CN103014311B

CN103014311B - 用于防止加热炉炉内掉钢的方法

Info

Publication number: CN103014311B
Application number: CN201210536043.2A
Authority: CN
Inventors: 陈钢; 徐在新; 张三华; 陈荆
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2032-12-11
Also published as: CN103014311A

Abstract

本发明公开了一种用于防止加热炉炉内掉钢的方法，通过计算板坯与炉门相接触时，步进梁需前进的最小周期数N_1min；及计算激光束检测到所述板坯时，所述步进梁需前进的最大周期数N_2max；并在N_2max≤N_1min的条件下，记录所述步进梁前进周期数N，通过比较所述N与所述N_1min数值大小控制所述步进梁运作与关闭，进而控制板坯的前进与停止，最终实现步进式加热炉在工作过程中能够避免板坯与炉门相撞，起到了安全防护作用，同时具有准确度高的特点。

Description

用于防止加热炉炉内掉钢的方法

技术领域

本发明属于安全防护方案设计技术领域，特别涉及一种用于防止加热炉炉内掉钢的方法。

背景技术

在热轧线的步进式加热炉中，与物流相关的主要设备有装钢机、步进梁、抽钢机、激光器、炉门。板坯在炉内的运动依靠步进梁的动作来完成，板坯在炉内的位置由激光器发出的激光束确定安全出炉位置。激光器的安装位置是固定的，可以确保抽钢机能够安全抽出板坯，同时板坯在炉内行走时不会撞上炉门。但是，当炉内激光出现异常而未能检测到板坯时，板坯将可能继续往炉门方向移动，最终撞上炉门，甚至会掉入炉门下的缝隙，导致生产停止，设备损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于防止加热炉炉内掉钢的方法，能够实现在工作过程中避免板坯与炉门相撞。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于防止加热炉炉内掉钢的方法，包括：计算板坯与炉门相接触时，步进梁需前进的最小周期数N_1min；计算激光器检测到所述板坯时，所述步进梁需前进的最大周期数N_2max；将所述N_1min与所述N_2max二者数值关系控制为N_2max≤N_1min；在N_2max≤N_1min的条件下，记录所述步进梁前进周期数N，通过比较所述N与所述N_1min数值大小控制所述步进梁运作与关闭。

进一步地，当N＜N_1min时，所述步进梁运作；当N≥N_1min时，所述步进梁关闭。

进一步地，所述板坯包括：第一板坯、第二板坯；所述第一板坯较所述第二板坯靠近所述炉门；所述N_1min是所述第二板坯与所述炉门相接触时，所述步进梁需前进的最小周期数；所述N_2max是所述激光束检测到所述第二板坯时，所述步进梁需前进的最大周期数。

进一步地，所述N_1min的计算过程包括：测量所述第一板坯与所述第二板坯之间的距离是G；测量所述第一板坯相对于所述激光束的悬出量λ；根据公式L=H+W+G-λ计算所述第二板坯与所述炉门之间的距离是L；根据公式N₁=L/D=（H+W+G-λ）/D计算所述第二板坯与所述炉门相接触时，所述步进梁需前进的周期数N₁；通过调整所述G、所述W及所述λ三者大小计算所述N₁的最小值N_1min；其中，所述W是所述板坯的宽度，所述D是所述步进梁的步距，所述H是所述激光束与所述炉门之间的垂直距离。

进一步地，所述N_2max的计算过程包括：当所述第一板坯被抽出后，根据公式N₂=（W+G-λ）/D计算所述激光束检测到所述第二板坯时，所述步进梁需前进的周期数N₂；通过调整所述G、所述W及所述λ三者大小计算所述N₂的最大值N_2max。

进一步地，所述N_1min的计算公式为：N_1min=（H+W_min+G_min-λ_max）/D;其中，所述W_min是所述W的最小值，所述G_min是所述G的最小值，所述λ_max是所述λ的最大值。

进一步地，所述N_2max的计算公式为：N_2max=（W_max+G_max-λ_min）/D;其中，所述W_max是所述W的最大值，所述G_max是所述G的最大值，所述λ_min是所述λ的最小值。

