CN102888505B - 一种加热炉内板坯检测的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种加热炉内板坯检测的控制方法，用于加热炉上生产极限薄坯，如120mm厚度坯使用，包括下述步骤：(1)出钢准备；(2)设置120mm板坯厚度控制，如是，则出炉激光检测到信号，进入(3)，如否，则进入下述(5)；(3)出炉激光检测是否有脉冲，如是，则进入(4)，如否，则等待；(4)出炉激光信号保持；(5)出钢条件是否满足，如是，则进入(6)，如否，则等待；(6)出钢机动作；(7)出钢是否完成，如是，则进入(8)，如否，则返回(6)；(8)出炉激光信号复位。采用本发明的加热炉内板坯检测的控制方法，未发生超出激光检测区间，确保设备安全运行，提高了生产效率。(以下所有120mm厚度板坯规格仅指宝钢厚板的加热实际情况，具体其他同类企业可根据实际生产工艺要求任意整定)。

Description

一种加热炉内板坯检测的控制方法

技术领域

本发明涉及冶金加热炉内板坯的控制方法，具体地，本发明涉及一种各类厚板加热炉中所使用的出料侧激光检测器的控制方法，所述方法为对于冶金系统的作为厚板轧机工程步进式加热炉炉内激光检测方法的改进。

背景技术

在冶金加热炉领域，厚板加热炉作为厚板轧机的第一道工序，居于十分重要的地位，其工作正常与否，直接影响轧机效率及板坯质量。与之有关地，厚板加热炉出料侧的激光检测控制系统在整个加热炉生产过程中十分重要，其控制的好坏直接影响到加热炉正常出钢生产节奏，该控制信号参与PLC系统与过程控制系统联锁。

通常，厚板的加热炉为双排布料，为满足对两排料的分别检测，炉内激光器必须倾斜交叉安装。如图1所示，炉内激光检测器的发射器发射一激光束，经炉墙两侧窥视孔被加热炉另外一侧的接收器接收。同时，图示的钢坯经炉前核对、称重、布料后入炉，再经步进梁活动梁作往复矩形运动，搬运至出钢侧，以便出钢。

如下图2所示：

注：图中1所示为：加热炉步进梁，它是由活动梁2和固定梁3组成。在每座炉子里有2座独立的步进梁结构。步进梁的活动梁，它是由液压站提供液压动力。

板坯在加热炉内移动是通过固定梁和载有板坯的步进活动梁进行的，如上图3所示，步进活动梁相对于固定梁作周期动作。如图4所示，步进活动梁通过升降油缸驱动整体上升到位后，再通过平移油缸驱动前进，然后通过升降油缸驱动下降，最后通过平移油缸驱动后退。步进梁完成一次循环，也就是炉内板坯完成了一次定距离的搬运过程，通过往复“矩形”轨迹运动，将入炉板坯一步步“搬运”至出炉侧。其中，每次上升的高度为200mm，也即高于固定梁面100mm(每一次循环中)前进的行程为600mm。

图中3所示为步进梁的固定梁，它是初建炉子时用耐材砌成的固定结构，其框架上装由耐高温的锯齿状的垫铁。板坯入炉后按照一定布料方式，存放在步进梁的固定梁垫铁上，再经活动梁“搬运”。另外，设计中固定梁的高度比活动梁高出100mm。

图中4、5组成了出料侧激光检测器信号检测系统，它包括：由固定安装在炉体上激光发射器发射光源，经窥视孔到对面窥视孔处固定安装在炉体上的检测器接收装置。图中4、5交叉设置，每座炉子出料侧有2套，当炉内板坯“搬运”至此，挡住了光源，(该信号检测系统)输出一信号到PLC，认为该坯已到出料侧，等待出钢。

