專利名稱：礦石熔爐液面高度控制裝置及控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及礦石熔爐，特別涉及一種在玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)或玻璃纖維生產(chǎn)中用于控制礦石熔爐液面高度和控制裝置，以及用于控制礦石熔爐液面高度的控制方法。
背景技術：
玄武巖連續(xù)纖維是采用天然玄武巖制取的。玄武巖礦石主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、TiO2等多種氧化物陶瓷成分組成，相對于化學和礦物材料具有更高的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。正是由于原料本身的特性決定了玄武巖纖維在高低溫力學特性、耐腐蝕能力、保溫隔熱及吸音性能等方面有較明顯的優(yōu)勢；也正是由于玄武巖原料本身的特性使得玄武巖連續(xù)纖維的成型工藝明顯地區(qū)別于玻璃纖維的成型工藝。與玻璃纖維成型工藝相比，玄武巖連續(xù)纖維成型過程中，不僅需要拉絲漏板的溫度更高、而且要求整塊漏板溫差小且漏板上方熔融物的壓力波動較小。
為控制漏板上方玄武巖熔融物的壓力，保證玄武巖連續(xù)纖維成型過程穩(wěn)定進行，在礦石熔化設備中要求有能夠控制熔融物液面高度的裝置。對于配置50～400孔拉絲漏板的玻璃纖維拉絲熔爐設備而言，一般采用接觸式的液面控制系統(tǒng)，即將一根鉑金探針深入爐內的固定高度，當熔融物液面與探針接觸后，連接探針及熔融物的電回路產(chǎn)生電流信號，借助該信號關閉加料裝置，停止加料；當液面降低并與探針脫離時，上述電回路電流消失，加料器開始加料，以此來控制液面的高度。對生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的礦石熔化設備來講，上述裝置存在明顯的不足，首先是由于玄武巖礦石成分中鐵的氧化物含量較高，其熔融物及其揮發(fā)出來的氣相組分對鉑金探針腐蝕性較強，從而會大大降低系統(tǒng)的使用壽命；其次，玄武巖熔融物的粘度較大，鉑金探針和熔融物脫離前形成較長的橋路，不能及時加料，從而難以保證液面高度的穩(wěn)定。另外還有一種借助激光探頭測量液面高度的非機械接觸式的測量與控制系統(tǒng)，但因激光探頭價格昂貴，生產(chǎn)廠家通常難以承受。
綜上所述，在配置50～400孔漏板的玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)設備中，無論是玻璃纖維拉絲所使用的接觸式液位控制系統(tǒng)、還是以激光探頭為傳感器的非接觸式液位控制系統(tǒng)，在使用性能及價格等方面均難以滿足生產(chǎn)企業(yè)的實際需求。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題之一是提供一種礦石熔爐液面高度控制裝置，它不僅能對液面高度進行準確地控制，而且結構簡單、操作方便。
本發(fā)明解決該技術問題所采用的技術方案是本發(fā)明的礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是它包括a.稱重裝置，設置在礦石熔爐爐體與其支撐體之間，用于稱量礦石熔爐及其爐內料液的總重量；b.控制裝置，用于控制加料裝置，使其在進行加料、停止加料兩種狀態(tài)之間進行轉換。
在上述技術方案中，利用礦石熔爐液面高度與礦石熔爐和爐內料液的總重量具有一一對應的關系，通過稱重裝置稱量得到總重量值，再根據(jù)總重量值控制或操縱加料裝置工作，實現(xiàn)對礦石熔爐液面高度控制。由于稱重裝置、控制裝置均設置在爐體的外部，便于調節(jié)控制其工作時的環(huán)境溫度，保證系統(tǒng)的工作壽命和可靠性。
作為本發(fā)明礦石熔爐液面高度控制裝置的一種優(yōu)選方案，為最大程度地減化系統(tǒng)結構并確保稱量精度，所述稱重裝置由設置在爐體與其支撐體之間的稱重傳感器構成。
作為對上述優(yōu)選方案的進一步優(yōu)化，所述加料裝置為設置在礦石熔爐料斗出口下方的振動加料裝置，該振動加料裝置具有由所述控制裝置控制的振動電機。
作為對上述優(yōu)選方案的更進一步優(yōu)化，為實現(xiàn)對礦石熔爐液面高度的自動控制，所述控制裝置為與稱重傳感器、振動電機構成閉環(huán)控制系統(tǒng)的可編程自動控制器或數(shù)顯可編程自動控制器。
