海绵钛加工车间自动控制系统
自动化控制对海绵钛生产的重要性
124管理及其他M anagement and other自动化控制对海绵钛生产的重要性陶 冶(中航天赫(唐山)钛业有限公司,河北 唐山 063000)摘 要:在海绵钛生产过程中采用高自动化控制可提高海绵钛的质量,降低生产电耗。
本文介绍了海绵钛生产需配置的自动化控制方案及细节。
关键词:温度控制压力编程中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)09-0124-2收稿日期:2020-05作者简介:陶冶,男,生于1980年,满族,辽宁抚顺人,助理工程师,研究方向:海绵钛生产技术。
海绵钛的生产,是采用金属镁与四氯化钛在氩气保护下进行还原反应,生成海绵钛和氯化镁:TiC 14+2Mg=Ti+2MgCl 2。
之后利用高温真空蒸馏法,去除海绵钛中低沸点金属残留物得到相对纯净的海绵钛。
而这一工艺过程的自动控制系统却涉及到了多个方面,其直接影响着海绵钛生产中的质量和电耗。
国内多半海绵钛生产厂,只是单纯在生产中控制反应温度和加料速度,没有完备的自动化控制系统。
因此,讨论下自动化控制在海绵钛生产的中重要性。
1 生产中自动脱气控制还原脱气是海绵钛生产的前期工序,是对原料金属镁和蒸馏镁在真空低温环境下进行抽真空干燥,防止高温环境下氧化,从而降低海绵钛氧含量的主要因素,控制好这一环节等于守住了降低海绵钛中氧含量的第一关。
还原低温真空脱气,要求控制温度400–500度,反应器内的真空度不能高于0.04MPa,防止反应器内的潮气不要产生的过多过快,降低反应器内氧化镁的产生。
要严格控制好反应器内真空度和温度之间关系,当反应器内真空度高于0.04MPa 时,即便反应炉内温度低于设定下限温度也不能送电升温。
这是编程时必须注意的逻辑关系。
国内多数海绵钛生产厂家,在这个环节上主要依靠人来监控,无法达到高真空低温脱气的效果,不能完全避免氧进入海绵钛的要求。
2 生产自动压力控制脱气结束以后,还原进行的每一步都需要把反应器内压力恒定在一个合理的正压范围内,一般要求为4.9–24.5 kPa,这是稳定反应速率和控制海绵钛氧氮含量的重要工艺指标。
沸腾氯化炉自动控制技术探析
沸腾氯化炉自动控制技术探析一、引言随着钛冶金技术的迅猛发展,我国万吨级海绵钛生产所需的沸腾氯化炉和还原-蒸馏联合炉等装备基本实现了大型化。
但是需要提高生产工艺技术水平,降低环境污染。
主要通过研究大型化高钙镁钛渣沸腾氯化制造四氯化钛技术研究,进一步提高氯化率、氯气的利用率、TiCl4的回收率;四氯化钛精制除钒工艺技术;大型镁还原-蒸馏联合炉提高海绵化率技术;高效的废料处理新技术和综合回收技术;氯化和精制过程中的自动控制技术。
形成先进的大规模(万吨级)海绵钛的生产技术。
本文主要探讨沸腾氯化过程中的自动控制技术。
二、控制难点沸腾氯化又称流态化氯化,其生产工艺流程是:石油焦通过破碎达到一定的粒度,并按照一定的配比与高钛渣混合,得到混合料;然后将混合料加入氯化炉,通入一定量的氯气进行氯化;将沸腾炉顶排出的炉气通过除尘,再通过冷凝、冷却而得到粗四氯化钛液体,此粗四氯化钛液体的悬浮物较多,不能直接进入下一道工序,所以要通过沉降过滤得到工艺粗四氯化钛。
从炉底排出的炉渣返回钛渣电炉进行回收处理:沉降渣、过滤渣返回氯化炉内回收四氯化钛,尾气送入尾气处理站回收盐酸。
沸腾氯化炉作为氯化生产中的一个重要环节,其在生产中的控制是一个难题,目前国际上仅有少数一两个国家具有较为成熟的沸腾氯化炉自动控制技术,可供参考的技术文献几乎没有。
而我国的氯化炉基本采用的人工手动控制,控制效果不是十分理想,难于满足连续大规模生产的需要。
