CN103484651B - 加热炉自动装钢定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加热炉自动装钢定位装置，包括：炉内定位机械连杆、限位开关、挡板和挡板位置保持装置，炉内定位机械连杆包括炉内部分和炉外部分，炉外部分安装限位开关拨动器，挡板设置于炉内部分上并位于钢坯进入加热炉的路径中，钢坯与挡板接触时，挡板驱动炉内部分，并通过炉内部分驱动炉外部分和限位开关拨动器，限位开关拨动器与限位开关连接并驱动限位开关，挡板位置保持装置与炉外部分连接，在挡板未受外力作用时保持挡板位于初始位置。本发明的加热炉自动装钢定位装置可以准确有效的对钢坯进行定位，有效的确定钢坯的位置，防止钢坯与加热炉炉口的炉墙碰撞和撞击缓冲挡板的情况发生，可以有效的提高生产的安全性和可靠性。

Description

加热炉自动装钢定位装置

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种加热炉自动装钢定位装置。

背景技术

加热炉是轧钢生产线的龙头，加热炉能否保证安全、正常的运行，能否实现全面的自动化作业，加热出合格的钢坯，对整个轧线能否安全、持续、顺行的进行生产，都有着至关重要的决定作用。

为了提高加热炉的自动化水平，现有技术一般通过炉前冷金属检测器和固定在加热炉内第二个悬臂辊道电机上的编码器实现钢坯的定位。当钢坯尾部通过加热炉前冷检时，辊道由高速降为中等速度，此时通过编码器进行计数，推算出钢坯到达指定加热位置时停止辊道的运行，从而实现加热炉的自动装钢。

现有技术的加热炉的自动装钢方法，由于加热炉内和加热炉外辊道的水平安装高度存在的差异，辊道速度不完全匹配，及加减速过程的速度变化不匹配，整个控制过程不隶属于同一个可编程逻辑控制器(PLC)而带来的通讯延时，而造成钢坯定位不准。

同时，现有技术的加热炉的自动装钢方法，还会因钢坯打滑、加热炉前辊道的提前停止；编码器固定不牢靠而造成的传动量与电机实际不符；钢坯重量特性不一致所造成的惯性摩擦力的略微差异；炉前冷金属检测器离炉墙内侧的距离过远而无法判断钢坯是否完全进炉；编码器的磨损损坏而造成等位失误等原因而造成钢坯定位不准。另外，钢坯定位完成时，如果速度过大，减速距离由于打滑而不恒定。

在钢坯定位不准的情况发生时，例如钢坯没有完全进入加热炉内或者有一小部分没有完全进入到炉墙内侧时，推钢机或步进梁的自动动作，会造成设备或者加热炉炉口的炉墙的损坏，以及造成钢坯歪斜而无法出炉等事故的发生。另外，还由于加热炉炉内缓冲挡板和其限位开关的安装问题，有时在钢坯撞击缓冲挡板后仍没有反馈撞击信号，从而使得钢坯不停的撞击缓冲挡板而辊道不停止，相应也容易造成设备的损坏。

现有技术的加热炉的自动装钢方法，还由于斜坡减速距离，以及钢坯在惯性作用下向前滑行的距离的不确定性的原因，一般需要将变频器的减速时间调整到1秒，这将极大降低变频器的制动电阻的使用寿命。另外，钢坯的定位误差也使得在生产过程中无法准确判断钢坯是否离炉墙太近，从而在步进梁运送的过程中刮蹭炉墙。在这种情况下，如果每根钢坯都通过人工检查是否准确定位，就会大大降低装钢效率，相应使生产成本提高，而不进行检查，则可能会存在个别定位不准的钢坯而给安全生产带来极大的隐患。

因此，如何提高加热炉自动装钢的准确性和可靠性就成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术的加热炉自动装钢技术不准确和不可靠的问题，本发明提供了一种加热炉自动装钢定位装置，包括：炉内定位机械连杆、限位开关、挡板和挡板位置保持装置，

所述炉内定位机械连杆包括炉内部分和炉外部分，所述炉外部分安装限位开关拨动器，所述挡板设置于所述炉内部分上并位于钢坯进入加热炉的路径中，

所述钢坯与所述挡板接触时，所述挡板驱动所述炉内部分，并通过所述炉内部分驱动所述炉外部分和所述限位开关拨动器，所述限位开关拨动器与所述限位开关连接并驱动所述限位开关，