在PLC系统中，该控制信号参与步进梁动作联锁，当步进梁活动梁动作，板坯遮住激光源时，完成一次循环后停止动作，等待出钢，同时该信号参与过程控制中炉内板坯位置跟踪。

另外，厚板步进加热炉采用了双排布料方式和全箱型结构，采用侧烧嘴和顶部烧嘴供热，分为8个控制段。在炉型结构和外形上与热轧带钢加热炉相似，其中同样也是出料侧的加热段温度为最高。

以往激光控制系统工作如下：

(1)炉内板坯经步进梁“搬运”至出料侧，遮住激光信号(该激光信号遮住的动作是在自动模式下出钢的必不可少、用于自动检测板坯是否被搬运到炉门口位置的动作)，同时输出一信号至PLC控制系统；

(2)在以往的自动模式下，根据此信号参与步进梁动作流程联锁，也即当步进梁控制系统收到此实时信号，走完当时的一次循环后停止动作；反之，当此信号突然消失，步进梁又开始继续动作，开始下一次循环。(对于在固定梁上垫铁有磨损缺陷的情况下，在极薄厚板，例如，120mm厚度薄坯(120mm厚度的薄坯属于宝钢厚板加热炉中最薄板)生产时，有可能板坯超出激光检测区间，此时有很大安全隐患)

(3)等待出钢条件满足后，出钢机动作开始自动出钢。

(4)然而，根据现有技术，在实际过程中，炉子内出料侧区域在长期连续的高温下，固定梁上的垫铁高度有磨损，且部分垫铁有丢落，导致存放在该区域的固定梁上的板坯实际高度偏低。另外，炉子内遇到生产规格为120mm厚度的最薄板坯时，常发生板坯被“搬运”到激光检测区域时，当步进梁的活动梁将板坯托起上升过程中，激光检测到该类坯，激光接通，再当前进后下降时，又“逃脱了”激光的检测“区间”。此时，操作人员未及时发现，而步进梁在自动模式下继续动向前，炉内的板坯将被“搬运”至炉外而撞上出料炉门或掉入炉膛内，由此，往往导致严重后果。

由于炉子是连续式生产，一般情况下，一年内仅有1-2次炉修安排，遇上述问题时，由于炉膛内高温而无法及时修复。

厚板加热炉引用了国内外热轧加热炉通用的出料侧激光控制方法。如何在厚板加热炉实际生产中，确保厚度规格小。例如120mm薄板厚度的安全生产，是一个急待解决的问题。

发明内容

为克服上述问题，本发明提供一种加热炉内板坯检测的控制方法，所述加热炉内板坯检测的控制方法应用在厚板加热炉PLC控制系统中，通过对检测信号控制思路、步进梁动作、出钢动作过程及相互联系分析与研究，增加薄板(如120mm-130mm)厚度坯激光控制生产模式，从而保证设备安全生产，提高了生产节奏。

本发明的技术方案要点在于：

炉内板坯经步进梁“搬运”至出料侧，遮住激光信号，同时输出一信号至PLC控制系统；在自动模式下，根据此信号参与步进梁动作流程联锁，也即当步进梁控制系统收到此实时信号，走完当时的一次循环后停止动作；反之，当此信号突然消失，步进梁又开始继续动作，开始下一次循环。(对于在固定梁上垫铁有磨损缺陷的情况下，小厚度薄坯生产时，有可能是板坯超出激光检测区间，此时有很大安全隐患)；等待出钢条件满足后，出钢机动作开始自动出钢。

发明人注意到：步进梁活动梁上升过程中，板坯必能遮住激光信号，可以将此信号保持，以优化操作流程，从而可达到本发明的控制目的。

通常，步进梁活动梁的垫铁高度为100mm，尽管该区域垫铁全部脱落，活动梁在上升过程(上升到位时高出固定梁100mm)，也就相当于活动梁的垫铁完好状态，在激光正常检测区间。

