论文摘要
近年来,由于汽车、通信、电力、交通等行业的发展,免维护蓄电池行业发展迅猛,作为电池板栅用的铅钙系列合金发展十分迅速且需求增加很快。但由于目前圆盘式铸型机铸锭生产技术难以解决铅钙合金造渣严重、铸锭的合金成份不合格的问题,国内铅钙浇注生产仍然采用人工方式。人工浇注生产铅钙合金存在生产效率低、劳动强度大、成本高、产品质量参差不齐的不足,不能满足目前对铅钙合金生产技术的需求。在此背景下,与国内某冶炼企业合作,研制了一套直线铸型机恒容重自动定量浇注系统。本文对该浇注系统的恒容重自动定量浇注系统控制技术进行了研究。为了使研制的自动浇注系统与直线铸型机相匹配,并达到熔体低氧化、锭重精确且在线可调等目标,论文在如下方面开展了研究:1)设计了一个具备与直线铸型机同步运动、一次浇注四锭、锭重精确、熔体箱容重恒定（无回流）等功能的机电气一体化自动浇注系统,与直线铸型机匹配,可实现合金铸锭的高效、优质生产。2)构建了一个以“PLC+变频器”为核心、含熔体称量＼浇模位置检测＼触摸屏输入等多种传感与输入元件的自动浇注控制系统,并开发了相应的控制软件。实现了系统与直线铸型机的同步、锭重精确控制并在线可调等功能。3)对恒容重控制这个难点技术进行了重点分析。建立了控制对象的数学模型,并进行了PID虚拟仿真,获得了控制参数,实现了浇注过程中熔体箱容重（液位）恒定,保证了浇注管出流稳定性。4)对补液控制参量与管内熔体流动特性的关系进行研究。在保证熔体箱容重（液位）恒定、无回流的前提下,为了获得一最佳熔体泵流量,使熔体在输送管路中不凝结,基于Fluent分析软件,对不同熔体泵控制频率下的输液管温度场进行了分析,由此获得了熔体泵变频控制的最佳频率。5)对研制的恒容重自动定量浇注控制系统在工业现场进行了生产试验,实现了与直线铸型机的匹配和合金铸锭的连续自动生产,锭重均匀,在线调节方便、造渣率低,达到了预期目标。该系统的控制技术研究成果对易氧化合金的自动浇注提供了有效途径。