进一步地，所述N_1min是整数，所述λ_min=0，所述λ_max=D，所述G_min=0。

进一步地，所述N_1min与所述N_2max二者数值关系控制为N_2max≤N_1min具体包括：根据（W_max+G_max-λ_min）/D≤（H+W_min+G_min-λ_max）/D计算得出关系式：W_max-W_min+G_max+λ_max≤H；通过控制所述W_max、G_max、λ_max、-W_min四者之和与所述H数值关系实现N_2max≤N_1min。

进一步地，所述D=600mm，所述W_min=800mm，所述W_max=1450mm，所述λ_max=600，所述H=1600mm，所述G_max=100mm；根据所述公式N_1min=（H+W_min+G_min-λ_max）/D计算得出所述N_1min=3；根据所述公式N_2max=（W_max+G_max-λ_min）/D计算得出所述N_2max=2.6；其中，N_1min＞N_2max，满足二者关系条件；当所述第一板坯被抽出后，所述步进梁前进周期数N分以下几种情况：

S1：所述N=1时，N＜N_1min，则步进梁运作；

S2：所述N=2时，N＜N_1min，则步进梁运作；

S3：所述N≥3时，N≥N_1min，则步进梁关闭。

本发明提供的一种用于防止加热炉炉内掉钢的方法，通过计算板坯与炉门相接触时，步进梁需前进的最小周期数N_1min；及计算激光束检测到所述板坯时，所述步进梁需前进的最大周期数N_2max；并在N_2max≤N_1min的条件下，记录所述步进梁前进周期数N，通过比较所述N与所述N_1min数值大小控制所述步进梁运作与关闭，进而控制板坯的前进与停止，最终实现步进式加热炉在工作过程中能够避免板坯与炉门相撞，起到了安全防护作用，同时具有准确度高的特点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于防止加热炉炉内掉钢的方法在实际应用中工作状态示意图。

图2为本发明实施例提供的一种用于防止加热炉炉内掉钢的方法在实际应用中工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明提供的具体实施方式作进一步详细说明。

参加图1-2,本发明实施例提供的一种用于防止加热炉炉内掉钢的方法，包括如下操作步骤：

步骤1：计算板坯与炉门103相接触时，步进梁需前进的最小周期数N_1min；

步骤2：计算激光器105检测到板坯时，步进梁需前进的最大周期数N_2max；

步骤3：将N_1min与N_2max二者数值关系控制为N_2max≤N_1min；

步骤4：在N_2max≤N_1min的条件下，记录步进梁前进周期数N，通过比较N与N_1min数值大小控制步进梁运作与关闭。

本实施例步骤1中板坯包括：第一板坯101、第二板坯102。其中，第一板坯101较第二板坯102靠近炉门103。并且，N_1min是当第一板坯101被抽钢机抽出后，第二板坯102与炉门103相接触时，步进梁需前进的最小周期数；N_2max是激光器105发出的激光束通过开设在炉璧104上的通孔检测到第二板坯102时，步进梁需前进的最大周期数。

本实施例步骤1中计算最小周期数N_1min的具体计算过程是：

1、测量第一板坯101与第二板坯102之间的距离G；

2、测量第一板坯101相对于激光器105发出的激光束的悬出量λ；

3、根据公式L=H+W+G-λ计算第二板坯102与炉门103之间的距离L；

4、根据公式N₁=L/D=（H+W+G-λ）/D计算第二板坯102与炉门103相接触时，步进梁需前进的周期数N₁；

5、通过调整G、W及λ三者大小计算N₁的最小值N_1min；

其中，W是第一板坯101、第二板坯102的宽度（实际应用中各板坯宽度相同），D是步进梁的步距，H是激光器105发出的激光束与炉门103之间的垂直距离。

本实施例步骤2中最大周期数N_2max的具体计算过程是：

1、当第一板坯101被抽出后，根据公式N₂=（W+G-λ）/D计算激光器105发出的激光束检测到第二板坯102时，步进梁需前进的周期数N₂；

2、通过调整G、W及λ三者大小计算N₂的最大值N_2max。

本实施例中，N_1min的计算公式为：N_1min=（H+W_min+G_min-λ_max）/D。其中，W_min是W的最小值，G_min是G的最小值，λ_max是λ的最大值。

