CN103911476A - 高炉炉前打泥量检测装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉炉前打泥量检测装置及控制方法，所述的检测装置包括位移传感器、测位重锤、PLC信号处理装置和数显箱；所述的位移传感器固定安装在泥炮机打泥油缸的顶部，通过位移传感器对打泥油缸内活塞位置的一个读取，仪表检测到数据后将原始数据送入高炉PLC信号处理装置中；本发明通过炉前炮泥机炮泥推入量的检测方式，从而实现炮泥打入量的精确检测，能够实时反馈至炉前操作人员，合理打入定量的炮泥，并防止炮泥的浪费。

Description

高炉炉前打泥量检测装置及控制方法

技术领域

本发明专利涉及到炼铁设备的技术领域，具体涉及高炉炉前炮泥机打泥量检测的装置及控制方法。

背景技术

    高炉炉前堵口打泥量的精确控制一直是多年来困扰高炉生产的重要问题，打泥量的多少直接影响铁口深度和铁口的稳定性，打泥量过大，会出现铁口深度过深，下次铁口难开，浪费炮泥严重；打泥量过少，铁口深度浅，出铁时间短，或铁口断等异常情况，严重会影响高炉炉缸的稳定性，进而影响高炉稳产、高产。以往炮泥机上打泥量仅使用打泥装置上的打泥行程指示，为机械传动指针式。观察指针移动判断打泥量，只能按格进行估计（一格约7cm），偏差大，无法准确控制打泥量，且现场距离远，视线差，可操作性差。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种炉前炮泥机炮泥推入量的检测方式，从而实现炮泥打入量的精确检测，能够实时反馈至炉前操作人员，合理打入定量的炮泥，并防止炮泥的浪费的高炉炉前打泥量检测装置及控制方法

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高炉炉前打泥量检测装置，所述的检测装置包括位移传感器、测位重锤、PLC信号处理装置和数显箱；所述的位移传感器固定安装在泥炮机打泥油缸的顶部，所述的打泥油缸内部设有活塞杆和泥塞组件，所述的位移传感器经穿线管内的传感器测量标位线与重锤钢丝绳相连接，所述的重锤钢丝绳连接在测位重锤上，所述的测温重锤连接在固定泥炮机滑块上，所述的位移传感器传输线路连接在PLC信号处理装置上，所述的PLC信号处理装置经线路连接在数显箱上。 

本发明所述的活塞杆和泥塞组件为原炮泥机液压油缸的组件，如打泥过程中，泥塞组件产生相对位移推动机头的炮泥，同时由重锤钢丝绳带动组件的泥炮机滑块的外圆，泥炮机滑块动作时，由泥炮机滑块的中心转换为直线运动，再带动重锤钢丝绳，通过位移传感器测得重锤钢丝绳的位移值。

本发明所述的传感器测量标位线是位移传感器的拉出线，传感器安装后，始终处于拉出测量的状态，具体是指从传感器中拉出来的钢丝线；本发明所述的重锤钢丝绳是泥泡机滑块上的钢丝绳，是连接传感器测量标位线和测位重锤的钢丝绳；本发明所述的测温重锤是与泥泡机滑块在一起的长方形铁块，用于现场观测油缸位移量。。

本发明所述的位移传感器的精度为0.1%，线性行程为0-1000mm，防护等级为IP64的接线式位移传感器，该种位移穿干净控制精度高，方便精准测量泥炮机的打泥量。

本发明所述的位移传感器和电源连接线路上设有冷却管路，所述的冷却管路连接在压缩空气反吹冷却设备上，由于泥炮机铁口处的温度高，工作粉尘大，所述的冷却管路可以保护仪表，和电源连接线路，保护仪表的正常工作。

本发明所述的传感器测量标位线为小规格钢丝绳，通过小规格的钢丝绳连接，连接稳定，控制精准，不易断裂，方便更换和维护。

本发明所述的位移传感器与PLC信号处理装置之间的传输线路为两线制的4-20mA的线路，通过4-20mA的线路将位移传感器的信号传输到PLC信号处理装置内；本发明所述的4-20mA信号为工业仪表的标准模拟信号，可与仪表、PLC、隔离器直接连接，而且能有效降低电磁噪声干扰及电缆长度带来的偏差。