通过分析沸腾氯化炉的控制,主要有以下几个难点:1、混合物料的加料速度—控制混合物料的适宜加料速度,就可以保持合适的炉内料层堆积高度(即固定层高度),合适的料层高度,就可以加长氯气在料层中的停留时间,提高氯气的利用率,但料层太高,容易出现不正常流化状态;料层太矮,氯气在料层中的停留时间太短,会降低氯气的利用率,增加尾气中的含氯量。
因此,控制混合物料的合适加入速度是正常氯化操作的重要工艺条件之一。
具体大小要由进入炉内的氯气实际流量与料量和氯气流量的比值来决定。
海绵钛生产设备---乘钒钛文化之风 创钒钛产业之都
海绵钛生产设备---乘钒钛文化之风创钒钛产业之都原创邹建新王能为阎守义教授等镁热法生产海绵钛的装置主要包括:还原炉、还原反应器、供给TiCl4、氩气和水及其管路系统,控制与调节工艺过程用仪表、真空系统等。
大型的钛冶金企业都是镁钛联合企业,多数厂家采用还原-蒸馏一体化工艺。
这种工艺被称为联合法或半联合法,它实现了原料Mg-Cl2-MgCl2的闭路循环。
还原-蒸馏一体化设备,分为倒“U”型和“I”型两种。
倒“U”型设备是将还原罐(蒸馏罐)和冷凝罐之间用带阀门的管道连结而成,设专门的加热装置,整个系统设备在还原前一次组装好。
倒“U”型还蒸炉如图4.8.8所示。
4.8.8 倒“U型”还原-蒸馏联合设备示意图1-还原产物;2-还原–蒸馏罐;3-冷凝器;4-加热炉;5-冷却器;6、联结管;7、8阀门;9-真空机组;10-通道加热器而“I”型一体化工艺的系统设备如在还原前一次性组装好,即称为联合法设备,而先组装好还原设备,待还原完毕,趁热再将冷凝罐组装好进行蒸馏作业的系统设备则称为半联合设备,中间用带镁塞的“过渡段”连结。
“I”形装置有“上冷式”和“下冷式”两种。
“I”型还蒸炉如图4.8.9所示。
这两种型式的设备各有优缺点:(1) I型炉:优点是设备结构简单、易操作,产品疏松度好;缺点是在蒸馏结束后需同时吊起两个反应器,对天车吨位、厂房标高要求高;反应器在安装、拆卸时需翻转180°,因吨位大而翻转困难。
(2) 倒U型炉:缺点是连接两反应器的过渡管需加热,并需解决热胀冷缩问题,结构复杂,操作要求仔细;优点是两反应器可分别吊装。
倒U型法有利于设备大型化,可进一步扩大单炉产能。
目前国内最高已达8t/炉,准备扩大到10t/炉,12t/炉也已通过鉴定。
但设备太大,散热性和透气性差,可能导致产品疏松度差,海绵状不好。
但日本倒U联合法由于采用了特殊技术,其产品疏松度好。
倒“U”型还原蒸馏联合装置(简称联合装置)是由反应器(还原、蒸馏、冷凝三罐相同互换使用)、反应器盖(包括反应器盖上设置的高温阀门、加热过道、加料装置、抽空、充氩、测温、测压等管口装置)、还蒸加热炉、冷阱、除尘器、真空系统以及相应的供电、自控、通风、循环水等装置组成,从图中可以看出倒“U”型联合装置成套设备本身就是一套复杂、高温、高真空的冶金设备。
海绵钛生产还原过程常见问题的分析处理
海绵钛生产还原过程常见问题的分析处理————山西卓锋钛业郑云萍1、前言目前国内海绵钛生产工艺方法普遍采用镁热还原工艺,随着海绵钛生产的规模化和生产技术的日渐成熟,提高海绵钛生产过程质量,提高产品零级品率成为各生产厂家在市场中占有一席之位的法宝,而产品品质的提高主要在于还原过程的控制,因此提高海绵钛生产过程质量,精确控制海绵钛生产还原过程显得尤为重要。
2、还原过程在海绵钛生产中的作用镁还原法的反应方程式:TIC14(g)+2Mg(1)=Ti(s)+2MgC12(1)+5l9kJ(放热)海绵钛生成机理:○1还原阶段熔融状态的金属镁在惰性环境下与液态或气态的四氯化钛发生氧化还原反应生成金属钛及氯化镁,并放出热量;○2蒸馏阶段还原结束排除剩余液镁及氯化镁的还原产物,在真空、加热状态下将夹杂在海绵钛产品内的镁、氯化镁、低价钛经过挥发除去的过程。