所述挡板位置保持装置与所述炉外部分连接，在所述挡板未受外力作用时保持所述挡板位于初始位置。

所述炉内部分和炉外部分为同轴辊状体。

所述炉内定位机械连杆与辊道在同一平面上。

所述挡板与所述辊道垂直设置。

所述挡板有5cm-10cm位于所述钢坯进入加热炉的路径中。

所述炉内定位机械连杆和所述挡板为耐高温金属材料或者内部通有冷却水的普通金属材料。

所述炉内定位机械连杆内部设置冷却水管线。

所述挡板的厚度为2cm。

所述挡板位置保持装置包括：设置于所述炉外部分上的互成90度角的平衡杆，所述平衡杆与弹性装置连接。

所述弹性装置为弹簧。

本发明的加热炉自动装钢定位装置可以准确有效的对钢坯进行定位，有效的确定钢坯的位置，防止钢坯与加热炉炉口的炉墙碰撞和撞击缓冲挡板的情况发生，可以有效的提高生产的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的加热炉自动装钢定位装置的实施例的结构示意图；

图2为本发明的加热炉自动装钢定位装置的实施例的炉内状态的示意图；

图3为本发明的加热炉自动装钢定位装置的实施例的限位开关拨动器的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作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。

如图1所示，本实施例的加热炉自动装钢定位装置可以包括：炉内定位机械连杆1、限位开关2、挡板3和挡板位置保持部件4。

炉内定位机械连杆1包括炉内部分5和炉外部分6，炉外部分6安装限位开关拨动器7，挡板3设置于炉内部分5上并位于钢坯进入加热炉的路径中。

钢坯与挡板3接触时，挡板3旋转驱动炉内部分5，并通过炉内部分5驱动炉外部分6和限位开关拨动器7，限位开关拨动器7与限位开关2连接并驱动限位开关2。

挡板位置保持部件4与炉外部分6连接，在挡板3未受外力作用时保持挡板3位于初始位置。

具体的，炉内定位机械连杆1包括位于加热炉炉内的炉内部分5和位于加热炉炉外的炉外部分6，炉外部分6上安装了限位开关拨动器7，通过限位开关拨动器7可以相应拨动限位开关2。相应可以产生代表钢坯位置的电信号，该电信号可以发送给可编程逻辑控制器，以便于根据钢坯位置信号进行安全可靠钢坯的自动装钢。挡板3设置于炉内部分5上并位于钢坯进入加热炉的路径中，这样，当钢坯沿辊道8进入加热炉时，钢坯会与挡板3发生碰撞，从而使挡板3发生位移。

当挡板3发生位移时，挡板3相应就会驱动炉内部分5运动。而炉内部分5则相应进一步驱动炉外部分6和限位开关拨动器7的运动，同时限位开关拨动器7与限位开关2连接并驱动限位开关2。这样，就通过机械方式将挡板受力最终传导至限位开关2，以使限位开关2动作以产生相应的电信号。

同时，为了使钢坯与挡板3脱离接触后，挡板3可以及时回复原位，并相应将挡板3的受力状态按上述顺序传导至限位开关2，以使限位开关2动作以产生相应的电信号，以便于及时了解钢坯已经移出该位置。挡板位置保持装置4可以设置在炉外部分6上，具体可以使用一般的利用了弹力或重力来保持受力结束后可以及时恢复原始状态的状态恢复装置。

本实施例的加热炉自动装钢定位装置可以准确有效的对钢坯进行定位，有效的确定钢坯的位置，防止钢坯与加热炉炉口的炉墙碰撞和撞击缓冲挡板的情况发生，可以有效的提高生产的安全性和可靠性。

优选地，炉内部分5和炉外部分6为同轴辊状体。为有效的实现挡板3的受力传导，炉内定位机械连杆1的炉内部分5和炉外部分6为一体式结构。这样挡板3的受力就可以直接通过轴向的旋转力矩直接传导至限位开关2处，并相应驱动限位开关2，从而实现钢坯的准确定位。

可选的，本发明实施例的加热炉自动装钢定位装置还可以包括炉外部分6的支撑杆9，支撑杆9可以通过一环状物(图中未示出)套在炉外部分6上，当炉外部分6旋转时，支撑杆9可以保持静止，这样有助于炉外部分6的平衡。