本发明所述的数显箱设置在炉前操作室和工长操作室，所述在传感器信号实时传送并显示在炉前操作室和工长操作室；通过数显箱可实时提醒炮手装泥的数量，避免了操作工现场高温条件下读取泥炮机刻度数值，实现了数据远距离传输。

本发明所述的一种高炉炉前打泥量检测装置的检测方法，所述的检测方法包括操作流程和判断方法；所述的操作流程为：通过位移传感器对活塞位置的一个读取，仪表检测到数据后将原始数据送入高炉PLC中进行信号处理；所述的判断方法为：1）对于炮泥装载开始及打完炮泥结束的判断，2）泥炮机活塞运动轨迹的数值记录，3）泥炮使用量的计算。打泥过程中仪表原始数据从大往小变化，基本规律为装炮泥时原始数据最大，压紧后待命时处于中间位置，堵口结束后达到周期内最小值。 

考虑到实际情况中由于设备磨损或仪表更换带来的初始值变化，在程序中以最大值的上升过程及下降过程作为打泥过程的起始条件，本发明所述炮泥装载开始的具体判断方法为：当活塞拉伸至距离最大位置5cm的范围内时，锁定状态为泥炮机堵口结束，准备下一次的装炮泥堵口；所述打完炮泥结束的具体判断方法为：当泥炮机打完结束，活塞往后拉伸，当拉绳传感器数值大于上次打泥后的最小值8cm时，即为堵口结束。

本发明所述泥炮机活塞运动轨迹的数值记录的具体操作方法：炮泥压制结束后，即待命等待堵口，根据仪表原始数据的变化，记录下此时的传感器原始值，作为泥炮机准备打泥时活塞位置的初始值；当打泥动作时程序会滞后两秒对传感器最小值进行交替更新，该数据为打泥结束后的原始数据，保证信号处理的准确性，程序中采用了一定的信号延时。

本发明所述泥炮使用量的计算方法为：当活塞被拉伸至最大处时，仪表原始数据回到最大值，整个过程结束，程序内部对上一周期中的活塞压缩待命状态的原始数据与堵口完成时的数值进行相减，得到的就是打泥量，得出的就是实际炮泥使用量。最终在画面和炉前操作室中显示最终的打泥数量，该值实时变化具有指导意义，并能在每次堵口结束后数据清零，累计量增加，方便成本核算。

本发明可以精确采集并计算出实际打入的炮泥量，并可纳入成本考核当中，避免浪费，节约生产成本。从根本上杜绝了因炉前操作人员技能、经验和视力的不一致，以及对铁口状况掌握程序不一致，每次凭操作者个人经验判断进行打泥操作，结果造成打泥量过大和打泥量过少的情况。

本发明所述的打泥量检测装置在我公司1-3#高炉上运行，效果良好，通过每次打泥量检测，炮手对打泥量的认识有利于炮手对稳定铁口的操作，保障炉况稳定顺行具有非常强的指导性。在做好降本节支上也起到非常可观的效果，按每个炉座1个月节约12T炮泥，即一年可节约炮泥432T，按每吨2230元计算一年可节约963360元，起到非常大的作用。

附图说明

图1为普通泥炮机打泥量检测装置结构简图；

图2为本发明安装结构简图；

图3为本发明连接结构简图；

其中1 活塞，2 刻度尺，3 滑块，4 冷却管路，5 位移传感器，6 传感器测量标位线，7 测位重锤，8 打泥油缸，9 活塞杆，10 泥塞组件，11 重锤钢丝绳，12 PLC信号处理装置，13 数显箱，14 穿线管；15 泥炮机滑块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例1：如图2和3所示的一种高炉炉前打泥量检测装置，所述的检测装置包括位移传感器5、测位重锤7、PLC信号处理装置12和数显箱13；所述的位移传感器5固定安装在泥炮机打泥油缸8的顶部，所述的打泥油缸8内部设有活塞杆9和泥塞组件10，所述的活塞杆9和泥塞组件10为原炮泥机液压油缸的组件，如打泥过程中，泥塞组件10产生相对位移推动机头的炮泥，同时由重锤钢丝绳11带动组件15的泥炮机滑块15的外圆，泥炮机滑块15动作时，由泥炮机滑块15的中心转换为直线运动，再带动重锤钢丝绳11，通过位移传感器5测得重锤钢丝绳11的位移值，所述的位移传感器5经穿线管14内的传感器测量标位线6与重锤钢丝绳11的相连接，所述的重锤钢丝绳11连接在测位重锤7上，所述的测温重锤7固定连接在泥炮机滑块15上，所述的位移传感器5传输线路连接在PLC信号处理装置12上，所述的PLC信号处理装置12经线路连接在数显箱13上。 