还原阶段是产品生成的阶段,蒸馏阶段是产品净化、纯化的阶段。
产品结构的形成主要依靠还原过程来完成,因此,还原阶段对于产品质量的高低,至关重要。
还原生产过程工艺控制要求国内目前海绵钛生产的还原工艺控制没有规范的标准,大多数海绵钛生产厂家采用的都是模仿“钛斗”遵义钛业的生产工艺。
即:○1还原前中期控制反应液面温度于800-830℃,控制还原测温点1#温度小于750℃,控制反应液面于2#-3#还原测温点之间,底部保持780-820℃温度;还原后期控制反应液面温度于800-850℃,控制还原测温点1#温度小于800℃,底部保持800-830℃。
○2依据反应器内径及散热条件,控制还原料速于200-330kg/h;○3按时排放氯化镁,保证还原液面及还原温度的控制;○4控制反应器压力于0.005-0.025MPa。
控制氯化镁管压力于0.015-0.065 MPa.○5还原过程不断调整进出风口堵头、盲板来保证还原各点的温度满足工艺要求。
如果企业生产自动化程度较高,还原蒸馏过程无设备故障,按照该工艺的控制可使产品1级品率达到100%,0级品率达到50-70%左右。
海绵钛还原蒸馏自动化控制技术施工工法(2)
海绵钛还原蒸馏自动化控制技术施工工法一、前言海绵钛还原蒸馏自动化控制技术施工工法是一种先进的金属材料加工技术,通过对工艺原理、施工工艺、质量控制、安全措施等方面的详细介绍和分析,旨在为读者提供该工法在实际工程中的应用指导,以及经济技术分析,以便读者对其进行评估和比较。
二、工法特点海绵钛还原蒸馏自动化控制技术具有以下几个特点:1.自动化控制:采用先进的自动化控制系统,实现对整个施工过程的自动控制,提高施工效率和质量。
2.环保节能:工法使用的材料对环境友好,且在还原蒸馏过程中能够节能。
3.高效快速:施工速度快,能够在较短的时间内完成工程,提高施工效率。
4.质量稳定:通过自动化控制系统,能够实现对施工过程的全面控制,确保施工质量的稳定性和一致性。
5.安全可靠:有完善的安全控制系统,能够确保施工过程中的安全,减少事故发生的风险。
三、适应范围海绵钛还原蒸馏自动化控制技术适用于金属材料的加工制造领域,特别适合于钛合金的生产加工。
可以广泛应用于航空航天、汽车、船舶、化工等行业。
四、工艺原理海绵钛还原蒸馏自动化控制技术的工艺原理是利用钛还原蒸馏的化学反应,通过对不同材料的冶炼和提纯,得到高纯度的钛合金材料。
该工法采用先进的自动化控制系统,通过对加热、冷却、压力、流量等参数的控制,实现对材料的还原和蒸馏过程的自动控制。
在工程实际中,工法可以根据不同材料的特性和工程要求进行调整和优化。
五、施工工艺施工工艺包括以下几个阶段:材料准备、装料、封炉、加热、冷却、蒸馏、分装、清洗等。
详细描述每个阶段的施工过程,包括操作步骤、温度控制、压力控制、流量控制等,以确保施工过程的准确性和稳定性。
六、劳动组织劳动组织是指施工工法中各个环节的协调和组织安排,包括人员的分工与配备、岗位职责、工时计划、施工周期等。
通过合理的劳动组织,能够提高施工效率,保证施工质量。
七、机具设备工法所需的机具设备包括加热设备、冷却设备、压力控制设备、流量计等。
攀钢海绵钛还原-蒸馏自动化控制系统设计
2019年第05期攀钢海绵钛还原-蒸馏自动化控制系统设计刘 臻(攀钢集团工程技术有限公司,四川攀枝花617000)摘 要 通过对攀钢海绵钛还原、蒸馏生产工艺研究,引入了无线远程I/O、PLC、冗余以太环网控等技术,设计开发了海绵钛还原-蒸馏生产工艺过程的自动化控制系统,解决了攀钢海绵钛生产中加料量计算、加料速度控制和蒸馏生产中的烘炉温度波动、蒸馏总时长受干扰等工艺技术问题,提高了海绵钛产品的品质。
