CN103981358B - 一种加热炉钢坯定位位置检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热炉钢坯定位位置检测系统及方法，用于判断钢坯定位位置是否合适。该加热炉钢坯定位位置检测系统包括：推杆和定位装置；所述推杆安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，所述定位装置用于检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作。本发明提供的加热炉钢坯定位位置检测系统及方法，解决了现有技术无法判断钢坯定位是否准确的问题，同时还解决了定位失误钢坯没完全入炉情况下，炉门降下且推钢机步进梁动作损坏设备等问题，提高了可靠性。

Description

一种加热炉钢坯定位位置检测系统及方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种加热炉钢坯定位位置检测系统及方法。

背景技术

现有普遍使用的加热炉自动装钢定位，通过炉前冷金属检测器和固定在炉内第二个悬臂辊道电机上的编码器实现定位，定位快速准确，但由于辊道振动大，测量定位走长的编码器易损坏，以及摩擦、钢坯和辊道在运动过程中容易产生相对位移，使得钢坯定位过程存在不恒定误差，因此，也存在一定的定位失误率。另外，在钢坯仅存在较小的定位误差时，从摄像头不好判断定位是否合适，所以可能无法很好而且及时的判断定位是否合适。当钢坯尾部有少量没有完全进入入料炉门侧的内墙，或者离炉墙内侧过近时，推钢机和步进梁的动作都会造成炉墙和炉门的损坏。此外，加热炉的全自动过程较快，有可能无法及时发现钢坯的定位位置是否离炉墙过近。

因此，现有的方法虽然可以保证较高的自动装钢的准确性，但依然存在不精确和不可靠的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中不能准确、可靠的自动装钢问题。

为实现上述目的，本发明提供一种加热炉钢坯定位位置检测系统及方法，解决了现有的钢坯定位无法判断钢坯的定位位置是否准确的问题。

本发明提供一种加热炉钢坯定位位置检测系统，所述系统包括：

推杆和定位装置；

所述推杆安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，所述定位装置用于检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时，发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作。

本发明还提供一种加热炉钢坯定位位置检测方法，所述方法包括：

推动安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸的推杆，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前；

检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时，发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作。

本发明提供的一种加热炉钢坯定位位置检测系统及方法，通过推钢机上新增推杆解决了现有的钢坯定位无法判断钢坯的定位位置是否准确的问题，使得在定位失误钢坯还没完全入炉的情况下能够防止炉门降下且推钢机步进梁动作损坏设备和炉门口炉墙，提高了定位的快速性和安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，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为本发明提供的一种不固定推杆式的加热炉钢坯定位位置检测系统；

图2为本发明提供的一种与图1对应的不固定推杆式加热炉钢坯定位位置检测系统优选使用状态；

图3为本发明提供的一种固定推杆式的一侧开口的加热炉钢坯定位位置检测系统；

图4为本发明提供的一种与图3对应的固定推杆式的一侧开口的加热炉钢坯定位位置检测系统优选使用状态；

图5为本发明提供的一种固定推杆式的两侧开口的加热炉钢坯定位位置检测系统；

图6为本发明提供的一种与图5对应的固定推杆式的两侧开口的加热炉钢坯定位位置检测系统优选使用状态；

图7为本发明提供的一种加热炉钢坯定位位置检测方法流程图。

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。

下面对本发明提供的技术方案做详细公开的说明，首先，参考附图1所示，为本发明提供的一种加热炉钢坯定位位置检测系统的优选的结构示意图，在本发明提供的以下各实施例中，其对应的结构包括附图1所示系统的部分或者全部组成部分。参考附图1所示，本发明提供的一种加热炉钢坯定位位置检测系统，所述系统包括：推杆和定位装置；所述推杆安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，所述定位装置用于检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时，发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作。

具体的，结合附图1和附图2所示，本发明提供的一种加热炉钢坯定位位置检测系统，包括推杆和定位装置；所述推杆安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸，具体的，参考附图2所示，推杆安装于图2所示的推钢机的端部入料炉门一侧，并且沿着推钢机上图2所示的固有推杆的方向延伸，即与推钢机上固有推杆的延伸方向一致；所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，具体的，由图2可由看出，所述推杆延伸的终点位置在所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置的前面，具体的，可以是所述推杆比所述推钢机的固有推杆长来实现所述推杆的延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，也可以是所述推杆安装的位置本身就比所述推钢机的固有推杆安装的位置靠前来实现所述推杆的延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，这样使得所述推杆能够更靠近新开的推钢孔的位置处，以便于比所述推钢机上的固有推杆能够更先触碰到钢坯；所述定位装置用于检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作，具体的，如图2所示，由于所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，所以能够比固有推杆先接触到钢坯，当定位装置检测到了所述推杆触碰到钢坯时，定位装置能够发送保护信号，停止加热炉电气设备动作，并且定位装置记录下钢坯偏离正常位置，以便后面对偏离的钢坯进行位置调整。

