[发明专利]成型碳块在线监测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝行业碳素成型工艺，特别是一种成型碳块体积密度的在线监测方法及其装置。

背景技术

铝行业碳素成型车间的生产流水线，设置有环型设置的悬链，在悬链的一侧和下方分别设置有碳块成型机和冷却水池，碳块成型机用于碳块的生产成型，冷却水池用于对碳块的冷却，托盘小车设置在悬链上，绕悬链循环运动，托盘小车用于装载碳块，在冷却水池上方的一段悬链轨道高度较低，托盘小车运行到这段悬链时，轨道高度降低，就能够将碳块浸入冷却水池中冷却。

传统铝行业碳素成型车间生产出的碳块产品内在质量的好坏在成型只有通过碳块成型机检测高度和重量后再由程序计算出体积密度的唯一方式来判断，但因为这种方式中高度和重量的检测系统任何一个有了问题都会不能及时发现而生产出批量废品。

为解决这一问题，现有两种方法，一是增加一台台秤，对出冷却水池进入输送线碳块进行抽样，在输送线上人工使用电动葫芦吊起放到台秤上进行称重和测高，计算出体积密度，判定碳块是否合格和检验成型机体积密度检测系统是否准确，但这种方式存在以下问题：1、碳块冷却水池存块量一般在80-100块左右，如果成型机测量系统出现故障，必须等待碳块从冷却水池出来后才能抽样检测出碳块质量不合格，而这时成型机已经生产出80-100块废品，这种数量的批量废品是绝对不允许的，因此滞后是该种方式的致命弱点，不能快速调整，产生较多废块；2、通常情况下每隔10块进行抽样人工检测，每次检测时间需要2-3分钟，这样每班需要在该点设置岗位或通过其它岗位增加工作量加大劳动强度方式来解决，增加了人力成本；3、人工检测误差大。另一种是在碳块推出成型机过度平台上增加一套自动检测重量和高度设备，通过自动检测及时判定碳块是否合格和检验成型机体积密度检测系统是否准确，这种方式存在的问题是：1、称重时必然要对高温碳块局部顶升受力，容易产生裂纹、缺陷等废品；2、因为工艺线的设计原因，检测重量只能放在成型机碳块推出线上，推出过程中有一个较大的水平力作用在称重传感器上，称重传感器频繁被损坏。这两种监测系统都不能有效的检测成型碳块体积密度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效检测成型碳块体积密度的成型碳块在线监测方法及其装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：成型碳块在线监测方法，包括如下步骤：

a、求得无碳块状态下托盘小车的质量m₀和浸入水中的体积v₀；

b、利用称重轨道衡称出托盘小车和碳块在空气中的总重量m₁；

c、利用称重轨道衡称出碳块浸入水中时托盘小车和碳块的总重量m₂；

d、利用测得的数据计算出碳块的质量、体积和密度；

e、利用监测参数及公式开发碳块在线监测程序，程序包括显示程序、控制程序、历史数据记录保存程序。

上述成型碳块在线监测方法中计算碳块的体积和密度的公式为：

碳块质量m

m＝m₁-m₀

碳块体积v

根据F_浮＝m₁g-m₂g＝ρ_水g(v+v₀)

推算出v＝(m₁-m₂-ρ_水v₀)/ρ_水

因在标准状态下ρ_水＝1g/cm³

则v＝m₁-m₂-v₀

碳块的密度为ρ

ρ＝m/v＝(m₁-m₀)/(m₁-m₂-v₀)

通过对在空气中的称重轨道衡及空托盘整体去皮，校准为零点，这样称出的碳块重量为碳块净重，因此密度公式中的m₁-m₀就可以简化为m₁

碳块冷却水池水位控制在同一水平面可以保证v₀不变化，通过对水上的称重轨道衡及水中浸泡的空托盘整体去皮，校准为零点，这样称出的重量为碳块重量减去碳块所受的浮力的净重，因此密度公式中的-m₂-v₀就可以简化为-m₂。