本发明的加热炉内板坯检测的控制方法技术方案如下：

一种加热炉内板坯检测的控制方法，所述加热炉内板坯检测的控制方法应用在厚板加热炉PLC控制系统中，用于对较薄板坯的检测，包括下述步骤：

(1)出钢准备，即指出钢机执行结构在停留在起始位置，出钢机驱动设备电机在送电状态、出料炉门在关闭位置，同时输出一信号至PLC控制系统；

(2)是否设置较薄板坯厚度控制？如是，则出炉激光检测到信号，进入(3)，如否，则进入下述(5)；

(3)出炉激光检测是否有脉冲，如是，则进入(4)，如否，则等待炉内板坯经步进梁“搬运”至出料侧，遮住激光信号；

(4)出炉激光信号保持，即指PLC程序标准模块中“记忆性触发器”模块保持信号；

(5)出钢条件是否满足，即，是否出钢机在起始位置，驱动设备状态正常，步进梁一次循环动作完毕在原始位置，激光被炉内板坯遮住？如是，则进入(6)，如否，则等待出钢条件满足；

(6)出钢机动作，即出钢机从起始位置开始前行、同时出料炉门自动打开；

(7)出钢是否完成，如是，则进入(8)，如否，则返回(6)，

(8)出炉激光信号复位(清零)。

通常，炉内板坯经步进梁“搬运”至出料侧(出料侧即出钢侧)，遮住激光信号，同时输出一信号至PLC控制系统。

在自动模式下，根据此信号参与步进梁动作流程联锁，也即当步进梁控制系统收到此信号，走完当时的一次循环(一次循环是指步进梁先上升动作再前进动作然后下降最后后退回到原始位置)后停止动作。

反之，当此信号突然消失，步进梁又开始继续动作，开始下一次循环。

根据本发明的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：在控制系统操作画面上，设置较薄厚度模式操作对话窗口，根据生产计划输入厚度数据信息。

根据本发明的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：步进梁在动作中，运行到出料侧的炉内加热板坯，遮住了激光信号时，将此信号一直保持，并封锁步进梁动作。

根据本发明的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：等待出钢条件满足，即指出钢机在起始位置，驱动设备状态正常，步进梁一次循环动作完毕在原始位置，激光被炉内板坯遮住)后，出钢机动作开始自动出钢。

上述自动出钢即指，出钢机从原始位置开始前进动作，同时出料炉门自动打开，当前进到目标位置后开始上升托起炉内板坯后再后退到原始位置，再下降将托起的板坯放在出料辊道上即完成。

根据本发明的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：在出钢完成后，将保持的激光信号复位。

激光信号复位即清零，指出钢完成后输出一信号，将保持的激光信号清零，恢复初始状态。

根据本发明的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：板坯由存放在步进梁的固定梁垫铁上，所述固定梁的高度比活动梁高出100mm-150mm。

根据本发明的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：

厚板的加热炉为双排布料，为满足对两排料的分别检测，炉内激光器必须倾斜交叉安装。

根据本发明的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：所述薄板板坯厚度为120mm-130mm。

加热炉出料侧激光控制分析

厚板的生产具有批量少、坯料较短、品种规格多的特点，相应的加热板坯的品种多、厚度变化频繁(规格为120mm～400mm)、出炉温度的变化范围大等特点。因此，生产操作难度要更大、更复杂。

根据对原激光信号控制系统分析，在自动模式下，它所涉及到步进梁动作、出钢机行程计算等相互逻辑关系，以及实际生产遇到的问题(120mm厚度坯)。

根据本发明的一种加热炉内板坯检测的控制方法，用于加热炉上生产极限薄坯，如120mm-130mm，或120mm厚度坯使用，未发生超出激光检测区间，确保设备安全运行，提高了生产效率。