实施例2：如图2和3所示，本发明所述的位移传感器5和电源连接线路上设有冷却管路4，所述的冷却管路4连接在压缩空气反吹冷却设备上，由于泥炮机铁口处的温度高，工作粉尘大，所述的冷却管路可以保护仪表，和电源连接线路，保护仪表的正常工作。

实施例3：如图3所示，本发明所述的传感器测量标位线6是位移传感器5的拉出线，传感器5安装后，始终处于拉出测量的状态，具体是指从传感器5中拉出来的钢丝线；本发明所述的重锤钢丝绳7是泥泡机滑块15上的钢丝绳，是连接传感器测量标位线6和测位重锤7的钢丝绳；本发明所述的测温重锤7是与泥泡机滑块15在一起的长方形铁块，用于现场观测油缸位移量。

实施例4：本发明所述的位移传感器的精度为0.1%，线性行程为0-1000mm，防护等级为IP64的接线式位移传感器，该种位移穿干净控制精度高，方便精准测量泥炮机的打泥量。本发明所述的传感器测量标位线为小规格钢丝绳，通过小规格的钢丝绳连接，连接稳定，控制精准，不易断裂，方便更换和维护。本发明所述的位移传感器与PLC信号处理装置之间的传输线路为两线制的4-20mA的线路，通过4-20mA的线路将位移传感器的信号传输到PLC信号处理装置内。

实施例5：如图3所示，本发明所述的数显箱设置在炉前操作室和工长操作室，所述在传感器信号实时传送并显示在炉前操作室和工长操作室；通过数显箱可实时提醒炮手装泥的数量，避免了操作工现场高温条件下读取泥炮机刻度数值，实现了数据远距离传输。

实施例6：本发明所述的一种高炉炉前打泥量检测装置的检测方法，如永钢一铁厂3座高炉使用了该检测装置，安装调试完成后便可检测打泥量。打泥过程也可通过软件的历史趋势进行追溯，所述的操作流程为：通过位移传感器对活塞位置的一个读取，仪表检测到数据后将原始数据送入高炉PLC中进行信号处理；每次原始数据达到局部最大值时为安装炮泥；数值在周期内的中间值时为待堵口时初始值；出完铁堵口后数值达到周期内最小值，完成整个周期；控制系统对该数据进行判断和计算，计算方法为：通过最大值判断操作过程的步骤状态，通过最小值与初始值的差值计算，得出打泥的实际量，最终在电脑上和现场数显表上显示。

实施例7：本发明所述的一种高炉炉前打泥量检测装置的判断方法为：

1）对于炮泥装载开始及打完炮泥结束的判断；考虑到实际情况中由于设备磨损或仪表更换带来的初始值变化，在程序中以最大值的上升过程及下降过程作为打泥过程的起始条件，本发明所述炮泥装载开始的具体判断方法为：当活塞拉伸至距离最大位置5cm的范围内时，锁定状态为泥炮机堵口结束，准备下一次的装炮泥堵口；所述打完炮泥结束的具体判断方法为：当泥炮机打完结束，活塞往后拉伸，当拉绳传感器数值大于上次打泥后的最小值8cm时，即为堵口结束；

2）泥炮机活塞运动轨迹的数值记录；本发明所述泥炮机活塞运动轨迹的数值记录的具体操作方法：炮泥压制结束后，即待命等待堵口，根据仪表原始数据的变化，记录下此时的传感器原始值，作为泥炮机准备打泥时活塞位置的初始值；当打泥动作时程序会滞后两秒对传感器最小值进行交替更新，该数据为打泥结束后的原始数据，保证信号处理的准确性，程序中采用了一定的信号延时；