可选的，如图2所示，可以大约在第一个炉内悬臂辊道8外侧到炉门口的炉墙内侧位置的中点位置开凿直径约为18cm至23cm的开孔。开孔处需装有金属圆环以支撑炉内定位机械连杆1对开孔处的部分压力。同时，为了降低炉内定位机械连杆1旋转的阻力，金属圆环里需要带有滚轴，以便炉内定位机械连杆1可以实现快速旋转，以及时实现挡板3的受力传导，从而实现钢坯的准确定位。优选的，为保障设备的使用寿命，金属圆环可以由耐高温金属材料制成，或者设置冷却系统，通冷却水进行冷却。

进一步优选地，炉内定位机械连杆1与辊道8在同一平面上。理论上而言，炉内定位机械连杆1也可以设置于钢坯进入加热炉的路径的上部，可以达到同样的效果。但为了便于维护设备的需要，最好还是将炉内定位机械连杆1设置于与辊道8在同一平面上，这样就可以方便的实现设备的统一冷却和维护，可以有效的降低设备维护和生产的成本。

进一步优选地，挡板3与辊道8垂直设置。一般而言，挡板3应垂直于钢坯的前进方向，也就是与辊道所形成的平面垂直，这样在钢坯与挡板3接触时，挡板3就可以方便的发生旋转位移，并通过炉内定位机械连杆1的炉内部分5和炉外部分6将受力相应传导给限位开关2，从而实现钢坯的准确定位。

进一步优选地，挡板3有5cm-10cm位于钢坯进入加热炉的路径中，钢坯进入时，撞击挡板3，使其向一方旋转。就实际生产而言，挡板3的尺寸不宜过大也不宜过小，挡板3的尺寸过小，则与钢坯接触的面积也就过小，根据杠杆原理，挡板3单位面积的受力就会很大，这样就容易造成挡板3的损坏。而挡板3的尺寸过大，则挡板旋转时的空间也就相应增加，相应会降低设备的灵活性。经发明人多次试验，挡板3有5cm位于钢坯进入加热炉的路径中时，即挡板3在垂直方向上有5cm与钢坯进入加热炉的路径重叠，设备的灵活性和耐用性可以得到很好的平衡。

进一步优选地，炉内定位机械连杆1和挡板3为耐高温金属材料，或者内部通有冷却水／冷空气的普通金属材料。因为加热炉这个工作环境的温度很好，为了保证设备可以正常使用，炉内定位机械连杆1和挡板3的材料可以选择本领域常用的耐高温金属材料，例如使用温度在600℃以上，具有良好热稳定性和热强性的耐热合金等；或者内部通有冷却水／冷空气的普通金属材料。

进一步优选地，炉内定位机械连杆1内部设置冷却水管线。为了进一步防止炉内定位机械连杆1因为过热而变形，可以在炉内定位机械连杆1的内部设置冷却水管线。通过冷却水系统对其进行冷却，从而有效的保障炉内定位机械连杆1工作的可靠性和生产的安全性。

优选地，挡板3的厚度为2cm。挡板3的厚度不宜过厚也不宜过薄，挡板3的厚度过厚，其重量会大幅增加，受力后的惯性也相应较大，并且其位移时的冲量也会增大很多，相应会使装置的灵活性和准确性降低。而挡板3的厚度过薄，则在与钢坯接触时就容易发生变形，从而造成装置的损坏，影响正常使用。经过发明人的反复实验，发明人发现，当挡板3的厚度为2cm左右时，可以很好的达到将受力相应传导给限位开关2的效果，从而可以实现准确定位和安全生产之间的平衡。

优选地，挡板位置保持装置4可以包括：设置于炉外部分6上的互成90度角的平衡杆，平衡杆与弹性装置连接。为了使挡板3在没有钢坯作用时，保持挡板3始终与辊道8保持垂直，以有效保障限位开关2不会被误触发。可以通过两个倾斜的，相互成90度角的相同的柱状平衡杆，平衡杆的位置需要对称，安装角度也需要保持一致。同时这两个平衡杆分别与同样的弹性装置连接，这样就可以保证两个平衡杆受到的弹性装置的拉力和推力大小和方向一致，从而在挡板3在没有钢坯作用时有效的炉内定位机械连杆1的位置状态。

进一步优选地，弹性装置为弹簧。弹性装置可以为弹簧或金属弹片，但弹簧的可靠性较高，且安装和维护方便，因此优选的实施方式为弹簧。

限位开关拨动器7可以制成如图3所示的U型槽状，在U型槽上方与限位开关2连接，当挡板3受钢坯的冲击作用水平向左或向右转动时，可以将挡板3的受力传递到加热炉外的限位开关2上，从而可以有效的判断钢坯在加热炉内的位置。

