倾翻机内的铁水倾翻并均匀地散落至旋转装置内；
旋转装置，其包括中间包，所述中间包内设置有电机，所述电机驱动所述中间包进行转动，所述中间包下方设置有水口，液体金属在所述中间包旋转时从所述水口中流出，并形成颗粒落入冷却装置内；
冷却装置，其包括粒化罐，所述粒化罐上设置有进水管，所述粒化罐内设置有温度传感器、水位检测器和重量传感器，所述粒化罐底部设置有喷射器，用以将经粒化罐冷却的固态颗粒传输至出料装置；
出料装置，其包括脱水筛，所述喷射器传输的固态颗粒经减速箱减速后进入所述脱水筛内，所述脱水筛包括有筛网和旋转干燥器，所述筛网上设置有粒径检测器，所述筛网用以筛选出粒度合格的颗粒并通过粒径检测器对颗粒直径进行检测，所述旋转干燥器用以将筛选出的粒度合格的颗粒进行脱水干燥，经所述旋转干燥器脱水干燥后的颗粒通过皮带传输至仓库，所述筛网筛选出的粒度不合格的颗粒经螺旋分离器进行收集并传输至电炉内重新液化；
中控模块，其设置在所述粒化罐上并分别与所述进料机、所述倾翻机、所述中间包的电机、所述中间包的水口、所述温度传感器、所述水位检测器、所述重量传感器、所述粒径检测器和所述旋转干燥器相连，用以调整各部件工作状态；
所述中控模块内设有进料机进料速度矩阵V0、倾翻机倾翻时间间隔矩阵T0、中间包的电机转动频率矩阵P0、中间包的水口直径矩阵R0和粒径检测器检测的粒径矩阵L0；
对于所述进料机进料速度矩阵V0(V1、V2、V3…Vn)，其中，V1表示第一预设进料速度、V2表示第二预设进料速度，V3表示第三预设进料速度，Vn表示第n预设进料速度，各预设速度参数依次增加；
对于所述倾翻机倾翻时间间隔矩阵T0(T1、T2、T3…Tn)，其中，T1表示第一预设倾翻时间间隔、T2表示第二预设倾翻时间间隔，T3表示第三预设倾翻时间间隔，Tn表示第n预设倾翻时间间隔，各预设倾翻时间间隔逐次递增；
对于所述电机转动频率矩阵P0(P1、P2、P3…Pn)，其中，P1表示第一预设电机转动频率、P2表示第二预设电机转动频率，P3表示第三预设电机转动频率，Pn表示第n预设电机转动频率，各预设电机转动频率逐次递减；
对于所述水口直径矩阵R0(R1、R2、R3…Rn)，其中，R1表示第一预设水口直径、R2表示第二预设水口直径，R3表示第三预设水口直径，Rn表示第n预设水口直径，各预设水口直径逐次递增；
对于所述粒径矩阵L0(L1、L2、L3…Ln)，其中，L1为粒径的第一预设直径，L2为粒径的第二预设直径，L3为粒径的第三预设直径，Ln为粒径的第四预设直径；
所述中控模块内预设有所述系统的工作参数矩阵K(Vi、Ti、Pi、Ri)，其中，i＝1、2、3…n，Vi表示第i预设进料速度，Ti表示第i预设倾翻时间间隔，Pi表示第i预设电机转动频率，Ri表示第i预设水口直径；
所述中控模块设定所述系统需要制备的颗粒尺寸为r，将r与预设粒径矩阵中的Li进行比较，确定所述系统的初始工作参数矩阵，其中，
若r≤L1时，则确定所述系统的工作参数矩阵为K1；
若L1＜r≤L2时，则确定所述系统的工作参数矩阵为K2；
若L2＜r≤L3时，则确定所述系统的工作参数矩阵为K3；
若L(n-1)＜r≤Ln时，则确定所述系统的工作参数矩阵为Kn；
所述中控单元首先根据需要制备的粒径尺寸确定所述系统的初始工作参数，再根据所述系统初始工作参数制备出的粒径的合格率对所述系统的工作状态进行判断，其次通过对合格率在预设阀值内的固态颗粒的尺寸与需要制备的颗粒粒径尺寸的差值进行判断，根据不同的尺寸差值确定所述系统下一批固态颗粒的工作运行参数，每当制备出一批固态颗粒时对所述系统的下一批工作参数进行调整，同时所述中控单元根据所述粒化罐内的实时水位与预设水位S的差值，确定所述进水管的水量，根据所述粒化罐内的实时温度和实时水位确定所述进水管的进水温度，并根据需要制备的颗粒尺寸r和制备出的合格颗粒平均粒径
Figure BDA0002712788330000033
确定所述旋转干燥器的干燥时间，所述中控单元通过对所述系统下一批工作参数、进水管的工作参数和所述旋转干燥器的干燥时间进行调整，直至完成需要制备的颗粒尺寸的制备工作。
进一步地，所述中控模块根据确定的初始工作参数矩阵中的工作参数运行，当所述系统制备出第一批固态颗粒时，将所述筛网筛选出的粒度合格的颗粒和所述筛网筛选出的粒度不合格的颗粒分别进行统计，设定通过筛网筛选出的粒度合格率为c1，将c1与预设阀值C1进行比较，若第一批固态颗粒的合格率c不在预设阀值C1范围内时，则判定所述系统故障。
