摘 要 真空冶金技术近年来发展比较好,因此在各方面的应用也比较突出。本文描述了若干真空冶金过程的测控技术,介绍了以精炼和熔炼为代表的一些典型真空冶金过程监控的新进展。结合有关项目实践,对真空冶金自动控制的未来进行了展望。
关键词 真空冶金 技术进展 自动控制 过程
中图分类号:TF13 文献标识码:A
0引言
真空技术的诞生及其工业应用的开始年代是很早的,一般而言,在低于常压的稀薄气氛中的冶炼过程,均可称为真空冶金,广义地讲,还包括真空还原、真空烧结、真空焊接、真空镀膜和真空热处理等从已卓有成效的真空冶金过程中吸取经验,同时将其与新过程和过程组合融会,真空冶金正进入一个崭新的阶段。钢脱气和钢包冶金、熔炼和重熔、浇注和粉末冶金、真空热处理、真空焊接等,用先进的真空过程生产出高质量的冶金产品,能够满足用户的不同需求。真空冶金过程作为先进金属材料制备的重要手段,发展非常迅速,且正在向自动化方向迈进。
1真空系统的差异
不同真空度系统的构成是有所区别的,但是基本都包含机械泵和罗茨泵,在要求高真空度时,还需要增压泵等设备。虽然真空设备种类繁多,真空工艺流程千差万别,对控制的要求各不相同,也曾有人研制过真空控制电路装置,但是采用PLC进行真空获得设备和真空工艺的自动控制还是最合适的。选用PLC设备时要考虑实际的控制系统是集中式还是分布式,控制要求是逻辑控制为主还是过程调节为主,以及输入输出的类型和规模,选择可编程控制器内存的大小则取决于逻辑运算的量和数值计算的复杂性。
2真空自动化
真空冶金虽然包括的面很广,但是就制备金属材料而言,真空冶金大体上分为真空精炼和真空熔炼两类。前者包括多种D和RH真空脱气方法、真空电弧精炼AD、真空脱碳精炼OD等,后者则包括真空感应熔炼IM(含传统炉型IM和IDP/IMP多种改进炉型)、真空电弧重熔AR和真空电子束熔炼EBM等。本文主要选择了D等典型的真空精炼装置和以IDP(真空感应熔炼、脱气和浇注)为代表的典型的真空熔炼装置的自控问题进行讨论,关于其他类型的真空冶金过程检测和自动化技术的现状。
2.1真空精炼
D即真空脱气装置,其主要作用是去除钢水中的有害气体并进行成分微调。作者曾参加江阴兴澄滨江短流程生产线D装置自动控制系统的开发,该项目的控制系统非常具有代表性。现以其为例介绍D装置自动化系统。即一级基础自动化和二级过程自动
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