关键词 TiCl4;无线远程;双网冗余;烘炉中图分类号 TP492 DOI 10.19769/j.zdhy.2019.05.0100引言我国的海绵钛生产主要集中在东北及西南地区,全部采用镁热法海绵钛生产工艺,但整体自动化控制水平低,导致加料精度低、能耗高、产品质量不稳定等问题。
攀钢1.5万吨/年海绵钛生产厂建成于2012年,是目前国内最大的海绵钛生产基地,采用熔盐氯化和镁还原-蒸馏工艺技术(乌克兰的工艺技术)生产海绵钛[1],该厂的自动化基础设计由贵阳美铝设计院提供,软件的编写及生产调试等自动化系统由攀钢工程技术有限公司负责,自动化控制系统在国内没有成熟的经验可以借鉴,只能在实践中摸索、改进、创新以满足生产工艺和设备的要求。
在TiCl4还原蒸馏过程中,要严格控制TiCl4的加料速度、加料量和反应罐内的温度、压力以及循环水的温度、压力等,需要不断地调整这些控制参数,达到最好的控制效果,才能保证生产出来的海绵钛的品质[2]。
1 TiCl4还原-蒸馏工艺难点1.1 TiCl4加入质量的计算在海绵钛还原过程中,TiCl4加入量控制得精确与否直接影响海绵钛最终的品质。
影响TiCl4加入质量的因素有下料活塞的标定体积、TiCl4温度对密度的影响、下料活塞往复动作次数的累积等,其中的任何一个出现超差都会对TiCl4加入量产生较大的影响,最终导致海绵钛质量的波动。
1.2 TiCl4加入流量的控制在海绵钛还原过程中,TiCl4加料速度对整个还原反应有着重大的影响。
海绵滚切机的自动化控制系统设计和应用
海绵滚切机的自动化控制系统设计和应用自动化控制系统是现代科技的重要组成部分,它可以实现工业化生产过程中的高效、稳定和精确控制。
而海绵滚切机的自动化控制系统设计和应用则是在海绵制品生产行业中的一个重要应用领域。
本文将介绍海绵滚切机自动化控制系统的设计原理和应用技术,并探讨其在实际生产中的应用效果和前景。
首先,海绵滚切机是一种专为海绵制品生产而设计的设备,它主要用于将原材料海绵卷进行切片、切割或切筐,以满足不同需求的产品尺寸和形状。
传统的海绵滚切机需要人工操作,无法实现高效、稳定和精确的控制,而自动化控制系统的引入可以克服这些问题,提高生产效率和产品质量。
在海绵滚切机的自动化控制系统设计中,首先需要考虑的是机械结构和传动系统。
合理的机械结构和传动系统设计能够保证滚切机的稳定性和精确度。
例如,使用高精度的传动元件和稳定的滚轴结构,可以有效提高滚切机切割精度和稳定性。
其次,自动化控制系统的核心是采用适当的传感器和执行器。
传感器的选择需要考虑到海绵滚切机操作过程中所需的关键参数,如切割速度、压力和位置等。
常用的传感器包括速度传感器、压力传感器和位置传感器等。
这些传感器可以将机器运行过程中的数据实时反馈给控制系统,以便实现对滚切机的准确控制。
控制系统的设计还需要考虑到海绵滚切机的自动化程度和控制方式。
在海绵滚切机的自动化控制系统中,可以采用多种控制方式,如PID控制和PLC控制等。
PID控制是一种常用的控制方法,可以通过调节比例、积分和微分三个参数来实现对滚切机的精确控制。
PLC控制(可编程逻辑控制器)是一种灵活、可编程的控制方式,可以根据生产需求进行多种模式的自动控制。
在海绵滚切机的应用方面,自动化控制系统可以提高生产效率和产品质量,并降低劳动力成本和人为误差。
由于自动化控制系统可以实现对海绵滚切机的精确控制,因此可以生产出更加精确、一致和高质量的滚切产品。
此外,自动化控制系统还可以提高生产线的稳定性和连续性,实现无人化或少人化操作,减少了人的干预,提高了生产效率。