本实施例中，N_2max的计算公式为：N_2max=（W_max+G_max-λ_min）/D。其中，W_max是W的最大值，G_max是G的最大值，λ_min是λ的最小值。

本实施例中，N_1min是整数，λ_min=0，λ_max=D，G_min=0。

本实施例步骤3中比较N_1min与N_2max二者数值大小，并将其数值关系控制为N_2max≤N_1min具体操作方法是：

1、根据（W_max+G_max-λ_min）/D≤（H+W_min+G_min-λ_max）/D计算得出关系式：W_max-W_min+G_max+λ_max≤H；

2、通过控制W_max、G_max、λ_max、-W_min四者之和与H数值关系实现N_2max≤N_1min。

在实际应用中，由于考虑外接操作设备的操作过程，控制N_2max≤N_1min不易调整H数值的大小，因此本实施例通过调整W_max、G_max、λ_max、W_min四者数值大小达到控制目的。

本实施例步骤4中通过比较N与N_1min数值大小控制步进梁运作与关闭具体操作方法是：

1、当N＜N_1min时，控制步进梁运作；

2、当N≥N_1min时，控制步进梁关闭。

参见图2，在实际应用中，根据以上操作方法计算出最小值周期数N_1min后，通过软件程序将操作工艺流程中计数器阈值设定为N_1min，然后按照以下操作步骤进行操作：

步骤S201：当激光器105发出的激光束检测到第一板坯101后，通过抽钢机将第一板坯101抽出；

步骤S202：第一板坯101抽出后，启动步进梁开始带动第二板坯102运作，计数器开始记录步进梁前进周期数N；

步骤S203：若激光器105发出的激光束检测到第二板坯102，则计数器置0，此时抽钢机将第二板坯102抽出，继续按照步骤S202通过步进梁开始对第M板坯（M是大于2的整数）进行操作；

步骤S204：若激光器105发出的激光束未检测到第二板坯102，则计数器根据步进梁前进周期对应加1，此时对计数器记录周期数N与最小周期数N_1min进行比较；

步骤S205：若N＜N_1min，则按照步骤S202继续循环操作；

步骤S206：若N≥N_1min，则控制步进梁停止运作；

步骤S207：通过与步进梁工作状态信息进行传递的HMI报警单元开始报警。

其中，HMI报警单元发出报警信息后，工作人员开始对炉内激光束是否出现异常进行检修。

本实施例中，优选地，D=600mm，W_min=800mm，W_max=1450mm，λ_max=600，H=1600mm，G_max=100mm。根据公式N_1min=（H+W_min+G_min-λ_max）/D计算得出N_1min=3；根据所述公式N_2max=（W_max+G_max-λ_min）/D计算得出N_2max=2.6。N_1min＞N_2max，满足二者关系条件；当第一板坯101被抽出后，步进梁前进周期数N分以下几种情况：

S1：所述N=1时，N＜N_1min，则步进梁运作；

S2：所述N=2时，N＜N_1min，则步进梁运作；

S3：所述N≥3时，N≥N_1min，则步进梁关闭。

本实施例中，计算得出的N_2max=2.6，其数值意义在于：正常情况下，第一板坯101被抽钢机抽出后，步进梁最多在第3个前进周期内，就一定能够使激光器105发出的激光束检测到第二板坯102。控制N_2max≤N_1min意义在于避免出现误报警的情况。例如：若N_2max=5，则表示步进梁最多在第5个前进周期内，就一定能够使激光器105发出的激光束检测到第二板坯102；而N_1min=3，如果步进梁前进第4个周期，激光束才能检测到第二板坯102，则当N=N_1min=3时，此时激光器105发出的激光束并未出现故障，但HMI报警单元会发出报警信息，出现误报警情况。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种用于防止加热炉炉内掉钢的方法，其特征在于，包括：