优选的，本发明提供的一种加热炉钢坯定位位置检测系统实施例1，结合附图2，与附图1相对应的优选使用状态图，其中，所述推杆安装于靠近入料炉门侧的推钢机的端部，且沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，具体的，可以是所述推杆比所述推钢机的固有推杆长来实现所述推杆的延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，也可以是所述推杆安装的位置本身就比所述推钢机的固有推杆安装的位置靠前来实现所述推杆的延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，这样使得所述推杆能够更靠近新开的推钢孔的位置处，使得推钢时需要比其它推杆先接触到钢坯，本实施例以所述推杆比所述推钢机的固有推杆长来实现所述推杆的延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前；所述定位装置安装于推杆后侧的位置；图2所述优选使用状态图中的加热炉钢坯定位位置检测系统还可以包括旋转轴，所述旋转轴安装于所述推杆与所述推钢机相连接的端部，所述旋转轴可以使所述推杆自由转动；图2所述优选使用状态图中的加热炉钢坯定位位置检测系统，对于推杆动作后的复位可以手动实现复位也可以在推杆后侧增加复位装置。

优选的，在推杆后侧增加复位装置时，复位装置为弹性复位装置或电机驱动复位装置，所述复位装置也可以安装于所述推杆的侧面，不一定是后侧，以能够实现对所述推杆的复位为准；所述定位装置可以为限位开关、接近开关、位移传感器或压力传感器等。

为了便于对本发明提供的一种加热炉钢坯定位位置检测系统的有益效果有一个更直观的理解，这里举例说明，通常情况下推杆安装在靠近加热炉的入料炉门侧，还需要在离入料炉门侧炉内内墙侧向炉内缓冲挡板方向(加热炉内宽-炉内预留钢坯的最大长度)/2这样宽的地方，根据常规的加热炉宽度和预留的钢坯的最大长度计算出的该值通常为0.35m，开一个和其它推钢孔一样大小的开孔，并且所有开孔均处在同一水平高度，使得推杆可以推入炉内并能够接触到停在入炉悬臂辊道上的钢坯。为了不损坏炉墙，钢坯尾部需要和炉墙也要保持至少上述计算宽度，通常是0.35m的安全距离，这样的安全距离可以保证将钢坯放在加热炉的中线位置处，为此，入料炉门侧的炉墙内侧距新增推杆的内侧同样需要有上述计算宽度的距离，通常约0.35m。由于所述推杆延伸的终点位置要比推钢机上的固有推杆延伸的终点位置更靠前才能比其它推杆更先靠近钢坯，所以所述推杆要比推钢机上的固有推杆更靠近推钢孔一段距离，根据常规加热炉内钢坯长度等因素还有人为经验值，该距离通常约20cm左右，此处不排除有不同距离的情况，该距离能够使得推钢时推杆比其余推杆先接触到钢坯，以便在其余推杆接触到钢坯前能产生安全信号停止加热炉电气设备动作。

参考上述举例，安全信号的产生可以通过不同方式实现，此处以推杆是不固定在推钢机上为例进行详细说明。参考附图1和附图2所示，推杆的旋转轴不与推钢机其余推杆的旋转轴固定，使其可以相对其余推杆独立自由转动，在推杆的后侧5cm处装有定位装置，定位装置可以是限位开关、接近开关、位移传感器或压力传感器等能够实现定位的装置，当推杆推入炉内撞击到钢坯后受到一定推力时，该推杆的位移相对推钢停止的位移向后退，限位开关、接近开关、位移传感器或压力传感器等能够实现定位的装置发送保护信号停止加热炉电气设备的动作。

需要说明的是，推杆的旋转轴不与推钢机其余推杆的旋转轴固定，所述推杆的旋转轴在有一定外力的情况下才能够运动，没有外力时，保持原始位置不变，另外所述推杆的旋转轴可以在较小的外力作用下运动，当碰触钢坯时，在不推动钢坯的情况下产生旋转；定位装置安装的位置在推杆后侧5cm也是根据钢坯长度等加上人为经验值得出的，不排除有其他不同距离的情况，也不排除有安装于推杆其他方向侧的情况；其中，加热炉电气设备包括炉门、辊道、推钢机和步进梁等设备。

继续参考上述举例，当位移变化后，可以人工对推进后的推杆进行复位；若系统中装有复位装置，则系统中的复位装置可以使推进后的推杆恢复到初始位置，复位装置可以是弹性复位装置，也可以是电机驱动的复位装置。