海绵滚切机的智能化控制系统研究
海绵滚切机的智能化控制系统研究近年来,随着科技的不断发展和应用场景的不断扩大,机械操作的自动化和智能化成为了当前的研究热点。
人们对于海绵滚切机的智能化控制系统的研究也越来越重视,旨在提高生产效率、降低人工成本,并满足不断变化的市场需求。
本文将探讨海绵滚切机智能化控制系统的研究现状和未来发展趋势。
1. 海绵滚切机的现状海绵滚切机是一种专门用于切割和加工海绵材料的设备。
目前市场上存在着许多传统的海绵滚切机,其操作依赖于人工控制,速度较慢,并且无法应对复杂的切割任务。
为了提高生产效率和质量,智能化控制系统成为了海绵滚切机改进的关键。
2. 智能化控制系统的需求海绵滚切机的智能化控制系统需要具备以下功能和特点:2.1 自动化控制:通过自动化控制模块,实现对海绵滚切机的自动启动、停止、切割速度调节、刀具位置调节等操作。
减少人工干预,提高生产效率。
2.2 精确的切割控制:利用先进的传感器和测量装置,获取海绵滚切机的工作状态和精确度信息,通过反馈控制算法,实现对切割角度、切割深度等参数的精确控制。
2.3 异常检测和故障诊断:智能化控制系统应能对设备状态进行监测,及时发现异常情况,并自动诊断故障原因。
这有助于提高设备的可靠性和稳定性,降低故障率。
2.4 数据分析和优化:智能化控制系统应能收集海绵滚切机的工作数据,并通过数据分析和优化算法,提供生产过程的改进方案,以提高生产效率和质量。
3. 智能化控制系统的关键技术3.1 传感器技术:传感器是智能化控制系统的核心组成部分,能够实时采集设备的工作状态和工件的精确度信息。
通过选择适合海绵滚切机的传感器并合理布置,可以提高智能化控制系统的性能。
3.2 控制算法:智能化控制系统需要采用先进的控制算法以实现精确的切割控制。
PID控制、模糊控制、神经网络控制等方法都可以在海绵滚切机的智能化控制系统中应用。
3.3 人机交互界面:智能化控制系统需要一个友好的人机交互界面,方便操作人员进行监控、调节和故障诊断。
一种半自动海绵发泡机自动控制系统[实用新型专利]
专利名称:一种半自动海绵发泡机自动控制系统专利类型:实用新型专利
发明人:成世辉
申请号:CN202021997054.7
申请日:20200912
公开号:CN213166502U
公开日:
20210511
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种半自动海绵发泡机自动控制系统,包括机架与机架上方连接的上机架,上机架的上方中部焊接有称重机架,上机架的内部通过称重机架连接有第一吊桶与第二吊桶,第一吊桶与第二吊桶的上方且在称重机架上固连接有传感器固定套,传感器固定套的内部安装有第一称重传感器与第二称重传感器;触摸屏显示器内进行预置设定所需的重量,可随时通过触屏显示器进行修改,通过内部参数达到所需的重量,并且所需的重量可在显示屏上显示,随时掌握所需的实际重量,避免了传统的是用人工使用原史称称重或是用精准泵的转数与人工通过时间来换算抽料的时间来能达到所需重量,减少人工成本,海绵成品质量得到改善,提高生产效率,提高产品质量。
申请人:佛山市南海区昊辉机械有限公司
地址:528200 广东省佛山市南海区九江镇南方社区南兴路27号(住所申报)
国籍:CN
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基于PLC和MCGS的海绵钛自动转运上料系统
基于PLC和MCGS的海绵钛自动转运上料系统
同朴超;张澜;李超;陈强;刘俊
【期刊名称】《锻压装备与制造技术》
【年(卷),期】2022(57)1