进一步地，若第一批固态颗粒的合格率c在预设阀值C1范围内时，则对第一批固态颗粒中粒度合格的颗粒的粒径进行检测并计算出粒度合格的颗粒的平均粒径
Figure BDA0002712788330000031
将
Figure BDA0002712788330000032
与需要制备的颗粒尺寸r进行计算并确定差值Δr1，其中，
Figure BDA0002712788330000041
根据Δr1调整所述系统下一批固态颗粒的工作运行参数，
若Δr1＝0时，则所述系统按照当前工作参数矩阵Ki继续工作；
若Δr1＜0时，则判断所述脱水筛未正确工作；
若Δr1＞0时，则对Δr1与r进行比较，从而对所述系统下一批固态颗粒的工作参数进行调整。
进一步地，若Δr1在0.05×r范围内时，则对所述系统当前工作参数矩阵Ki中的部分工作参数进行调整，
若Δr1≤0.01×r时，则只调整所述工作参数矩阵中的进料速度为V(i+1)，调整所述水口直径Ri为R(i+1)；
若0.01×r＜Δr1≤0.03×r时，则只调整所述工作参数矩阵中的进料速度为V(i+2)，调整所述电机转动频率为P(i+1)，调整所述水口直径Ri为R(i+2)；
若0.03×r＜Δr1≤0.05×r时，则只调整所述工作参数矩阵中的进料速度为V(i+3)，调整所述倾翻机倾翻时间间隔为T(i+1)，调整所述电机转动频率为P(i+2)，调整所述水口直径Ri为R(i+3)。
进一步地，若Δr1不在0.05×r范围内时，则对所述系统当前工作参数矩阵Ki中的全部工作参数进行调整，
若0.05×r＜Δr1≤0.1×r时，则所述系统按照当前工作参数矩阵顺序之后的工作参数矩阵K(i+1)继续工作；
若0.1×r＜Δr1≤0.15×r时，则所述系统按照当前工作参数Ki顺序之后的工作参数矩阵K(i+2)工作；
若0.15×r＜Δr1≤0.2×r时，则所述系统按照当前工作参数Ki顺序之后的工作参数矩阵K(i+3)工作；
若Δr1＞0.2×r时，则所述系统按照当前工作参数Ki顺序之后的工作参数矩阵K(i+5)工作。
进一步地，设定所述粒化罐内的实际水位与预设水位的水位差值矩阵H(H1、H2、H3…Hn)，其中，H1表示第一预设水位差值，H2表示第二预设水位差值，H3表示第三预设水位差值，Hn表示第n预设水位差值；
设定所述进水管进水温度矩阵D0(D1、D2、D3…Dn)，其中，D1表示进水管第一预设进水温度、D2表示进水管第二预设进水温度，D3表示进水管第三预设进水温度，Dn表示进水管第n预设进水温度；
设定所述进水管进水水量矩阵S0(S1、S2、S3…Sn)，其中，S1表示进水管第一预设进水水量、S2表示进水管第二预设进水水量，S3表示进水管第三预设进水水量，Sn表示进水管第n预设进水水量。
进一步地，所述中控单元判断所述粒化罐内的重量达到预设重量时，控制所述喷射器工作，将所述粒化罐内固化的颗粒传输至所述出料装置中，当所述喷射器工作后，所述粒化罐内的水量减少，所述中控单元根据所述粒化罐内的实时水位与预设水位S的差值得出水位差值为Δh，通过水位差值Δh确定所述进水管的进水水量，
若Δh≤H1时，调节所述进水管的进水水量为S1；
若H1＜Δh≤H2时，调节所述进水管的进水水量为S2；
若H2＜Δh≤H3时，调节所述进水管的进水水量为S3；
若H(n-1)＜Δh≤Hn时，调节所述进水管的进水水量为Sn。
进一步地，所述中控模块通过确定的进水水量Si，来确定所述进水管的进水温度D，设定所述粒化罐的实时温度与预设温度的差值为ΔD，根据所述粒化罐的温度差值ΔD和进水水量Si确定所述进水管的进水温度D，
D＝S/Si×ΔD
其中，D表示所述进水管的进水温度，S表示所述粒化罐的预设水位，Si表示所述进水管的进水水量，ΔD表示所述粒化罐的实时温度与预设温度的差值。
进一步地，设定所述旋转干燥器的干燥时间矩阵W0(W1、W2、W3…Wn)，其中，W1表示第一预设干燥时间、W2表示第二预设干燥时间，W3表示第三预设干燥时间，Wn表示第n预设干燥时间，根据需要制备的颗粒尺寸r和制备出的合格颗粒平均粒径
Figure BDA0002712788330000051
确定所述旋转干燥器的干燥时间，若r≤L1时，根据不同的Δr1确定不同的干燥时间，
若r≤L1,Δr1≤0.01×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W1；