另外，当推杆没有与钢坯撞击，未产生位移时，认为钢坯定位位置合适，则可以继续进行后面的全自动流程。

参考附图3所示系统以及与附图3对应的使用状态附图4，本发明还提供一种加热炉钢坯定位位置检测系统实施例2，在实施例1的基础上，实施例2中推杆为固定推杆，推杆和其它推杆固定在同一个转轴上，且相对其它推杆不会产生相对位移。推杆是空心的，包括套筒和内芯棒，套筒套在内芯棒的外面，所述套筒安装于所述推钢机端部的一端封闭，沿着所述推钢机的固有推杆的延伸方向延伸的一端敞开。内芯棒在套筒内可以产生细微的运动，所述定位装置可以安装于所述套筒封闭的一端的内侧即安装于内芯棒的底部，也可以安装于所述套筒封闭的一端的外侧，与上述实施例1中不固定推杆的安装方式类似，即在所述推杆的后侧位置处。具体的，所述定位装置安装于所述套筒封闭的一端的内侧，则优选的，所述定位位置装置可以是压力传感器，当内芯棒撞击到钢坯时，内芯棒会受压从而挤压到套筒底部的定位装置，具体的，挤压的是压力传感器时，可以通过压力的变化情况判断推杆是否撞击了钢坯，进而判断钢坯定位位置是否合适；所述定位装置安装于所述套筒封闭的一端的外侧，优选的，所述定位装置可以是限位开关、位置开关或位移传感器，则与上述实施例1中关于判断钢坯定位位置的方法类似，此处不再赘述。

需要说明的是，套筒内优选可以加有润滑油，用于排除摩擦力对定位装置的影响。

继续参考上述举例，当内芯棒撞击到钢坯后，会产生压力，挤压套筒底部的定位装置，例如挤压的是压力传感器，为了在在挤压后能够恢复内芯棒的位置，可以在套筒的底部，套筒和内芯棒之间装有弹性复位装置，以便保证定位装置测得的压力不会因芯棒没有归位而保持不变。

需要说明的是，一般弹性复位装置的长度需要控制在5cm以内，此处5cm也是根据经验值及内芯棒的长度和套筒的长度制定出来的，不排除有其他不一样的距离。

同实施例1一样，当定位装置未检测所述推杆触碰到钢坯时，则判断钢坯定位位置合适，可以继续进行后面的全自动流程。

本发明还提供一种加热炉钢坯定位位置检测系统实施例3，参考附图5所示系统以及与附图5对应的使用状态附图6，在实施例1和2的基础上，实施例3所示系统与实施例2相似，推杆和其它推杆固定在同一个转轴上，且相对其它推杆不会产生相对位移，且推杆是空心的，包括套筒和内芯棒，套筒套在内芯棒的外面，区别在于实施例3所示的系统推杆的套筒两端都敞开。距离安装于推钢机端部的推杆的内芯棒5cm左右处装有定位装置，当内芯棒撞击到钢坯时，内芯棒会产生向后的位移，当该位移超过5cm左右时会触碰到定位装置，定位装置则会发送保护信号，由控制系统控制加热炉电气设备停止动作。具体的，实施例3中的定位装置可以是限位开关、接近开关、位移传感器或压力传感器，以限位开关为例，当限位开关受到撞击后发送保护信号给控制系统，由控制系统控制加热炉电气设备停止动作。这样通过判断推杆是否撞击钢坯，判断钢坯定位位置是否合适。

需要说明的是，套筒后部5cm的距离也是根据经验值及内芯棒的长度和套筒的长度制定出来的，不排除有其他不一样的距离。另外，推杆的套筒内加有润滑油，排除了摩擦力对传感器的影响。

继续参考上述举例，当推杆的内芯棒撞击位置变化后，在内芯棒的后侧装有复位装置，复位装置可以是弹性复位装置也可以是电机驱动的复位装置，复位装置可以使发生位置变化的内芯棒复位到原始位置。

同实施例1一样，当定位装置未检测所述推杆触碰到钢坯时，则判断钢坯定位位置合适，可以继续进行后面的全自动流程。

综合上述3个实施例，需要说明的是，当加热炉的炉内自动定位结束后，炉门先不下降，推钢机动作。当推杆与钢坯发生接触时，认为钢坯定位失误，需要停止炉门、推钢机和步进梁等设备，如果炉门正在下降，需要将其升起，如果推钢机推出，需要将其收回，如果步进梁动作，需要使其回到托钢位以下，以保证设备的安全，当人工或系统自动调整钢坯位置后，再使设备恢复正常生产流程。若推杆没有触碰到钢坯，则认为钢坯定位位置合适，继续进行后面的全自动流程。