附图说明

图1所示为炉内激光器安装示意图。

图2，3分别为加热炉步进梁活动梁结构示意图。

图4所示为步进梁一次循环动作示意图。

图5所示为原激光信号控制流程图。

图6所示为本发明控制流程图。

图7所示为本发明控制程序框图。

图中，1为热炉步进梁，2为活动梁，3为固定梁，4为激光发射器，5为激光接收器，6为升降机构，7板坯，8为平移缸，9为升降缸。

具体实施方式

以下，参照附图，进一步详细说明本发明的加热炉内板坯检测的控制方法。

实施例1

在宝钢宽厚板加热炉上实施，具体实施过程如下：

(1)在出钢准备中，操作人员根据生产计划，对板坯厚度信息跟踪。

(2)选择操作画面上，“120mm厚度模式控制”做好在操作画面“厚度控制设定”上输入“120MM”，PLC接收到厚度设定。

(3)激光检测器，该检测器发射端采用半导体激光器作光源，经调制后发出一束红色激光，接收端接收到光源后，经光电管接收转变成电信号，由电路放大处理，输出一控制信号。此时，接收端装置电源和信号指示灯均为绿色，当板坯在步进粱活动粱上被托起上升位或前进过程中，遮住激光光源时，此时接收端检测器无光源接收到，输出控制信号高电平输出，经现场I/O站采集，送到PLC控制程序。

(4)在步进梁自动模式下，将上述(3)采集的激光信号，新的控制方法，在程序里保持处理，原有控制技术是脉冲式实时信号，存在安全隐患。

(5)等待步进粱活动粱在完成一次循环后停止动作，等待出钢条件满足后，操作人员下达出钢指令。

(6)当此次自动出钢完成后，将保持的激光信号自动复位，方便了生产，加快了生产节奏，再开始下一次出钢准备中。

根据本发明的一种加热炉内板坯检测的控制方法，用于加热炉上生产极限薄坯，如宝钢厚板加热生产120mm厚度坯使用，未发生超出激光检测区间，确保设备安全运行，提高了生产效率。

Claims (7)

1.一种加热炉内板坯检测的控制方法，所述加热炉内板坯检测的控制方法应用在厚板加热炉PLC控制系统中，用于对薄板板坯的检测，其特征在于，包括下述步骤： 

（1）出钢准备，即是指出钢机执行结构在停留在起始位置，出钢机驱动设备电机在送电状态、出料炉门在关闭位置，同时输出一信号至PLC控制系统， 

（2）是否设置薄板板坯厚度控制，如是，则出炉激光检测到信号，进入（3），如否，则进入下述（5）， 

（3）出炉激光检测是否有脉冲，如是，则进入（4），如否，则等待炉内板坯经步进梁搬运至出料侧，遮住激光信号, 

（4）出炉激光信号保持，即指PLC程序标准模块中记忆性触发器模块保持信号, 

（5）出钢条件是否满足，即指出钢机是否在起始位置、驱动设备状态是否正常、步进梁一次循环动作是否完毕在原始位置、激光是否被炉内板坯遮住，如是，则进入（6），如否，则等待出钢条件满足， 

（6）出钢机动作，即出钢机从起始位置开始前行、同时出料炉门自动打开， 

（7）出钢是否完成，如是，则进入（8），如否，则返回（6）， 

（8）出炉激光信号复位，清零， 

所述薄板板坯存放在步进梁的固定梁垫铁上，所述固定梁的高度比活动梁高出100mm－150mm。 

2.如权利要求1所述的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：在控制系统操作画面上，设置薄板板坯厚度模式操作对话窗口，根据生产计划输入厚度数据信息。 

3.如权利要求1所述的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：步进梁在动作中，运行到出料侧的炉内加热板坯，遮住了激光信号时，将此信号一直保持，即利用PLC程序标准模块中记忆性触发器模块先将激光输入信号置位保持，并封锁步进梁动作。 

4.如权利要求1所述的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：等待出钢条件满足，是否出钢机动作开始自动出钢。

5.如权利要求1所述的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：在 出钢完成后，将保持的激光信号复位，即指出钢完成后输出一信号，将保持的激光信号清零，恢复初始状态。 

6.如权利要求1所述的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：厚板的加热炉为双排布料，为满足对两排料的分别检测，炉内激光器必须倾斜交叉安装。 

7.如权利要求1所述的一种加热炉内板坯检测的控制方法，其特征在于：所述薄板板坯厚度为120-130mm。 

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