3）泥炮使用量的计算；本发明所述泥炮使用量的计算方法为：当活塞被拉伸至最大处时，仪表原始数据回到最大值，整个过程结束，程序内部对上一周期中的活塞压缩待命状态的原始数据与堵口完成时的数值进行相减，得到的就是打泥量，作累积运算，得出的就是实际炮泥使用量。最终在画面和炉前操作室中显示最终的打泥数量，该值实时变化具有指导意义，并能在每次堵口结束后数据清零，累计量增加，方便成本核算。

实施例8：本发明所述的高炉炉前打泥量检测装置如下所示：，

步骤1：首先当装泥时数据达到45cm左右，安装完成后等待堵口约31cm左右；通过仪表测定和计算得出打泥量的值如下表所示：

步骤2：接着进行堵口时动作过程10秒，计算出打泥量；通过仪表测定和计算得出打泥量的值如下表所示：

步骤3：约20分钟后堵口结束且泡泥机退出时，一个周期完成，进行最终打泥量统计，由此得出上次操作打泥量的值为7.8cm，并累计至打泥量累积值中，统计结束后清零进行下一次测量。

需要说明的是，上述仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所作出的等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高炉炉前打泥量检测装置，其特征在于，所述的检测装置包括位移传感器、测位重锤、PLC信号处理装置和数显箱；所述的位移传感器固定安装在泥炮机打泥油缸的顶部，所述的打泥油缸内部设有活塞杆和泥塞组件，所述的位移传感器经穿线管内的传感器测量标位线与重锤钢丝绳相连接，所述的重锤钢丝绳连接在测位重锤上，所述的测温重锤固定连接在泥炮机滑块上，所述的位移传感器传输线路连接在PLC信号处理装置上，所述的PLC信号处理装置经线路连接在数显箱上。

2.根据权利要求1高炉炉前打泥量检测装置，其特征在于，所述的位移传感器的精度为0.1%，线性行程为0-1000mm，防护等级为IP64的接线式位移传感器。

3.根据权利要求1高炉炉前打泥量检测装置，其特征在于，所述的位移传感器和电源连接线路上设有冷却管路，所述的冷却管路连接在压缩空气反吹冷却设备上。

4.根据权利要求1高炉炉前打泥量检测装置，其特征在于，所述的传感器测量标位线为小规格钢丝绳。

5.根据权利要求1高炉炉前打泥量检测装置，其特征在于，所述的位移传感器与PLC信号处理装置之间的传输线路为两线制的4-20mA的线路。

6.根据权利要求1高炉炉前打泥量检测装置，其特征在于，所述的数显箱设置在炉前操作室和工长操作室，所述在传感器信号实时传送并显示在炉前操作室和工长操作室。

7.一种高炉炉前打泥量检测装置的检测方法，其特征在于，所述的检测方法包括操作流程和判断方法；所述的操作流程为：通过位移传感器是通过对活塞位置的一个读取，将仪表检测到数据后将原始数据送入高炉PLC信号处理装置中；所述的判断方法为：1）对于炮泥装载开始及打完炮泥结束的判断，2）泥炮机活塞运动轨迹的数值记录，3）泥炮使用量的计算。

8.根据权利要求7所述的高炉炉前打泥量检测装置的检测方法，其特征在于，所述炮泥装载开始的具体判断方法为：当活塞拉伸至距离最大位置5cm的范围内时，锁定状态为泥炮机堵口结束，准备下一次的装炮泥堵口；所述打完炮泥结束的具体判断方法为：当泥炮机打完结束，活塞往后拉伸，当拉绳传感器数值大于上次打泥后的最小值8cm时，即为堵口结束。

9.根据权利要求7所述的高炉炉前打泥量检测装置的检测方法，其特征在于，所述泥炮机活塞运动轨迹的数值记录的具体操作方法：炮泥压制结束后，即待命等待堵口，根据仪表原始数据的变化，记录下此时的传感器原始值，作为泥炮机准备打泥时活塞位置的初始值；当打泥动作时程序会滞后两秒对传感器最小值进行交替更新，该数据为打泥结束后的原始数据。

10.根据权利要求7所述的高炉炉前打泥量检测装置的检测方法，其特征在于，所述泥炮使用量的计算方法为：当活塞被拉伸至最大处时，仪表原始数据回到最大值，整个过程结束，程序内部对上一周期中的活塞压缩待命状态的原始数据与堵口完成时的数值进行相减，得到的就是打泥量，得出的就是实际炮泥使用量。