若r≤L1,0.01×r＜Δr1≤0.05×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W2；
若r≤L1,0.05×r＜Δr1≤0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W3；
若r≤L1,Δr1＞0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W5。
进一步地，若L1＜r≤L2时，根据不同的Δr1确定不同的干燥时间，
若L1＜r≤L2,Δr1≤0.01×r时，则确定所述旋转干燥器的干燥时间为W2；
若L1＜r≤L2,0.01×r＜Δr1≤0.05×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W3；
若L1＜r≤L2,0.05×r＜Δr1≤0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W4；
若L1＜r≤L2,Δr1＞0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W6。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过提供一种自动控制的合金粒化系统，首先根据需要制备的粒径尺寸确定所述系统的初始工作参数，再根据所述系统初始工作参数制备出的粒径的合格率对所述系统的工作状态进行判断，其次通过对合格率在预设阀值内的固态颗粒的尺寸与需要制备的颗粒粒径尺寸的差值进行判断，根据不同的粒径尺寸差值确定所述系统下一批固态颗粒的工作运行参数，每当制备出一批固态颗粒时对所述系统的下一批工作参数进行调整，同时所述中控单元根据所述粒化罐内的实时水位与预设水位S的差值，确定所述进水管的水量，根据所述粒化罐内的实时温度和实时水位确定所述进水管的进水温度，并根据需要制备的颗粒尺寸r和制备出的合格颗粒平均粒径
Figure BDA0002712788330000061
确定所述旋转干燥器的干燥时间，所述中控单元通过对所述系统下一批工作参数、进水管的工作参数和所述旋转干燥器的干燥时间进行调整的过程，在整个系统生产过程中不需要经过模铸和破碎工序即可得到合适粒径的金属颗粒，有效提高了所述系统的工作效率。
进一步地，本发明通过中间包的旋转将液态金属均匀的散出，在空中形成颗粒落入粒化罐，粒化罐内部基本被水填满，液态金属颗粒进入粒化罐后遇水冷却，迅速水淬固化，凝固成固态颗粒，所述系统生产的金属颗粒成品粒径稳定，粉末率低，能够减少合金损失。
进一步地，本发明通过将液体金属通过粒化罐进行迅速冷却，经过所述脱水筛进行筛选出的粒度不合格颗粒，由螺旋分离器收集重新投往电炉内，经电炉液化后重新进入所述进料机内重新粒化，整个生产过程中基本无损失，提高了物料的使用率。
尤其，本发明利用热交换原理在通过中间包旋转的液滴在工艺冷却水中造粒，代替传统工艺浇铸、破碎和精整过程。通过倾翻机、铁水流道、中间包、和粒化罐整体垂直布局且实现系统自动控制，相比传统工艺需要浇铸跨、破碎跨和精整跨大幅度减少了空间利用、人员劳动强度，是有利于成本节约的，整个生产过程中没有技术破碎的粉尘和噪声污染，进一步改善所述系统的生产环境。
尤其，本发明通过所述粒化系统利用铁水通过进料机倾倒入铁水流道，再经过铁水流道流入中间包，由中间包旋转动作铁水由中包底部的水口离散到中包下方的粒化罐，从而与工艺冷水进行热交换冷却形成金属颗粒。此过程均由系统自动控制完成且整套设备布局紧凑占地面积、减少炉前浇铸、锭模、精整所占用的面积，所述系统占用空间相对要小。
附图说明
图1为本发明所述自动控制的合金粒化系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，本发明通过提供一种自动控制的合金粒化系统，包括，
进料装置，其包括进料机(图中未示出)和倾翻机1，所述进料机设置在所述倾翻机1上方，所述进料机用以将铁水包通过铁水流道传输至所述倾翻机1，所述倾翻机1用以将流入倾翻机1内的铁水倾翻并均匀地散落至旋转装置内；
旋转装置，其包括中间包2，所述中间包2内设置有电机(图中未示出)，所述电机驱动所述中间包2进行转动，所述中间包2下方设置有水口21，液体金属在所述中间包2旋转时从所述水口21中流出，并形成颗粒落入冷却装置内；
