一种磁力对中高温电磁铁系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁力对中高温电磁铁系统，其应用于钢铁制造行业，所述系统包括螺旋辊、基准墙、液压升降装置、定尺剪和高温电磁铁，高温电磁铁由高温电磁铁线圈构成，根据高温电磁铁线圈内部电流的有无来控制待切割钢板的吸放状态，结合待切割钢板厚度和现场高度，高温电磁铁通过液压升降装置固定恰当位置；当待切割钢板需切割时，高温电磁铁瞬间励磁，吸住待切割钢板，将待切割钢板完全固定。本发明解决了钢板定位切割的过程中的一些关键问题：待切割钢板的固定、工作效率不高等困难。该系统能够完全固定钢板，准确快速吸放料，节约现场空间，远程控制易操作，耐高温，且便于维护，安全可靠。
【专利说明】—种磁力对中高温电磁铁系统
【技术领域】
[0001]本发明属于磁性领域，具体涉及一种磁力对中高温电磁铁系统，其适用于钢铁制造行业中待切割钢板切割控制系统。
【背景技术】
[0002]现在全国大部分钢厂成品待切割钢板在吊运时均采用高温电磁铁磁力吊梁吊运。在待切割钢板吊运过程中，由于高温电磁铁重量较大，在高温电磁铁和待切割钢板接触时，难免会产生一定程度的撞击。而钢铁厂中吊运待切割钢板时，在热处理区以及冷床下架中转区域等地方，由于待切割钢板刚出炉，其余温均比较高且硬度相对较差，故与高温电磁铁接触撞击后，容易造成所吊待切割钢板表面划伤、撞伤，严重影响了成品待切割钢板表面质量的情况。近期随着钢铁厂对出厂待切割钢板表面质量的要求越来越高，该问题尤为突出。在吊运中为保证零缺陷待切割钢板表面质量达标，现场采用了在吊运待切割钢板表面铺垫石棉布的措施来消除高温电磁铁对待切割钢板表面质量的影响。但这不但增加了生产成本和职工的劳动强度，而且并未根本消除吊运高温电磁铁对待切割钢板表面的损伤。另外，当高温电磁铁未使用时放置于油漆地面时，也存在会与地面接触产生损伤的问题。
[0003]此外，在钢铁制造行业中，待切割钢板切割是必需环节。切割前，待切割钢板自身温度很高，因此，在切割过程中，一般利用较为复杂的机械装置加以固定。这种装置自动化程度较低，工作效率也很低。整个切割过程的每个环节均需要人工现场控制和辅助，这种情况严重影响了生产效率，现场安全无法保障，而且增加了人工成本与操作风险。
[0004]目前，在行业应用中有两大难题，这两大难题一直是高温待切割钢板吊运及切割过程中所面临的困扰。
[0005]难题一:板材切割时，没有很好的方法来固定待切割钢板，以致生产效率很低；
[0006]难题二:切割待切割钢板过程中，几乎各个环节均需要人工辅助控制，无法有效地连贯进行，集成度不高，增加成本，安全性极低。
【发明内容】
[0007]为了解决上述问题，本发明人针对上述现有技术的不足，经过多次设计和研究，本发明提供一种磁力对中高温电磁铁系统，其能够在高温待切割钢板的切割过程中根据现场情况来选择单组运行或者多组运行。
[0008]依据本发明的技术方案，一种磁力对中高温电磁铁系统包括螺旋辊、基准墙、液压升降装置、定尺剪和高温电磁铁，高温电磁铁由高温电磁铁线圈构成，根据高温电磁铁线圈内部电流的有无来控制待切割钢板的吸放状态，结合待切割钢板厚度和现场高度，高温电磁铁通过液压升降装置固定恰当位置；当待切割钢板需切割时，高温电磁铁瞬间励磁，吸住待切割钢板，将待切割钢板完全固定。
[0009]优选地，磁力对中高温电磁铁系统另外包括驱动电机高温电磁铁I高温电磁铁，每一个螺旋辊的侧面都配备一个驱动电机1，驱动电机高温电磁铁I高温电磁铁用于驱动螺旋辊高温电磁铁2高温电磁铁的运转；待切割钢板放置于螺旋辊高温电磁铁2高温电磁铁上，螺旋辊高温电磁铁2高温电磁铁运转起来，带动其上面的待切割钢板向定尺剪高温电磁铁5高温电磁铁运行；基准墙高温电磁铁4高温电磁铁位于所有螺旋辊2的同一侧且与驱动电机高温电磁铁I高温电磁铁成对立位置；在运行的过程中，待切割钢板沿着基准墙高温电磁铁4高温电磁铁前进，依靠基准墙高温电磁铁4高温电磁铁防止待切割钢板跑偏；高温电磁铁高温电磁铁3高温电磁铁固定在液压升降装置高温电磁铁6高温电磁铁上，通过液压升降装置高温电磁铁6高温电磁铁的来调节高温电磁铁高温电磁铁3高温电磁铁的励磁位置；当待切割钢板到达指定切割位置时，高温电磁铁高温电磁铁3高温电磁铁通电吸住待切割钢板，保证待切割钢板的固定；定尺剪高温电磁铁5高温电磁铁继而对待切割钢板进行切割加工；切割完毕后，高温电磁铁3断电退磁释放待切割钢板，待切割钢板继通过螺旋辊运走。