为避免炉内定位机械连杆1转动时施加给限位开关2垂直向下的力而损坏限位开关2，限位开关2可以相对于水平面以倾角45度安装，或者将U型槽的内部两侧制成略带弧度。另外，炉内定位机械连杆1的炉外部分6的下方可以设置支撑杆，以保证炉内定位机械连杆1的稳定。支撑杆和炉外部分6相接触的部分需有轴承以确保炉内定位机械连杆1可以自由的转动。

在生产过程中，当炉前冷金属检测器或编码器发生故障或损坏而不能正常定位钢坯时，炉内定位机械连杆1通过限位开关2提供的位置反馈信号就可以避免因钢坯定位失误，而在钢坯没有完全进入加热炉时推钢机或步进梁的自动动作，或者钢坯走长过多而撞击缓冲挡板等问题。即在编码器定位结束时如果限位开关2有信号，就表明钢坯尾部没有完全进入炉内或者离炉墙过近，则炉门不能降下。辊道8可通过手动或自动低速前进一点直到限位信号消失。反之，在定位过程中，如果限位信号消失500ms后定位仍未结束，则应自动结束定位过程，从根本上避免钢坯撞击缓冲挡板。当然，上述500ms只是一个示例性的数值，具体在实现的时候，可以按照实际需要定位走长计算这个延时数值。

另外，当炉前冷金属检测器或编码器损坏且暂时无法修复，但又不愿暂停生产时，也可利用炉内定位机械连杆1对钢坯进行定位。例如：钢坯以1.5m／s高速送往加热炉内，当限位开关2接收到信号后，表明钢坯头部进入炉内，延时4秒多等钢坯大部分进入加热炉内后降低为低速0.16m／s，直到限位信号消失后500ms停止辊道，特别说明的是，以上速度及延时时间仅为示例性的参考值，具体应根据实际生产的钢坯长度、炉墙内宽和工艺要求等因素确定具体的定位速度和延时时间。此例中，炉墙内宽为12.7m，钢坯为8m至12m的长钢坯。如果发生钢坯撞击缓冲挡板，可自动或手动低速后退移动一些距离。对于短钢坯定位，靠炉门侧位置定位时，走长定位距离和上述方法原则上一致，而仅靠缓冲挡板侧定位时，可略微延长定位延时时间。

本发明的加热炉自动装钢定位装置可以有效的对钢坯进行定位，有效的确定钢坯的位置，防止钢坯与加热炉炉口的炉墙碰撞和撞击缓冲挡板的情况发生，可以有效的提高生产的安全性和可靠性。并且本发明的加热炉自动装钢定位装置结构简单，成本相对较低，具备良好的经济效益。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种加热炉自动装钢定位装置，其特征在于，包括：炉内定位机械连杆、限位开关、挡板和挡板位置保持装置，

所述炉内定位机械连杆包括炉内部分和炉外部分，所述炉外部分安装限位开关拨动器，所述挡板设置于所述炉内部分上并位于钢坯进入加热炉的路径中，

所述钢坯与所述挡板接触时，所述挡板驱动所述炉内部分，并通过所述炉内部分驱动所述炉外部分和所述限位开关拨动器，所述限位开关拨动器与所述限位开关连接并驱动所述限位开关，

所述挡板位置保持装置与所述炉外部分连接，在所述挡板未受外力作用时保持所述挡板位于初始位置；

所述炉内部分和炉外部分为同轴辊状体；

所述炉内定位机械连杆与辊道在同一平面上。

2.根据权利要求1所述的加热炉自动装钢定位装置，其特征在于，所述挡板与所述辊道垂直设置。

3.根据权利要求2所述的加热炉自动装钢定位装置，其特征在于，所述挡板有5cm-10cm位于所述钢坯进入加热炉的路径中。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的加热炉自动装钢定位装置，其特征在于，所述炉内定位机械连杆和所述挡板为耐高温金属材料，或者为内部通有冷却水或冷空气的普通金属材料。

5.根据权利要求4所述的加热炉自动装钢定位装置，其特征在于，所述炉内定位机械连杆内部设置冷却水管线。

6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的加热炉自动装钢定位装置，其特征在于，所述挡板的厚度为2cm。

7.根据权利要求2所述的加热炉自动装钢定位装置，其特征在于，所述挡板位置保持装置包括：设置于所述炉外部分上的互成90度角的平衡杆，所述平衡杆与弹性装置连接。

8.根据权利要求7所述的加热炉自动装钢定位装置，其特征在于，所述弹性装置为弹簧。