冷却装置，其包括粒化罐3，所述粒化罐3上设置有进水管(图中未示出)，所述粒化罐3内设置有温度传感器(图中未示出)、水位检测器(图中未示出)和重量传感器(图中未示出)，所述粒化罐3底部设置有喷射器(图中未示出)，用以将经粒化罐3冷却的固态颗粒传输至出料装置；
出料装置，其包括脱水筛4，所述喷射器传输的固态颗粒经减速箱(图中未示出)减速后进入所述脱水筛4内，所述脱水筛4包括有筛网41和旋转干燥器(图中未示出)，所述筛网41上设置有粒径检测器(图中未示出)，所述筛网41用以筛选出粒度合格的颗粒并通过粒径检测器对颗粒直径进行检测，所述旋转干燥器用以将筛选出的粒度合格的颗粒进行脱水干燥，经所述旋转干燥器脱水干燥后的颗粒通过皮带(图中未示出)传输至仓库，所述筛网41筛选出的粒度不合格的颗粒经螺旋分离器(图中未示出)进行收集并传输至电炉内重新液化；
中控模块，其设置在所述粒化罐3上并分别与所述进料机、所述倾翻机1、所述中间包2的电机、所述中间包2的水口21、所述温度传感器、所述水位检测器、所述重量传感器、所述粒径检测器和所述旋转干燥器相连，用以调整各部件工作状态。
具体而言，本发明实施例中，所述系统的各个连接部件均为硬连接，各部件之间形成一个整体，共同构成合金粒化系统，所述系统的进料机可以用以进料钢包，也可以是铁包，只要本发明系统工序能够完成的生产，均应属于本发明的保护范围。
具体而言，本发明实施例中，所述中控模块内设有进料机进料速度矩阵V0、倾翻机1倾翻时间间隔矩阵T0、中间包2的电机转动频率矩阵P0、中间包2的水口21直径矩阵R0和粒径检测器检测的粒径矩阵L0。
对于所述进料机进料速度矩阵V0(V1、V2、V3…Vn)，其中，V1表示第一预设进料速度、V2表示第二预设进料速度，V3表示第三预设进料速度，Vn表示第n预设进料速度，各预设速度参数依次增加。
对于所述倾翻机1倾翻时间间隔矩阵T0(T1、T2、T3…Tn)，其中，T1表示第一预设倾翻时间间隔、T2表示第二预设倾翻时间间隔，T3表示第三预设倾翻时间间隔，Tn表示第n预设倾翻时间间隔，各预设倾翻时间间隔逐次递增。
对于所述电机转动频率矩阵P0(P1、P2、P3…Pn)，其中，P1表示第一预设电机转动频率、P2表示第二预设电机转动频率，P3表示第三预设电机转动频率，Pn表示第n预设电机转动频率，各预设电机转动频率逐次递减。
对于所述水口直径矩阵R0(R1、R2、R3…Rn)，其中，R1表示第一预设水口直径、R2表示第二预设水口直径，R3表示第三预设水口直径，Rn表示第n预设水口直径，各预设水口直径逐次递增。
对于所述粒径矩阵L0(L1、L2、L3…Ln)，其中，L1为粒径的第一预设直径，L2为粒径的第二预设直径，L3为粒径的第三预设直径，Ln为粒径的第四预设直径。
所述中控模块预设所述系统的初始工作参数矩阵K(Vi、Ti、Pi、Ri)，其中，i＝1、2、3…n。
所述中控模块设定所述系统需要制备的颗粒尺寸为r，将r与预设粒径矩阵中的Li进行比较，确定所述系统的初始工作参数矩阵，其中，
若r≤L1时，则确定所述系统的工作参数矩阵为K1；
若L1＜r≤L2时，则确定所述系统的工作参数矩阵为K2；
若L2＜r≤L3时，则确定所述系统的工作参数矩阵为K3；
若L(n-1)＜r≤Ln时，则确定所述系统的工作参数矩阵为Kn。
所述中控模块根据确定的初始工作参数矩阵中的工作参数运行，当所述系统制备出第一批固态颗粒时，将所述筛网41筛选出的粒度合格的颗粒和所述筛网41筛选出的粒度不合格的颗粒分别进行统计，设定通过筛网41筛选出的粒度合格率为c1，将c1与预设阀值C1进行比较，若第一批固态颗粒的合格率c不在预设阀值C1范围内时，则判定所述系统故障，若第一批固态颗粒的合格率c在预设阀值C1范围内时，则对第一批固态颗粒中粒度合格的颗粒的粒径进行检测并计算出粒度合格的颗粒的平均粒径
Figure BDA0002712788330000101
将
Figure BDA0002712788330000102
与需要制备的颗粒尺寸r进行计算并确定差值Δr1，其中，
Figure BDA0002712788330000103
根据Δr1确定所述系统对下一批固态颗粒的工作运行参数，
若Δr1＝0时，则所述系统按照当前工作参数矩阵Ki继续工作；
若Δr1＜0时，则判断所述脱水筛4未正确工作；
若Δr1＞0时，则将Δr1与r进行比较，并根据比较结果对所述系统的工作参数进行调整，其中，