高温电磁铁高温电磁铁3高温电磁铁采用三层不导磁托板高温电磁铁7高温电磁铁，下方填充隔热物质形成隔热层高温电磁铁8高温电磁铁，上方设置风道高温电磁铁9高温电磁铁。
[0010]磁力对中高温电磁铁系统的电路部分由三相交流电源、Tl变压器、T2控制变压器、主回路整流装置、反向去磁回路、远程集控/现场手动操作控制、吸放料电控电路、蓄电池组、以及高温电磁铁设备组成，通过对高温电磁铁线圈中通断电来控制其吸放料。
[0011]其中，放料时利用高频通断器件IGBT模块以及反向去磁回路保障断电时线圈巨大反向电动势不致于击穿控制元器件以及高温电磁铁高温电磁铁3高温电磁铁的线圈。主回路整流装置包括三相交流电源、断路器QF1、缺相继电器KA1、欠压过压继电器KV1、变压器TI，交流接触器KMl (Kl)、整流模块、续流二极管、分流器RSI，直流接触器KM4、交流接触器KM5 (K1)、高温电磁铁、蓄电池、电压表PV1、电流表PA1。反向去磁回路由变压器Tl、交流接触器KM2 (K2)、、单相整流桥DE1、交流接触器KM3 (K2)、电阻R、高频通断器件IGBT模块、无感电容C2组成。
[0012]此外，磁力对中高温电磁铁系统具备集控系统，可根据现场钢材尺寸情况选择单组运行或者多组运行。
[0013]本发明的系统中的高温电磁铁特殊结构保证在高温状态下稳定运行，励磁平稳波动极小，吸放料安全快速，并且可以集成控制，将板材固定环节集成到整个切割系统中，同时可结合现场情况调节响应时间，真正实现现场无人工辅助作业的机电一体化。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]附图1是本发明的结构示意主视图；
[0015]附图2是本发明的结构示意剖视图；
[0016]附图3是高温电磁铁的结构示意图；
[0017]附图4是高温电磁铁局部区域放大示意图；
[0018]附图5是本发明的电路结构功能框图；
[0019]附图6是本发明的主回路及反向去磁电气原理图；
[0020]附图7是本发明的控制回路电气原理图；
[0021]附图8是本发明的远程集控功能电气控制图。【具体实施方式】
[0022]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
[0023]本发明所涉及的高温电磁铁的高温范围为100摄氏度至600摄氏度，高温电磁铁为高频高温电磁铁。
[0024]参考图1 一 2，如图所示的磁力对中高温电磁铁系统主要由驱动电机1、螺旋辊2、高温电磁铁3、基准墙4、定尺剪5和液压升降装置6组成。其中，每一个螺旋辊的侧面都配备一个驱动电机I。驱动电机I用于驱动螺旋辊2的运转；板材放置于螺旋辊2上，螺旋辊2运转起来，带动其上面的板材向定尺剪5运行；基准墙4位于所有螺旋辊2的同一侧(与驱动电机I成对立位置)，在运行的过程中，板材沿着基准墙4前进，依靠基准墙4防止板材跑偏；高温电磁铁3固定在液压升降装置6上，磁力对中高温电磁铁系统可通过升降装置6的来调节高温电磁铁3的励磁位置。当到达指定切割位置时，高温电磁铁3通电吸住板材，保证板材的固定；定尺剪5继而对板材进行切割加工；切割完毕后，高温电磁铁3断电退磁释放板材，板材继而通过螺旋辊运走。保证板材的固定当板材需切割时,高温电磁铁3瞬间励磁，吸住待切割钢板，将待切割钢板完全固定，受力均匀，不会损坏螺旋辊等设备。省时省空间，极大程度提高了生产效率与安全系数。