相应的，本发明还提供一种加热炉钢坯定位位置检测方法，参考附图7所示，所述方法包括以下步骤：

S101：推动安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸的推杆，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前；

S102：检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时，发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作。

具体的，结合附图7所示步骤，本发明提供的一种加热炉钢坯定位位置检测方法，推动安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸的推杆，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前；检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时，发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作。具体的，加热炉钢坯定位位置检测系统的定位装置检测所述推杆是否触碰到了钢坯，当加热炉钢坯定位位置检测系统的定位装置检测到所述推杆触碰到钢坯时，所述定位装置发送保护信号，该保护信号可以停止加热炉电气设备动作，同时，所述定位装置记录钢坯偏离正常位置，以便后面对偏离的钢坯进行位置调整。

步骤S101：推动安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸的推杆，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前；

具体的，安装于推钢机端部的推杆与推钢机上固有推杆一样产生推进动作推入炉内，该推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前。

步骤S102：检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时，发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作。

具体的，推杆推入炉内后，由于靠近推钢机端部的推杆要比推钢机上的固有推杆更靠近推钢孔的位置，所以能够更先靠近钢坯，所以可以通过检测靠近推钢机端部的推杆是否触碰到钢坯判断钢坯定位位置是否合适，在检测到所述推杆触碰到钢坯时判断钢坯定位位置不合适，同时记录钢坯偏离正常位置并发送保护信号，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作；如果没有检测到所述推杆触碰到钢坯，则可判断钢坯定位位置合适，可以继续进行后面的全自动流程。

优选的，以推杆固定在推钢机上，且所述推杆为实心杆为例，所述推杆比推钢机上的固有推杆长约20cm，则推进动作后，若撞击了钢坯，则推杆后侧的定位装置，比如为限位开关，产生安全信号，系统停止加热炉电气设备动作，判断钢坯定位不合适，根据定位装置记录的钢坯偏离正常位置调整钢坯位置对钢坯定位位置重新进行调整；反之，若推杆推进动作后未撞击到钢坯，则判断钢坯定位位置合适，可以继续进行后面的全自动流程。

本步骤的具体说明可以参考系统实施例1中的详细描述，这里不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，描述得比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。以上所述仅是本发明的具体实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

本发明针对现有技术中不能保证准确、可靠的自动装钢问题提供了一种加热炉钢坯定位位置检测系统及方法，通过推钢机上新增推杆解决了现有的钢坯定位无法判断钢坯的定位位置是否准确的问题，使得在定位失误钢坯还没完全入炉的情况下能够防止炉门降下且推钢机步进梁动作损坏设备和炉门口炉墙，提高了定位的快速性和安全可靠性。

Claims (11)

1.一种加热炉钢坯定位位置检测系统，其特征在于，所述系统包括：

推杆和定位装置；

所述推杆安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前，所述定位装置用于检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时，发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括旋转轴，所述旋转轴安装于所述推杆与所述推钢机相连接的端部。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括复位装置，所述复位装置安装于所述推杆后侧，用于在推杆推进后使所述推杆恢复到初始位置。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位装置为限位开关、位置开关、位移传感器或压力传感器。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述复位装置为弹性复位装置或电机驱动复位装置。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述推杆为固定推杆，该固定推杆包括套筒和内芯棒，所述套筒套在内芯棒的外面。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述套筒安装于所述推钢机端部的一端封闭，沿着所述推钢机的固有推杆的延伸方向延伸的一端敞开，所述定位装置安装于所述套筒封闭的一端的外侧。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述套筒安装于所述推钢机端部的一端封闭，沿着所述推钢机的固有推杆的延伸方向延伸的一端敞开，所述定位装置安装于所述套筒封闭的一端的内侧。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述套筒的两端都敞开，安装于推钢机端部的所述固定推杆的内芯棒的后侧安装所述定位装置。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述推杆为不固定推杆，该不固定推杆是实心杆，所述不固定推杆安装于推钢机的一端，所述定位装置安装于所述不固定推杆的后侧。

11.一种加热炉钢坯定位位置检测方法，其特征在于，所述方法包括：

推动安装于推钢机的端部并沿着推钢机的固有推杆的延伸方向延伸的推杆，所述推杆延伸的终点位置比所述推钢机的固有推杆延伸的终点位置靠前；

检测所述推杆是否触碰到钢坯，在检测到所述推杆触碰到钢坯时，发送保护信号，并记录钢坯偏离正常位置，所述保护信号用于停止加热炉电气设备动作。