【摘要】为了解决传统钛合金生产过程中,作为主要原材料的海绵钛转运输送效率低下,人员劳动强度大等缺陷。
设计了基于PLC和MCGS触摸屏的海绵钛自动转运上料系统。
该装置由西门子S7-200SMART PLC控制器、环形输送机、辊道移载机、海绵钛上料机、MCGS触摸屏、检测传感器等检测执行模块构成。
通过合理的软件编程,实现了海绵钛料桶称重、缓存转运、自动上料并与上游挑料机联动等功能。
运行结果表明:物料转运效率提升1倍,节省人工2人以上。
【总页数】6页(P53-58)
【作者】同朴超;张澜;李超;陈强;刘俊
【作者单位】西部超导材料科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG315.5
【相关文献】
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5.基于PLC和MCGS工控组态软件的空气压缩机自动控制系统设计
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海绵钛加工车间自动控制系统综述李忠祥攀钢集团工程技术有限公司2012年6月7日海绵钛加工车间自动控制系统综述李忠祥攀钢集团工程技术有限公司摘要:本文介绍了海绵钛加工车间的工艺流程和主要功能,阐述了海绵钛加工车间设备及控制系统的组成,并分别对各部份的主要控制功能进行了描述,最后分析了海绵钛加工车间在生产过程中的优势。
关键词:海绵钛加工车间工艺流程控制功能1引言钛在地壳中的含量约为0.6%,占第9位。
在已探明储量中我国占世界总储量的49%,居世界首位。
通过与不锈钢、铝合金等材料的对比,发现钛的比强度大约为不锈钢的3倍,为铝合金的1.3倍。
钛及其合金是优秀的结构材料和功能材料,因具有高比强度和耐腐蚀性而被称作“太空金属”和“海洋金属”,在航空航天、航海工程、电力、化工、冶金、汽车以及日常生活中的运用将越来越广泛。
目前,海绵钛生产上仍沿用“钛矿物→海绵钛→钛材/钛合金”的工艺流程。
近年来,国内外在海绵钛生产领域取得了许多新成果,对进一步推动钛工业的发展具有重要意义。
海绵钛生产工艺是以高钛渣、石油焦和氯气为原料生产TiCl4,再将TiCl4还原生产海绵钛。
制备海绵钛有很多方法。
迄今为止,真正实现海绵钛生产工业化的只有Korll法(镁热还原法)和Hunter 法(钠热还原法)。
随着采用Hunter法生产海绵钛的美国RMI(活性金属工业公司)以及英国狄塞德钛公司的关闭,现在Hunter法已经被淘汰,Kroll法占据主导地位。
全球目前仅有中国、日本、美国、俄罗斯、哈萨克斯坦和乌克兰6个国家生产海绵钛,且生产工艺全部采用Kroll法。
镁还原制取海绵钛的原理是:在800℃-850℃的反应器中,氩气保护环境下,让精四氯化钛和金属镁经还原反应得到海绵状的金属钛和氯化镁,将氯化镁排除还原炉,用真空蒸馏的方法除去海绵钛孔隙中残留的氯化镁和镁,从而获得海绵钛。
排出的氯化镁经电解回收镁和氯气,循环使用。
蒸馏冷凝物经熔化后排出氯化镁,剩余镁可继续作为镁还原剂。
2海绵钛生产工艺流程由于攀枝花钛矿具有品味较低,钙镁含量高的特点,不适宜采用常用的沸腾氯化技术,而国内的熔盐氯化技术存在技术不成熟,环境污染较大的不足。
乌克兰熔盐氯化技术适用于高钙镁含量的钛渣,并具有成熟的适用经验,而且,在还原蒸馏阶段采用的技术所得到的产品品质优异,能够满足航空航天等高端用钛的需求。
因此,本工程主体技术采用引进乌克兰技术,其生产采用目前世界通用的镁还原蒸馏工艺路线,产品为海绵钛,主要步骤包括:钛渣→研磨到合适粒度→熔盐氯化→粗四氯化钛→精制→精四氯化钛→镁还原蒸馏→(中间产品:海绵钛砣)→破碎包装→海绵钛(本论文主要介绍海绵钛加工车间)3海绵钛加工车间工艺主要生产设备:将海绵钛从还原罐里取出来的液压顶出机,海绵钛砣液压切片机,鄂式破碎机和盘式破碎机、海绵钛混合机,振动筛,分检输送装置,压块机。