若Δr1≤0.01×r时，则只调整所述工作参数矩阵中的进料速度为V(i+1)，调整所述水口直径Ri为R(i+1)；
若0.01×r＜Δr1≤0.03×r时，则只调整所述工作参数矩阵中的进料速度为V(i+2)，调整所述电机转动频率为P(i+1)，调整所述水口直径Ri为R(i+2)；
若0.03×r＜Δr1≤0.05×r时，则只调整所述工作参数矩阵中的进料速度为V(i+3)，调整所述倾翻机1倾翻时间间隔为T(i+1)，调整所述电机转动频率为P(i+2)，调整所述水口直径Ri为R(i+3)；
若Δr1＞0.05×r时，则对所述系统的工作参数矩阵中的全部工作参数进行调整；
若0.05×r＜Δr1≤0.1×r时，则所述系统按照当前工作参数矩阵顺序之后的工作参数矩阵K(i+1)继续工作；
若0.1×r＜Δr1≤0.15×r时，则所述系统按照当前工作参数Ki顺序之后的工作参数矩阵K(i+2)工作；
若0.15×r＜Δr1≤0.2×r时，则所述系统按照当前工作参数Ki顺序之后的工作参数矩阵K(i+3)工作；
若Δr1＞0.2×r时，则所述系统按照当前工作参数Ki顺序之后的工作参数矩阵K(i+5)工作。
所述中控单元根据需要的粒径的大小首先确定所述系统的初始工作参数，再按照确定的系统初始工作参数制备出的粒径的合格率对所述系统的工作状态进行判断，其次通过对合格率在预设阀值内的固态颗粒的尺寸与需要制备的颗粒尺寸的差值进行判断，根据不同的尺寸差值确定所述系统下一批固态颗粒的工作运行参数，每当制备出一批固态颗粒时对所述系统的下一批工作参数进行调整，直至完成需要制备的颗粒尺寸的制备工作。
具体而言，本发明实施例中，所述系统的检测时间可以为制备出第一批固态颗粒时间，也可以为固定的预设时间，本发明并不限定具体的检测时间和间隔，一切以具体实施为准。所述系统的预设阀值C1可以设置为98％，也可以设置为90％，具体设置阀值的大小根据具体实施时为准。
具体而言，本发明实施例中，所述系统的进水管进水速度和进水温度由所述粒化罐3内的温度传感器和水位检测器确定，所述粒化罐3内预先放置有预设水位S的水量，当所述旋转装置将液体金属传输至所述粒化罐3内时，液态金属颗粒遇水冷却后水淬固化，并在重量作用下沉入所述粒化罐3罐底，所述重量传感器用以实时检测所述粒化罐3的重量，所述温度传感器用以实时检测所述粒化罐3内的温度，所述水位检测器用以实时检测所述粒化罐3内的水位，所述中控单元实时接收所述重量传感器传输的所述粒化罐3的重量、所述温度传感器实时传输的所述粒化罐3的温度，所述水位传感器实时传输的所述粒化罐3的水位；所述中控单元判断所述粒化罐3内的重量达到预设重量时，控制所述喷射器工作，将所述粒化罐3内固化的颗粒传输至所述出料装置中，当所述喷射器工作后，所述粒化罐3内的水量减少，所述中控单元根据所述粒化罐3内的实时水位与预设水位S的差值，确定所述进水管的水量，根据所述粒化罐3内的实时温度和实时水位确定所述进水管的进水温度，直至所述粒化罐3内的温度和水位均在预设温度和预设水位S时，停止对所述进水管的调节。
设定所述粒化罐3内的实际水位与预设水位的水位差值矩阵H(H1、H2、H3…Hn)，其中，H1表示第一预设水位差值，H2表示第二预设水位差值，H3表示第三预设水位差值，Hn表示第n预设水位差值。
设定所述进水管进水温度矩阵D0(D1、D2、D3…Dn)，其中，D1表示进水管第一预设进水温度、D2表示进水管第二预设进水温度，D3表示进水管第三预设进水温度，Dn表示进水管第n预设进水温度。
设定所述进水管进水水量矩阵S0(S1、S2、S3…Sn)，其中，S1表示进水管第一预设进水水量、S2表示进水管第二预设进水水量，S3表示进水管第三预设进水水量，Sn表示进水管第n预设进水水量。
设定所述粒化罐3内的实时水位与预设水位S进行计算得出水位差值为Δh，通过水位差值Δh确定所述进水管的进水水量，
若Δh≤H1时，调节所述进水管的进水水量为S1；
若H1＜Δh≤H2时，调节所述进水管的进水水量为S2；
若H2＜Δh≤H3时，调节所述进水管的进水水量为S3；
若H(n-1)＜Δh≤Hn时，调节所述进水管的进水水量为Sn。
所述中控模块通过确定的进水水量Si，来确定所述进水管的进水温度D，设定所述粒化罐3的实时温度与预设温度的差值为ΔD，根据所述粒化罐3的温度差值ΔD和进水水量Si确定所述进水管的进水温度D，
D＝S/Si×ΔD
