[发明专利]一种电炉出铁过程中出铁量的称量方法

说明书

本发明涉及铸造技术领域内一种电炉出铁过程中出铁量的称量方法，主要通过三维软件建立炉膛内腔的三维模型，然后通过斜切三维模型模拟倾倒铁水至不同角度计算剩余铁水的质量，再以倾倒角度和剩余铁水质量为输入变量进行曲线拟合并得出拟合曲线的计算公式，利用该拟合曲线的计算公式，在电炉倾倒出铁时，在电炉外部安装用于测量电炉倾角的传感器，以适时测量电炉倾倒的角度，将该角度代入拟合曲线的公式，直接算出电炉内剩余电水的质量，并可进一步计算出铁流量、出铁量等出铁动态参数，以指导现场的随流孕育工艺。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种铸造铁水熔炼后电炉出铁量和出铁流速的测量方法。

背景技术

电炉出铁过程中，一些铸件的出铁孕育工作要求随着出铁进行，孕育剂需要随流均匀加入铁水中，并且加入的时间不得少于整个出铁时间的70%。孕育剂所需量一般根据铸型内铁液重量而定，孕育剂的加入量及加入速度能否按比例随着出铁流量控制，直接影响孕育效果和成本。自动孕育装置能否精确控制孕育时间、孕育剂加入量及加入速度，取决于出铁重量与出铁流速的数据能否准确获得。

现有技术中，常用的出铁过程中铁水重量的称量方法主要有两种。一种方法为在电炉底部安装称重传感器，通过电炉剩余重量获取出铁重量及出铁流速。类似方法的专利如大冶特殊钢股份有限公司的《用于冶金连铸机的钢水称重机构》，申请号为201410461533.X；盐城阿萨诺称重技术有限公司的《连铸大包钢水称重装置》，申请号为200620069365.0；北京首钢国际工程技术有限公司的《铁水罐车在线铁水脱硫预处理系统》，申请号为200910081140.5；安庆帝伯格茨缸套有限公司的《一种铁水称重浇注装置》，申请号为201520543772.X等。另一种方法为在承接设备（如电动叉车）或转运设备底部安装称重传感器，直接计算出铁累计重量及出铁流速。类似方法的专利如乔治费歇尔汽车产品(昆山)有限公司的《一种铁水球化过程中叉车用称重系统》，申请号为201520257313.5。

经实际应用与测试，采用第一种方法进行称重，在电炉炉体及铁水总体重心偏离较小时，称重传感数据相对准确。但随着出铁过程总体重心偏离较大时，称重传感数据误差较大，以5吨炉为例，最大偏差为1.4吨左右，数据无法应用。第二种方法在称量中间过程中数据相对平稳，但在出铁开始与出铁结束时，以及出铁过程中铁水流速波动较大时，称重传感数据会随着铁水的冲击波动而变化较大，其数据只能做为出铁总重量计量，无法作为过程控制变量与自动孕育装置配合使用。

发明内容

本发明针对现有技术中出铁过程中铁水称重方法误差波动大，称量精度低的问题，提供一种电炉出铁过程中出铁量的称量方法，以便于在出铁过程中，根据电炉倾倒的角度，准确获得出铁量、出铁流速的动态数据。

本发明的目的是这样实现的，一种电炉出铁过程中出铁量的称量方法，分别包括如下过程：

A )炉膛内腔尺寸三维建模：根据原始设计图纸或直接测量方式获取炉膛内腔的三维尺寸，然后通过工程软件建立炉膛体的三维模型；

B) 模拟炉膛倾倒过程中剩余体积数据获取；模拟炉膛倾倒过程中的倾角变化过程，利用三维软件，沿所述三维模型对应的出铁口对应的角点开始依次斜切三维模型，斜切面下方对应的三维模型体积为倾倒上述斜切角度后炉膛内剩余铁水的体积，斜切角度为从出铁口对应的角点1°～90°依次等角度递增取值；分别列表记录各斜切角度对应的剩余体积值；

C)炉膛倾倒角度和剩余铁水质量间曲线拟合：将B)过程获取的各斜切角度对应的剩余体积值乘以铁水密度计算剩余铁水的质量，并记录B）过程所列的表中，然后通过工程软件，分别以炉膛倾倒角度和剩余铁水质量为输入变量进行曲线拟合，择取合适的拟合曲线计算公式；

D) 炉膛倾倒角度的测量：在炉膛外沿的水平位置安装倾角传感器，以实时测量炉体相对水平面的倾倒角度；