海绵钛生产线工艺描述如下:①海绵钛破碎海绵钛球被送到切片机,切成150mm以下的碎片。
在切片机上切割出的钛块,通过槽式给料器和大倾角皮带输送到三级圆盘破碎机进一步破碎。
渣皮加工的工艺流程(PFD)是:经切片机,切碎的海绵钛碎块,在这里进行一次分检,若破碎的海绵钛碎块粒度小于150mm,则直接通过大倾角皮带将碎块送到盘式粗破机的料仓中;若破碎的海绵钛碎块粒度大于150mm,则将其装入3.5m3料罐中,再运送到鄂式破碎机的料仓中,然后海绵钛依次进入后面的破碎机。
盘式粗破机将海绵钛破碎到粒度小于100mm,盘式中破机破碎到粒度小于50mm,盘式细破机破碎到粒度小于25mm。
(-25+0)mm粒级的海绵钛通过大倾角皮带输送到振动筛进行筛分,之前还要经过振动溜槽,除去(-2+0)mm的海绵钛,(-2+0)mm的海绵钛收集到料罐,叉车将装满的料罐送到海绵钛加工线。
天车将料罐送到位于等外级海绵钛加工线的倾斜装置上,通过倾斜装置和倾斜装置下的称重装置,海绵钛被装入包装桶中,进行包装。
(-25+2)mm海绵钛粒经过振动筛编号的筛分后分为+25mm,(-25+12)mm和(-12+2)mm。
需要把+25mm的海绵钛粒收集在桶编号中,然后送到中破机编号破碎,送到海绵钛砣加工线进一步加工。
(注:盘式破碎机不能一次破碎就保证所有的海绵钛都能破碎到要求的粒度,因此筛分后,有的颗粒粒度仍然大于筛孔尺寸。
)(-25+12)mm和(-12+2)mm粒度的海绵钛送到分检装置。
分检完后,各个粒级的海绵钛分别送至中间料仓编号中,直到到达一个可销售批次的量。
②海绵钛混料达到适合销售的重量后,收集在中间料罐中粒级为(-25+12)mm 和(-12+2)mm的海绵钛,输送到混料装置进行混料,混料后又将海绵钛装入中间料罐中,取样时采用自动取样器取样分析它的化学成分和硬度。
取样后,装有海绵钛的中间料罐送到中间储库,等待分析结果。
③海绵钛包装分析结果出来后,装有海绵钛的中间料罐将送去做最后的分检。
采用气流风选装置去除海绵钛内的机械杂质和粉尘,然后海绵钛在分检装置上做最后的分检,然后送到包装装置,将海绵钛装进包装桶中。
包装桶要密封并且要经过特殊处理,例如清洗和干燥。
在装入海绵钛前,要在桶里放置一个-70℃的防冻塑料袋。
滚筒输送带中的内置称重装置对装有海绵钛的包装桶进行称量并送至仓库,仓库中的电动升降车将装有海绵钛的包装桶进行打标签、充氩、密封、储藏。
如果中间储库内的中间料罐的储存时间超过3个月,则要送到分检装置中去除在长时间的存储过程中产生的不合格品。
然后将收集在料罐中的海绵钛送到混料装置中进行混料并装入中间料罐中,因此取样时采用自动取样器取样分析它的化学成分和硬度。
取样后,装有海绵钛的中间料罐送到中间储库,等待分析结果。
一旦分析结果出来后,装有海绵钛的中间料罐依据程序将送去做最后的分检和包装。
图1 海绵钛车间工艺流程图4海绵钛加工车间控制系统4.1 自动化系统架构根据海绵钛加工车间工艺的特点和实施自动控制的需要,自动化系统架构采用两级控制系统和三级网络系统。
两级控制系统即过程控制计算机(L2)系统和基础自动化(L1)系统组成;三级网络由过程控制级以太网、基础自动化(L1)级以太网及设备级现场总线组成,各分布式I/O站与控制器间以PROFIBUS总线连接。
该系统按最优性价比的标准,选择了西门子S7-400PLC系统为基础自动化系统,控制系统设计为一套PLC控制海绵钛加工车间的控制系统。
L2系统包括一台服务器和一个操作员站。