[0025]进一步地，螺旋辊2等间距排列，通过驱动电机I驱动，以相同方向运行。基准墙4位于螺旋辊的一侧，使得螺旋辊2上的待切割钢板可沿着基准墙4运行。相邻两个螺旋辊
2之间，放置高温电磁铁3。高温电磁铁3磁极向上，下方固定于液压升降装置6，根据钢材厚度和现场高度，高温电磁铁通过液压升降装置6调节到恰当位置。定尺剪5固定于螺旋辊2运行方向的前方，其位置的固定确保了所需待切割钢板长度。当待切割钢板传送到定尺剪5处，高温电磁铁3上电励磁，瞬间吸住待切割钢板，待切割钢板受力均匀且完全固定，继而定尺剪5对其进行切割。切割完毕后，高温电磁铁3失电快速退磁，切好的待切割钢板再通过螺旋辊2运送至别处。
[0026]参考图3 - 4，高温电磁铁3采用三层不导磁托板7，下方填充隔热物质形成隔热层8，隔离高温待切割钢板带来的热辐射；上方形成风道9，上层风道便于线圈自身的散热，有效保护高温电磁铁3。该结构既保证了高温物料辐射的热量不影响到高温电磁铁3本身，又能保证高温电磁铁3自身产生的热量及时地散发出去，该特征使得设备在高温环境下可以稳定运行。
[0027]如图5所示，磁力对中高温电磁铁系统的电路部分主要由三相交流电源、Tl变压器、T2控制变压器、主回路整流装置、反向去磁回路、远程集控/现场手动操作控制、吸放料电控电路、蓄电池组以及高温电磁铁设备共同组成。三相交流电源接入电路后，同时经过Tl变压器、T2控制变压器进行电压处理。TI变压后，进入主回路整流环节，整流后为高温电磁铁供电，以保证高温电磁铁吸料时具有稳定磁场；T1附有一组单相变压，变压后接入反向去磁回路，继而反向并接入高温电磁铁两端，以保证高温电磁铁快速放料。Tl变压同时，T2控制变压器也进行电压处理，其输出接入远程集控/现场手动操作控制功能的电控部分、以及吸放料电控电路，同时，蓄电池组为高温电磁铁的安全性带来了保障，当现场断电时，蓄电池组开始工作，为高温电磁铁继续供电，保证物料不会掉落。通过对高温电磁铁线圈中通断电来控制其吸放料。采用合理的电路设计，保证了高温电磁铁励磁平稳迅速。高温电磁铁磁场足够强，且吸放料平稳、迅速，保障了待切割钢板可以完全固定且受力均匀。放料时利用高频通断器件IGBT模块以及反向去磁回路，有效保障了断电时线圈巨大反向电动势不致于击穿控制元器件以及高温电磁铁的线圈，且退磁快、能耗低，这种有效的保护措施极大程度的提高了设备的可靠性，也降低了成本。
[0028]如图6所示，磁力对中高温电磁铁系统的主回路为:三相交流电源进入，接入断路器QFl后，接入缺相继电器KAl。之后接入变压器Tl，变压器Tl分两路变压，一路通过交流接触器主触点KMl (Kl)接入到整流模块，期间接入欠压过压继电器KV1。整流后的正极接入续流二极管的负极、分流器RS1，以及直流接触器主触点KM4。整流后的负极接入续流二极管的正极、交流接触器主触点KM5 (K1)。高温电磁铁一端接到分流器RS1、一端接入到交流接触器主触点KM5 (Kl)上，同时接到直流接触器主触点KM4。蓄电池的正负极与整流模块的正负极相对应，并联接入到两个直流接触器主触点KM4上，再并接一个电压表PVl。电流表并联分流器RSI。
[0029]磁力对中高温电磁铁系统的反向去磁回路为:变压器Tl另一路单相变压(out A、out B)，接入到交流接触器KM2 (K2)主触点上(in A、in B)，经过DEl单相整流后，DEl输出的正极串接交流接触器KM3 (K2)主触点，之后串接电阻R2，R2另一端接入IGBT模块的IN端，IGBT模块的OUT端接入续流二极管正极。IGBT模块并联无感电容C2与交流接触器主触点KM5 (Kl)0