本發(fā)明所要解決的另一技術問題是提供一種礦石熔爐液面高度控制方法，利用該方法可方便地實現(xiàn)對礦石熔爐液面高度的準確控制。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是本發(fā)明的礦石熔爐液面高度控制方法，包括如下步驟①通過稱重裝置對礦石熔爐及其爐內料液的總重量進行稱量；②通過控制裝置控制加料裝置工作狀態(tài)，進行加料或停止加料。
在上述技術方案中，加料裝置的工作狀態(tài)可通過手動控制操縱，也可優(yōu)選地采用自動控制方式。
本發(fā)明的有益效果是，利用礦石熔爐液面高度與礦石熔爐和爐內料液的總重量具有一一對應的關系，通過稱重裝置稱量得到總重量值，再根據(jù)總重量值控制或操縱加料裝置工作，實現(xiàn)對礦石熔爐液面高度控制，控制精度能很好地滿足生產(chǎn)要求；結構簡單，控制系統(tǒng)成本大為降低，使用壽命延長；由于稱重裝置、控制裝置均設置在爐體的外部，便于調節(jié)控制其工作時的環(huán)境溫度，保證系統(tǒng)的工作壽命和可靠性，而且便于維護。


本說明書包括如下二幅附圖圖1是本發(fā)明礦石熔爐液面高度測量裝置實施例1的結構示意圖；圖2是本發(fā)明礦石熔爐液面高度測量裝置實施例2的結構示意圖。
圖中零部件、部位名稱及所對應的標記爐體10、加料口11、放料口12、料斗20、送料槽板21、加料裝置22、振動電機23、稱重裝置30、控制裝置31、顯示裝置32。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
參照圖1和圖2，本發(fā)明的礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是它包括a.稱重裝置30，設置在礦石熔爐爐體10與其支撐體之間，用于稱量礦石熔爐10及其爐內料液的總重量；b.控制裝置31，用于控制加料裝置22，使其在進行加料、停止加料兩種工作狀態(tài)之間進行轉換。即利用礦石熔爐液面高度與礦石熔爐和爐內料液的總重量所具有一一對應的關系，通過稱重裝置30稱量得到總重量值，再根據(jù)總重量值控制或操縱加料裝置22工作，實現(xiàn)對礦石熔爐液面高度控制。由于稱重裝置30、控制裝置31均設置在爐體10之外，便于調節(jié)控制其工作時的環(huán)境溫度，保證系統(tǒng)的工作壽命和可靠性。
參照圖1和圖2，為最大程度地減化系統(tǒng)結構并確保稱量精度，所述稱重裝置30由設置在爐體10與其支撐體之間的稱重傳感器構成。對于配置50～400孔拉絲漏板的玻璃纖維拉絲礦石熔爐或玄武巖纖維拉絲礦石熔爐而言，礦石熔爐及爐內料液的總重量通常不超過5噸，這樣最多采用4支2噸級的傳感器就可以承受并測量熔爐和爐內料液的總重。根據(jù)國家計量局電子秤鑒定規(guī)程對中準確度級(III級)秤(貿易秤)的要求系統(tǒng)在0～500kg允許誤差為0.5kg；在500～2000kg允許誤差為1.0kg；在2000～6000kg允許誤差為1.5kg。這樣，即使對于熔爐和爐內料液總重達到6噸的玄武巖礦石熔爐來講，采用中準確度級(III級)秤，也可以達到1.5公斤的測量精度，因玄武巖熔融液的比重約為2.8噸/米3，只要工作液面的面積達到0.5平米，那么液面高度變化1毫米，熔融液的重量將會變化0.5×0.001×2800＝1.4公斤。即采用中準確度級(III級)秤就可以測出1毫米的液面變化量，如果再計及熔爐實際重量遠小于6噸并采用準確度級別更高的稱重系統(tǒng)，則本發(fā)明所提出的控制系統(tǒng)所能達到的液面高度控制精度約為1毫米，完全可以滿足玄武巖連續(xù)纖維及玻璃纖維拉絲工藝的需要。對于采用400孔以下漏板的玄武巖連續(xù)纖維拉絲或玻璃纖維拉絲而言，只要礦石熔爐及爐內料液的總重不超過6噸，本發(fā)明的礦石熔爐液面高度控制裝置具有明顯的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在稱重傳感器放置于爐體的外部，便于調節(jié)控制其工作時的環(huán)境溫度，保證系統(tǒng)的工作壽命和可靠性；系統(tǒng)中可配置重量顯示儀表，或采用數(shù)顯可編程自動控制器，可以實時直觀地掌握爐內料液的重量變化；不需要采用耐高溫的鉑銠合金探針或激光探頭，系統(tǒng)的成本大為降低；根據(jù)重量信號可以很方便的提取用于控制加料裝置22的控制信號，實現(xiàn)液面高度測量和閉環(huán)控制。為便于安裝的維護，所述稱重傳感器可優(yōu)選地采用輪輻式傳感器。
圖1和圖2中示出了一種可采用的加料裝置22的具體結構。參照該兩圖，所述加料裝置22為設置在礦石熔爐料斗20出口下方的振動加料裝置，該振動加料裝置具有由所述控制裝置31控制的振動電機23。在加料裝置22與礦石熔爐的加料口11之間設置有送料槽板21，爐內料液可由放料口12從爐體10內放出。當振動電機23起動后，由料斗20落下的顆粒狀礦石原料沿送料槽板21滾動，由加料口11進入爐體10內，而振動電機23停止后，停止加料，因此通過對振動電機23的控制，即能實現(xiàn)對加料裝置22使其在進行加料、停止加料兩種工作狀態(tài)之間進行轉換。