其中，D表示所述进水管的进水温度，S表示所述粒化罐3的预设水位，Si表示所述进水管的进水水量，ΔD表示所述粒化罐3的实时温度与预设温度的差值。
设定所述旋转干燥器的干燥时间矩阵W0(W1、W2、W3…Wn)，其中，W1表示第一预设干燥时间、W2表示第二预设干燥时间，W3表示第三预设干燥时间，Wn表示第n预设干燥时间。根据需要制备的颗粒尺寸r和制备出的合格颗粒平均粒径
Figure BDA0002712788330000121
确定所述旋转干燥器的干燥时间，
若r≤L1,Δr1≤0.01×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W1；
若r≤L1,0.01×r＜Δr1≤0.05×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W2；
若r≤L1,0.05×r＜Δr1≤0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W3；
若r≤L1,Δr1＞0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W5；
若L1＜r≤L2,Δr1≤0.01×r时，则确定所述旋转干燥器的干燥时间为W2；
若L1＜r≤L2,0.01×r＜Δr1≤0.05×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W3；
若L1＜r≤L2,0.05×r＜Δr1≤0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W4；
若L1＜r≤L2,Δr1＞0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W6。
所述旋转干燥器将经过进行脱水干燥后的颗粒通过皮带传输至仓库，每一批颗粒生产后均实时对所述旋转干燥器的干燥时间进行调整，以使所述旋转干燥器对所述颗粒进行完全的干燥。所述筛网41将筛选出的粒度不合格的颗粒经螺旋分离器进行收集并传输至电炉内重新液化再由所述进料机进入所述系统进行粒化，直至完成需要制备的颗粒尺寸的制备工作。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动控制的合金粒化系统，其特征在于，包括，
进料装置，其包括进料机和倾翻机，所述进料机设置在所述倾翻机上方，所述进料机用以将铁水包通过铁水流道传输至所述倾翻机，所述倾翻机用以将流入倾翻机内的铁水倾翻并均匀地散落至旋转装置内；
旋转装置，其包括中间包，所述中间包内设置有电机，所述电机驱动所述中间包进行转动，所述中间包下方设置有水口，液体金属在所述中间包旋转时从所述水口中流出，并形成颗粒落入冷却装置内；
冷却装置，其包括粒化罐，所述粒化罐上设置有进水管，所述粒化罐内设置有温度传感器、水位检测器和重量传感器，所述粒化罐底部设置有喷射器，用以将经粒化罐冷却的固态颗粒传输至出料装置；
出料装置，其包括脱水筛，所述喷射器传输的固态颗粒经减速箱减速后进入所述脱水筛内，所述脱水筛包括有筛网和旋转干燥器，所述筛网上设置有粒径检测器，所述筛网用以筛选出粒度合格的颗粒并通过粒径检测器对颗粒直径进行检测，所述旋转干燥器用以将筛选出的粒度合格的颗粒进行脱水干燥，经所述旋转干燥器脱水干燥后的颗粒通过皮带传输至仓库，所述筛网筛选出的粒度不合格的颗粒经螺旋分离器进行收集并传输至电炉内重新液化；
中控模块，其设置在所述粒化罐上并分别与所述进料机、所述倾翻机、所述中间包的电机、所述中间包的水口、所述温度传感器、所述水位检测器、所述重量传感器、所述粒径检测器和所述旋转干燥器相连，用以调整各部件工作状态；
所述中控模块内设有进料机进料速度矩阵V0、倾翻机倾翻时间间隔矩阵T0、中间包的电机转动频率矩阵P0、中间包的水口直径矩阵R0和粒径检测器检测的粒径矩阵L0；
对于所述进料机进料速度矩阵V0(V1、V2、V3…Vn)，其中，V1表示第一预设进料速度、V2表示第二预设进料速度，V3表示第三预设进料速度，Vn表示第n预设进料速度，各预设速度参数依次增加；
对于所述倾翻机倾翻时间间隔矩阵T0(T1、T2、T3…Tn)，其中，T1表示第一预设倾翻时间间隔、T2表示第二预设倾翻时间间隔，T3表示第三预设倾翻时间间隔，Tn表示第n预设倾翻时间间隔，各预设倾翻时间间隔逐次递增；