[0030]如图7所示，磁力对中高温电磁铁系统的控制回路为:单相电压先经过控制变压器T2进行降压处理，得到220VAC后为各个继电器的线圈以及指示告警作为电源供电。缺相继电器KAl的常开触点接到告警装置YB1，整体并联于220VAC上。同样，欠压过压继电器KVl的常开触点接到告警装置YB2，整体并联于220VAC上。继而串接启动开关SA1，之后时间继电器KT2的常开触点接到交流接触器KM3线圈和时间继电器KT3线圈上，整体并联于220VAC上。吸放料档位切换开关SA2，放料开关串接交流接触器KMl常闭触点，继续串接交流接触器KM5常闭触点，之后时间继电器KTl的常开触点接到交流接触器KM2线圈和时间继电器KT2线圈上，整体并联于220VAC上。吸料开关串接交流接触器KM2常闭触点，继续串接时间继电器KT3的常闭触点。之后接入交流接触器KM5线圈上，交流接触器KM5线圈同交流接触器KM5常开触点与交流接触器KMl时间继电器KTl线圈的回路进行并联。蓄电池组直流侧一端接入直流接触器KM4常开触点，继而串接告警装置YB3，整体并联于蓄电池组上。之后串接启动开关SA1，以及吸料开关SA2，串联缺相继电器KAl的常闭触点后，接入直流接触器KM4的线圈上，整体并联于蓄电池组上。其中，串联缺相继电器KAl的常闭触点同压过压继电器KVl的常闭触点并联。
[0031]这种设计使得在吸料过程中保证了励磁时间短、场强足够且恒定，不仅保证了定位准确性，还可以牢固吸住待切割钢板，不会由于吸力不足造成待切割钢板上翘活动的情况。放料过程中，电感线圈在断电瞬间产生巨大反向电压,此时IGBT模块微秒级瞬时导通，释放该能量，保证停电瞬间不会烧毁线圈以及控制器件的触点，极大程度改善了控制柜打火拉弧情况。继而，反向去磁回路为线圈提供低压反向电压，以加快线圈退磁，从而保证了待切割钢板切割完毕后迅速归位。该过程节约了时间与现场空间，保护了托运装置，节约了人工，极大程度提高了生产效率。
[0032]此外，磁力对中高温电磁铁系统具备远程集控系统，可根据现场钢材尺寸情况选择单组运行或者多组运行。通过远程控制实现现场待切割钢板切割过程，并且结合切割情况、运送速率来调节集控系统的控制时间，以保证现场运行连贯性。集控系统彻底摆脱了现场人工辅助，增加了现场安全性，且易维护。
[0033]远程集控应用于现场物料尺寸一致，根据现场运行情况以及切割时间的估算，可以调节远程集控的响应时间，进而摆脱人工反复操作。同控制回路一样，变压后220VAC供电，远程集控点动常开开关SI与交流接触器Kl常开触点、以及时间继电器TM2常开触点共同并接，之后串入交流接触器K2常闭触点、时间继电器TMl常闭触点、交流接触器K3常开触点，最后串联交流接触器Kl线圈。交流接触器Kl常开触点与时间继电器TMl线圈串联，整体并联于电源两端。现场手动操作点动常闭开关S2与交流接触器K3常开触点串联，整体并联远程集控点动常开开关SI两端，再串入交流接触器K3线圈。交流接触器Kl常闭触点与时间继电器TM2常闭触点串联，继而串接交流接触器K3常开触点、交流接触器K2线圈，整体并联于电源两端。交流接触器K2常开触点与时间继电器TM2线圈串联，整体并联于电源两端(详见图8)。该电路实现了远程集控时，高温电磁铁自动吸放料，无需人工辅助的特点。
[0034]进一步地，可根据现场情况来选择单组运行或者多组运行。本发明具有集成控制系统，在操作盒上设置有现场/集控转换开关，当转到集控档时，操作者即可在中央控制室完成高温电磁铁3的启停控制，高温电磁铁3的集控系统同样可结合切割情况、运送速率来调节响应时间，并且，集控系统配有吸料、放料、报警、故障、缺相、欠压等反馈信号，不仅保证切割待切割钢板过程的整体连贯性，也可以实时监控设备运行状态，彻底摆脱现场人工辅助作业，实现机电一体化，有效的节约了资源和人力，大大提高了生产效率，现场安全性也得到了保障，高温电磁铁3结构简单、科学合理的设计保证其耐用性，同时便于维护和推广。
[0035]有益.效果
[0036]相比较于现有技术，本发明的高温电磁铁创新设计采用三层不导磁托板形成隔热层与风道使其可在高温环境中稳定运行。而且线圈在制作工艺以及电气线路设计上都有所改进。高温电磁铁线圈采用双玻璃丝包漆包扁铝线作为高温电磁铁线圈材质，纯铁作为绕线铁芯，绕制后再通过真空灌注。这就保证了在通有相同电流的情况下，本发明中的高温电磁铁迅速励磁到预设值，且磁场足强，波动极小，确保定位精确度和牢固性。特殊电气设计，在原有的变压整流电路的基础上，增加反向去磁回路以及IGBT高频通断器件，保证了在切割完毕释放待切割钢板时，利用IGBT高频通断器件作为能量释放核心，再辅助反向去磁回路加速退磁速度，确保瞬时放料，节能节时，便于维护，提升效率，这就解决了第一个工业难题。