主要实现历史数据存储,实施海绵钛加工的控制管理。
海绵钛加工车间控制系统包括:数个分布式I/O站(2个MCC站组成)。
自动化系统配置图如图2所示操作站服务器显示器冗余服务器501扩展机架 501主机架 502主机架 502扩展机架501MCC站 502MCC站图2 自动化系统配置图该自动控制系统开放性好,采用分布式I/O控制方案,提高了控制系统的可靠性和抗干扰能力,同时又降低控制系统造价,达到合理配置的目的。
控制系统特点如下:(1)可靠性高采用分布式I/O,PLC、通信网络和分布式I/O之间相互实行电气隔离,可彻底防止任一设备故障而影响网络中其他设备的正常工作,可随时从网络中解除或挂入,而不影响网络系统的运行,信号连接线短,就地处理信号,引入干扰小;模块供电分散也可以有效地减少由于电源引入的干扰,或电源故障而引起的系统故障。
(2)灵活性好由于工艺改变而需增加信号时,只要将新增信号接入附近分布式I/O柜即可,施工方便。
(3)具有明显的经济效益和集中控制方案相比,采用分布式I/O控制方案,可以节省很多电缆投资,所有需进PLC柜的信号接至现场分布式I/O柜即可,从分布式I/O柜到PLC柜只需一根电源线和一根通信网络电缆,敷设电缆所需的安装材料及人力也可大量减少。
此控制系统的PLC 配置有效地发挥PLC 自身的功能和优势,并降低系统造价,提高系统的可扩展性、可靠性和实用性。
(4)系统开发性好自动化系统硬件设备、软件的选型、网络配置,遵循通用性强、开放性好的原则,便于今后软件的开发、移植、系统升级以及硬件扩展。
4.2海绵钛加工车间控制系统及主要功能海绵钛加工车间控制系统包括:海绵钛破碎控制系统,海绵钛混料控制系统,海绵钛包装控制系统。
主要控制功能包括:皮带的起停,破碎机的起停,振动给料器的起停等。
4.2.1海绵钛破碎控制系统海绵钛破碎系统是一个逆起顺停的控制系统,它的流程如下:启动流程:停止流程:介绍了海绵钛破碎系统的流程,这里再介绍一下切片机的工作原理和工作方式。
图3 海绵钛切片机工作原理海绵钛切片机的工作是海绵钛破碎的第一道工序,它将数吨重的海绵钛砣切割成150mm左右厚的钛块。
它的工作原理是:水平放置的钛砣以恒定速度前进,切片机以固定频率进行切割。
只要保证了钛砣的前进速度和切片机的切割频率,就能保证切出的钛块的厚度,偶有不合规格的钛块,也能经过后面的工序进行弥补。
海绵钛混料系统是一个顺起顺停的控制系统,它的流程如下:海绵钛包装系统是一个顺起逆停控制系统,它的流程如下:介绍了海绵钛的包装流程,这里再主要介绍一下包装过程中需要控制的量,主要介绍一下气流风选装置的作用。
图4 海绵钛包装流程经过上级的残留与自身的摩擦,从料仓中放下的海绵钛必然还存在(-2+0)mm的碎屑。
到分检装置上的海绵钛为(-25+2)mm的颗粒,这就要靠气流风选装置将(-2+0)mm的碎屑吹到左边的仓内,并用料桶收集。
所以控制风机的转速很重要,风力太大会造成合格产品的损失,风力太小又造成有劣质品残留,给生产带来巨大的损失。
风力的控制经过多次试验得到,并根据风机与料仓的距离调整,这个量要根据实际情况确定。
5结束语海绵钛加工车间是整个海绵钛生产系统的一个重要组成部分。
它肩负着把还蒸车间还原的海绵钛砣加工成符合市场需求的钛粒,并进行包装、密封、储藏。
海绵钛加工车间于2010年12月开工,于2011年6月竣工,现已投产10个月,一切生产状况良好。
该生产车间有冗余系统,比较稳定,在出现突发事故时,便于切换,能够应对突发事故的发生,并及时处理,保证了安全生产。
参考文献[1] 刘长利海绵钛生产工艺。
攀钢集团钛业有限责任公司15kt\a海绵钛项目初步设计第二卷,p7~p60。