对于所述电机转动频率矩阵P0(P1、P2、P3…Pn)，其中，P1表示第一预设电机转动频率、P2表示第二预设电机转动频率，P3表示第三预设电机转动频率，Pn表示第n预设电机转动频率，各预设电机转动频率逐次递减；
对于所述水口直径矩阵R0(R1、R2、R3…Rn)，其中，R1表示第一预设水口直径、R2表示第二预设水口直径，R3表示第三预设水口直径，Rn表示第n预设水口直径，各预设水口直径逐次递增；
对于所述粒径矩阵L0(L1、L2、L3…Ln)，其中，L1为粒径的第一预设直径，L2为粒径的第二预设直径，L3为粒径的第三预设直径，Ln为粒径的第四预设直径；
所述中控模块内预设有所述系统的工作参数矩阵K(Vi、Ti、Pi、Ri)，其中，i＝1、2、3…n，Vi表示第i预设进料速度，Ti表示第i预设倾翻时间间隔，Pi表示第i预设电机转动频率，Ri表示第i预设水口直径；
所述中控模块设定所述系统需要制备的颗粒尺寸为r，将r与预设粒径矩阵中的Li进行比较，确定所述系统的初始工作参数矩阵，其中，
若r≤L1时，则确定所述系统的工作参数矩阵为K1；
若L1＜r≤L2时，则确定所述系统的工作参数矩阵为K2；
若L2＜r≤L3时，则确定所述系统的工作参数矩阵为K3；
若L(n-1)＜r≤Ln时，则确定所述系统的工作参数矩阵为Kn；
所述中控单元首先根据需要制备的粒径尺寸确定所述系统的初始工作参数，再根据所述系统初始工作参数制备出的粒径的合格率对所述系统的工作状态进行判断，其次通过对合格率在预设阀值内的固态颗粒的尺寸与需要制备的颗粒粒径尺寸的差值进行判断，根据不同的尺寸差值确定所述系统下一批固态颗粒的工作运行参数，每当制备出一批固态颗粒时对所述系统的下一批工作参数进行调整，同时所述中控单元根据所述粒化罐内的实时水位与预设水位S的差值，确定所述进水管的水量，根据所述粒化罐内的实时温度和实时水位确定所述进水管的进水温度，并根据需要制备的颗粒尺寸r和制备出的合格颗粒平均粒径
Figure FDA0002712788320000021
确定所述旋转干燥器的干燥时间，所述中控单元通过对所述系统下一批工作参数、进水管的工作参数和所述旋转干燥器的干燥时间进行调整，直至完成需要制备的颗粒尺寸的制备工作。
2.根据权利要求1所述的自动控制的合金粒化系统，其特征在于，所述中控模块根据确定的初始工作参数矩阵中的工作参数运行，当所述系统制备出第一批固态颗粒时，将所述筛网筛选出的粒度合格的颗粒和所述筛网筛选出的粒度不合格的颗粒分别进行统计，设定通过筛网筛选出的粒度合格率为c1，将c1与预设阀值C1进行比较，若第一批固态颗粒的合格率c不在预设阀值C1范围内时，则判定所述系统故障。
3.根据权利要求2所述的自动控制的合金粒化系统，其特征在于，若第一批固态颗粒的合格率c在预设阀值C1范围内时，则对第一批固态颗粒中粒度合格的颗粒的粒径进行检测并计算出粒度合格的颗粒的平均粒径
Figure FDA0002712788320000032
将
Figure FDA0002712788320000031
与需要制备的颗粒尺寸r进行计算并确定差值Δr1，其中，
Figure FDA0002712788320000033
根据Δr1调整所述系统下一批固态颗粒的工作运行参数，
若Δr1＝0时，则所述系统按照当前工作参数矩阵Ki继续工作；
若Δr1＜0时，则判断所述脱水筛未正确工作；
若Δr1＞0时，则对Δr1与r进行比较，从而对所述系统下一批固态颗粒的工作参数进行调整。
4.根据权利要求3所述的自动控制的合金粒化系统，其特征在于，若Δr1在0.05×r范围内时，则对所述系统当前工作参数矩阵Ki中的部分工作参数进行调整，
若Δr1≤0.01×r时，则只调整所述工作参数矩阵中的进料速度为V(i+1)，调整所述水口直径Ri为R(i+1)；
若0.01×r＜Δr1≤0.03×r时，则只调整所述工作参数矩阵中的进料速度为V(i+2)，调整所述电机转动频率为P(i+1)，调整所述水口直径Ri为R(i+2)；
若0.03×r＜Δr1≤0.05×r时，则只调整所述工作参数矩阵中的进料速度为V(i+3)，调整所述倾翻机倾翻时间间隔为T(i+1)，调整所述电机转动频率为P(i+2)，调整所述水口直径Ri为R(i+3)。
5.根据权利要求4所述的自动控制的合金粒化系统，其特征在于，若Δr1不在0.05×r范围内时，则对所述系统当前工作参数矩阵Ki中的全部工作参数进行调整，