计算板坯与炉门相接触时，步进梁需前进的最小周期数N_1min；

计算激光器检测到所述板坯时，所述步进梁需前进的最大周期数N_2max；

将所述N_1min与所述N_2max二者数值关系控制为N_2max≤N_1min；

在N_2max≤N_1min的条件下，记录所述步进梁前进周期数N，通过比较所述N与所述N_1min数值大小控制所述步进梁运作与关闭；

当N＜N_1min时，所述步进梁运作；当N≥N_1min时，所述步进梁关闭；

所述板坯包括：第一板坯、第二板坯；所述第一板坯较所述第二板坯靠近所述炉门；所述N_1min是所述第二板坯与所述炉门相接触时，所述步进梁需前进的最小周期数；所述N_2max是所述激光束检测到所述第二板坯时，所述步进梁需前进的最大周期数；

所述N_1min的计算过程包括：测量所述第一板坯与所述第二板坯之间的距离G；测量所述第一板坯相对于所述激光束的悬出量λ；根据公式L=H+W+G-λ计算所述第二板坯与所述炉门之间的距离L；根据公式N₁=L/D=（H+W+G-λ）/D计算所述第二板坯与所述炉门相接触时，所述步进梁需前进的周期数N₁；通过调整所述G、所述W及所述λ三者大小计算所述N₁的最小值N_1min；其中，所述W是所述板坯的宽度，所述D是所述步进梁的步距，所述H是所述激光束与所述炉门之间的垂直距离；

所述N_2max的计算过程包括：当所述第一板坯被抽出后，根据公式N₂=（W+G-λ）/D计算所述激光束检测到所述第二板坯时，所述步进梁需前进的周期数N₂；通过调整所述G、所述W及所述λ三者大小计算所述N₂的最大值N_2max。

2.根据权利要求1所述用于防止加热炉炉内掉钢的方法，其特征在于，所述N_1min的计算公式为：N_1min=（H+W_min+G_min-λ_max）/D;

其中，所述W_min是所述W的最小值，所述G_min是所述G的最小值，所述λ_max是所述λ的最大值。

3.根据权利要求2所述用于防止加热炉炉内掉钢的方法，其特征在于，所述N_2max的计算公式为：N_2max=（W_max+G_max-λ_min）/D;

其中，所述W_max是所述W的最大值，所述G_max是所述G的最大值，所述λ_min是所述λ的最小值。

4.根据权利要求3所述用于防止加热炉炉内掉钢的方法，其特征在于：所述N_1min是整数，所述λ_min=0，所述λ_max=D，所述G_min=0。

5.根据权利要求4所述用于防止加热炉炉内掉钢的方法，其特征在于，所述N_1min与所述N_2max二者数值关系控制为N_2max≤N_1min具体包括：

根据（W_max+G_max-λ_min）/D≤（H+W_min+G_min-λ_max）/D计算得出关系式：W_max-W_min+G_max+D≤H；

通过控制所述W_max、G_max、λ_max、-W_min四者之和与所述H数值关系实现N_2max≤N_1min。

6.根据权利要求5所述用于防止加热炉炉内掉钢的方法，其特征在于：

所述D=600mm，所述W_min=800mm，所述W_max=1450mm，所述λ_max=600，所述H=1600mm，所述G_max=100mm；

根据所述公式N_1min=（H+W_min+G_min-λ_max）/D计算得出所述N_1min=3；

根据所述公式N_2max=（W_max+G_max-λ_min）/D计算得出所述N_2max=2.6；

其中，N_1min＞N_2max，满足二者关系条件；当所述第一板坯被抽出后，所述步进梁前进周期数N分以下几种情况：

S1：所述N=1时，N＜N_1min，则步进梁运作；

S2：所述N=2时，N＜N_1min，则步进梁运作；

S3：所述N≥3时，N≥N_1min，则步进梁关闭。