本發(fā)明的礦石熔爐液面高度控制方法采用上述礦石熔爐液面高度控制裝置，通過上述內容不難理解該方法主要包括如下步驟①通過稱重裝置30對礦石熔爐10及其爐內料液的總重量進行稱量；②通過控制裝置31控制加料裝置22的工作狀態(tài)，進行加料或停止加料。
加料裝置22的工作狀態(tài)可通過手動控制操縱。參照圖2，所述爐體10外設置有與稱重裝置30連接的顯示裝置32，由該顯示裝置32顯示出稱重裝置30所稱量的重量值，根據(jù)所顯示的重量值，通過控制裝置31手動控制加料裝置22的工作狀態(tài)加料裝置的工作狀態(tài)可優(yōu)選地采用自動控制方式。參照圖1，所述控制裝置31為與稱重傳感器、振動電機23構成閉環(huán)控制系統(tǒng)的可編程自動控制器、數(shù)顯可編程自動控制器或其他種類的自動控制器，即通過控制裝置31自動控制加料裝置22的工作狀態(tài)。
權利要求
1.礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是它包括a.稱重裝置(30)，設置在礦石熔爐爐體(10)與其支撐體之間，用于稱量礦石熔爐(10)及其爐內料液的總重量；b.控制裝置(31)，用于控制加料裝置(22)，使其在進行加料、停止加料兩種工作狀態(tài)之間進行轉換。
2.如權利要求1所述的礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是所述稱重裝置(30)由設置在爐體(10)與其支撐體之間的稱重傳感器構成。
3.如權利要求2所述的礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是所述稱重傳感器為輪輻式傳感器。
4.如權利要求2所述的礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是所述加料裝置(22)為設置在礦石熔爐料斗(20)出口下方的振動加料裝置，該振動加料裝置具有由所述控制裝置(31)控制的振動電機(23)。
5.如權利要求4所述的礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是所述爐體(10)外設置有與稱重裝置(30)連接的顯示裝置(32)，該顯示裝置(32)顯示出稱重裝置(30)所稱量的重量值。
6.如權利要求4所述的礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是所述控制裝置(31)為與稱重傳感器、振動電機(23)構成閉環(huán)控制系統(tǒng)的可編程自動控制器或數(shù)顯可編程自動控制器。
7.礦石熔爐液面高度控制方法，包括如下步驟①通過稱重裝置(30)對礦石熔爐(10)及其爐內料液的總重量進行稱量；②通過控制裝置(31)控制加料裝置(22)的工作狀態(tài)，進行加料或停止加料。
8.如權利要求6所述的礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是所述步驟①中，通過顯示裝置(32)顯示出稱重裝置(30)所稱量的重量值；所述步驟②中，根據(jù)所顯示的重量值，通過控制裝置(31)手動控制加料裝置(22)的工作狀態(tài)。
9.如權利要求6所述的礦石熔爐液面高度控制裝置，其特征是所述步驟②中，通過控制裝置(31)自動控制加料裝置(22)的工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了礦石熔爐液面高度控制裝置及控制方法，特別適合用于玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)或玻璃纖維生產(chǎn)。本發(fā)明的礦石熔爐液面高度控制裝置包括稱重裝置(30)，設置在礦石熔爐爐體(10)與其支撐體之間，用于稱量礦石熔爐(10)及其爐內料液的總重量；控制裝置(31)，用于控制加料裝置(22)，使其在進行加料、停止加料兩種工作狀態(tài)之間進行轉換。本發(fā)明的礦石熔爐液面高度控制方法包括如下步驟通過稱重裝置(30)對礦石熔爐(10)及其爐內料液的總重量進行稱量；通過控制裝置(31)控制加料裝置(22)的工作狀態(tài)，進行加料或停止加料。
文檔編號C03B37/00GK1931758SQ20061002208
公開日2007年3月21日 申請日期2006年10月20日 優(yōu)先權日2006年10月20日
發(fā)明者李忠郢 申請人:成都航天拓鑫科技有限公司