[0037]本发明还具备特殊集控系统，可根据现场情况来选择单组运行或者多组运行。远程集控信号接入到中央集控室，可以远程控制高温电磁铁的启停。集控系统同样可结合现场情况进行调节，保证切割待切割钢板过程的整体连贯性，彻底摆脱现场人工辅助作业，实现机电一体化。因此，第二个工业难题也得以解决。[0038]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。
【权利要求】
1.一种磁力对中高温电磁铁系统，其特征在于，所述系统包括螺旋辊、基准墙、液压升降装置、定尺剪和高温电磁铁，高温电磁铁由高温电磁铁线圈构成，根据高温电磁铁线圈内部电流的有无来控制待切割钢板的吸放状态，结合待切割钢板厚度和现场高度，高温电磁铁通过液压升降装置固定恰当位置；当待切割钢板需切割时，高温电磁铁瞬间励磁，吸住待切割钢板，将待切割钢板完全固定。
2.根据权利要求1所述的磁力对中高温电磁铁系统,其特征在于,磁力对中高温电磁铁系统另外包括驱动电机(I )，每一个螺旋辊的侧面都配备一个驱动电机(I )，驱动电机(I)用于驱动螺旋辊(2 )的运转；待切割钢板放置于螺旋辊(2 )上，螺旋辊(2 )运转起来，带动其上面的待切割钢板向定尺剪(5)运行；基准墙(4)位于所有螺旋辊2的同一侧且与驱动电机(I)成对立位置；在运行的过程中，待切割钢板沿着基准墙(4)前进，依靠基准墙(4)防止待切割钢板跑偏；高温电磁铁(3)固定在液压升降装置(6)上，通过液压升降装置(6)的来调节高温电磁铁(3)的励磁位置；当待切割钢板到达指定切割位置时，高温电磁铁(3)通电吸住待切割钢板，保证待切割钢板的固定；定尺剪(5)继而对待切割钢板进行切割加工；切割完毕后，高温电磁铁3断电退磁释放待切割钢板，待切割钢板继通过螺旋辊运走。
3.根据权利要求2所述的磁力对中高温电磁铁系统，其特征在于，高温电磁铁(3)采用三层不导磁托板(7 )，下方填充隔热物质形成隔热层(8 )，上方设置风道(9 )。
4.根据权利要求1所述的磁力对中高温电磁铁系统，其特征在于，电路部分由三相交流电源、Tl变压器、T2控制变压器、主回路整流装置、反向去磁回路、远程集控/现场手动操作控制、吸放料电控电路、蓄电池组、以及高温电磁铁设备组成，通过对高温电磁铁线圈中通断电来控制其吸放料。
5.根据权利要求4所述的磁力对中高温电磁铁系统，其特征在于，放料时利用高频通断器件IGBT模块以及反向去磁回路保障断电时线圈巨大反向电动势不致于击穿控制元器件以及高温电磁铁(3)的线圈。
6.根据权利要求4所述的磁力对中高温电磁铁系统，其特征在于，磁力对中高温电磁铁系统的主回路包括三相交流电源、断路器QF1、缺相继电器KA1、欠压过压继电器KV1、变压器Tl，交流接触器KMl (Kl)、整流模块、续流二极管、分流器RSl，直流接触器KM4、交流接触器KM5 (Kl),高温电磁铁、蓄电池、电压表PVl、电流表PAl。
7.根据权利要求4所述的磁力对中高温电磁铁系统，其特征在于，反向去磁回路由变压器Tl、交流接触器KM2 (K2)、、单相整流桥DEl、交流接触器KM3 (K2)、电阻R、高频通断器件IGBT模块、无感电容C2组成。
8.根据权利要求1所述的磁力对中高温电磁铁系统,其特征在于,磁力对中高温电磁铁系统具备集控系统，可根据现场钢材尺寸情况选择单组运行或者多组运行。
【文档编号】B21D43/08GK103861966SQ201410103219
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】张承臣, 徐家林, 史玉林, 张小琳, 纪常付 申请人:沈阳隆基电磁科技股份有限公司