若0.05×r＜Δr1≤0.1×r时，则所述系统按照当前工作参数矩阵顺序之后的工作参数矩阵K(i+1)继续工作；
若0.1×r＜Δr1≤0.15×r时，则所述系统按照当前工作参数Ki顺序之后的工作参数矩阵K(i+2)工作；
若0.15×r＜Δr1≤0.2×r时，则所述系统按照当前工作参数Ki顺序之后的工作参数矩阵K(i+3)工作；
若Δr1＞0.2×r时，则所述系统按照当前工作参数Ki顺序之后的工作参数矩阵K(i+5)工作。
6.根据权利要求3所述的自动控制的合金粒化系统，其特征在于，设定所述粒化罐内的实际水位与预设水位的水位差值矩阵H(H1、H2、H3…Hn)，其中，H1表示第一预设水位差值，H2表示第二预设水位差值，H3表示第三预设水位差值，Hn表示第n预设水位差值；
设定所述进水管进水温度矩阵D0(D1、D2、D3…Dn)，其中，D1表示进水管第一预设进水温度、D2表示进水管第二预设进水温度，D3表示进水管第三预设进水温度，Dn表示进水管第n预设进水温度；
设定所述进水管进水水量矩阵S0(S1、S2、S3…Sn)，其中，S1表示进水管第一预设进水水量、S2表示进水管第二预设进水水量，S3表示进水管第三预设进水水量，Sn表示进水管第n预设进水水量。
7.根据权利要求6所述的自动控制的合金粒化系统，其特征在于，所述中控单元判断所述粒化罐内的重量达到预设重量时，控制所述喷射器工作，将所述粒化罐内固化的颗粒传输至所述出料装置中，当所述喷射器工作后，所述粒化罐内的水量减少，所述中控单元根据所述粒化罐内的实时水位与预设水位S的差值得出水位差值为Δh，通过水位差值Δh确定所述进水管的进水水量，
若Δh≤H1时，调节所述进水管的进水水量为S1；
若H1＜Δh≤H2时，调节所述进水管的进水水量为S2；
若H2＜Δh≤H3时，调节所述进水管的进水水量为S3；
若H(n-1)＜Δh≤Hn时，调节所述进水管的进水水量为Sn。
8.根据权利要求7所述的自动控制的合金粒化系统，其特征在于，所述中控模块通过确定的进水水量Si，来确定所述进水管的进水温度D，设定所述粒化罐的实时温度与预设温度的差值为ΔD，根据所述粒化罐的温度差值ΔD和进水水量Si确定所述进水管的进水温度D，
D＝S/Si×ΔD
其中，D表示所述进水管的进水温度，S表示所述粒化罐的预设水位，Si表示所述进水管的进水水量，ΔD表示所述粒化罐的实时温度与预设温度的差值。
9.根据权利要求3所述的自动控制的合金粒化系统，其特征在于，设定所述旋转干燥器的干燥时间矩阵W0(W1、W2、W3…Wn)，其中，W1表示第一预设干燥时间、W2表示第二预设干燥时间，W3表示第三预设干燥时间，Wn表示第n预设干燥时间，根据需要制备的颗粒尺寸r和制备出的合格颗粒平均粒径
Figure FDA0002712788320000051
确定所述旋转干燥器的干燥时间，若r≤L1时，根据不同的Δr1确定不同的干燥时间，
若r≤L1,Δr1≤0.01×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W1；
若r≤L1,0.01×r＜Δr1≤0.05×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W2；
若r≤L1,0.05×r＜Δr1≤0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W3；
若r≤L1,Δr1＞0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W5。
10.根据权利要求9所述的自动控制的合金粒化系统，其特征在于，若L1＜r≤L2时，根据不同的Δr1确定不同的干燥时间，
若L1＜r≤L2,Δr1≤0.01×r时，则确定所述旋转干燥器的干燥时间为W2；
若L1＜r≤L2,0.01×r＜Δr1≤0.05×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W3；
若L1＜r≤L2,0.05×r＜Δr1≤0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W4；
若L1＜r≤L2,Δr1＞0.2×r时，则调整所述旋转干燥器的干燥时间为W6。
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