CN103993157B - 一种安全的加热炉自动装钢定位装置及方法 - Google Patents

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本发明公开了一种安全的加热炉自动装钢定位装置和方法，所述装置包括：激光测距仪、入炉辊道和装料悬臂辊道。所述方法包括：安装激光测距仪；通过入炉辊道并以1.2m/s～1.5m/s的速度向加热炉内送钢，同时使炉内装料悬臂辊道也提升至1.2m/s～1.5m/s的速度运转；激光测距仪感测到钢坯头经过钢坯自身长度的2/3时启动定位；根据钢坯自身长度2/3时的定位距离和速度确定钢坯大部分通过激光测距仪的延时时间，通过延时时间判断钢坯大部分通过激光测距仪时，使入炉辊道和装料悬臂辊道的速度降低至0.4m/s；激光测距仪测得钢坯尾部离开时，并延时一定时间后停止辊道，定位结束。本发明解决了现有的炉前冷热金属检测器容易被黑烟、移动物体等误触发，无法判断是否存在故障，无法可靠保证钢坯已完全入炉的问题，同时提高了定位的快速性和安全可靠性。

Description

一种安全的加热炉自动装钢定位装置及方法
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种安全的加热炉自动装钢定位装置及方法。
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。
为了提高加热炉内的自动化水平，现有技术一般通过炉前冷金属检测器和固定在加热炉内的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，还会因钢坯弯曲打滑、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。
由于环境温度高、辊道振动大和磨损大，编码器极易损坏，且更换较费时间，在没有备件时会影响正常生产。为了减小最终定位过程的惯性滑行产生的误差，变频装置的减速时间往往需要调的很小以起到制动作用，造成制动电阻损坏过快。
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。
另外，现有技术中，常在入料炉门前使用冷热金属检测器触发自动装钢的启动信号。由于金属检测器的信号是开关量信号，当人员走动、黑烟、刮风时物体吹过或者因加热炉过热引起的线路熔断短路而产生无信号，会造成一定安全隐患。
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
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种安全的加热炉自动装钢定位装置及方法，采用安装离炉门较近的激光测距仪并取消编码器的使用，通过在加热炉炉口的激光测距仪实现较快速可靠的定位。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
一种安全的加热炉自动装钢定位装置，该装置包括：
包括激光测距仪、入炉辊道和装料悬臂辊道；
所述激光测距仪，用于将钢坯可靠入炉定位；
入炉辊道，用于将钢坯运送于加热炉内；
装料悬臂辊道，用于接收待加热的钢坯，并使钢坯在加热炉内加热。
一种安全的加热炉自动装钢定位方法，该方法包括：
安装激光测距仪；
通过入炉辊道并以1.2m/s～1.5m/s的速度向加热炉内送钢，同时使炉内装料悬臂辊道也提升至1.2m/s～1.5m/s的速度运转；
激光测距仪感测到钢坯头经过钢坯自身长度的2/3时启动定位；
根据钢坯自身长度2/3时的定位距离和速度确定钢坯大部分通过激光测距仪的延时时间，通过延时时间判断钢坯大部分通过激光测距仪时，使入炉辊道和装料悬臂辊道的速度降低至0.4m/s；
激光测距仪测得钢坯尾部离开时，并延时一定时间后停止辊道，定位结束。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
解决了现有的炉前冷却金属检测器容易被黑烟、移动物体等误触发，无法判断是否存在故障，无法可靠保证钢坯已完全入炉的问题，同时提高了定位的快速性和安全可靠性。
所述定位方法主要通过缩短定位距离和延缓加减速过程的方法进行改进。通过缩短定位距离，定位过程可以在钢坯大部分进入加热炉后启动，避免了炉内炉外辊道速度不匹配和打滑等因素造成的误差。通过降低匀减速过程减速度，避免钢坯打滑和惯性滑行造成的误差。定位准确率很高，更加安全可靠，几乎再没有定位失误现象出现。降低了维护成本，取消了编码器的使用，并降低了制动电阻的损耗。
附图说明
图1是安全加热炉自动装钢定位装置运作结构示意图；
图2是安全加热炉自动装钢定位装置运作过程结构示意图。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出本发明的多个结构方式和制作方法。因此以下具体实施方式以及附图仅是本发明的技术方案的具体说明，而不应当视为本发明的全部或者视为本发明技术方案的限定或限制。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，安全加热炉自动装钢定位装置包括：激光测距仪、入炉辊道和装料悬臂辊道；
所述激光测距仪，用于将钢坯可靠入炉定位；
入炉辊道，用于将钢坯运送于加热炉内；
装料悬臂辊道，用于接收待加热的钢坯，并使钢坯在加热炉内加热。
所述激光测距仪设置有防尘罩和冷却罩。
上述激光测距仪设置在加热炉炉门0.5米距离处。
上述激光测距仪距离辊道的纵向距离大于2米。
上述装置还包括推钢机。
通过上述激光测距仪，可以保证定位的安全和可靠性。假设激光测距仪距离辊道边缘为x米，辊道通常宽度在0.3米左右，则有钢坯通过时，测距仪测得的距离应在x米到x+0.3米的范围之间，如果不在这个范围之间，则认为有移动物体或者黑烟等影响。
本实施例还提供了一种安全的加热炉自动装钢定位方法，该方法包括：
安装激光测距仪；
通过入炉辊道并以1.2m/s～1.5m/s的速度向加热炉内送钢，同时使炉内装料悬臂辊道也提升至1.2m/s～1.5m/s的速度运转；所述速度也可以依据实际情况进行修改。
激光测距仪感测到钢坯头经过钢坯自身长度的2/3时启动定位；
当激光测距仪测得钢坯头部经过且在正常距离范围(钢坯自身长度的2/3时)内时启动定位，延时3.5秒(也可依据现场反复测试的最佳值，或者用定位距离除以速度计算出)。
根据钢坯自身长度2/3时的定位距离和速度确定钢坯大部分通过激光测距仪的延时时间，通过延时时间判断钢坯大部分通过激光测距仪时(钢坯头部被测距传感器检测到时，按照上述时间延时，延时时间到达后，则认为钢坯通过所述距离长度)，使入炉辊道和装料悬臂辊道的速度降低至0.4m/s；
激光测距仪测得钢坯尾部离开时，并延时3.5秒(也可以依据现场反复测试的最佳值，或者用定位距离除以速度计算出)后停止辊道，定位结束。其中，最后的3.5秒的延时可以固定不变，因为虽然钢坯的长度略有不同，但钢坯定位距离缩短了，产生的误差很小。
另一个实施过程说明如图2中所示：在入炉口离入料炉门内侧炉墙0.35米的距离处(假如炉墙内宽12.7米，钢坯最长12米，则需保证钢坯离两侧炉墙距离相等，需各保留0.35米的距离，即0.35为安全距离)，留有一个直径约6厘米的开孔，使测距传感器发出的垂直于炉墙的激光信号。如果测量反馈距离过小于1到3米的范围(此距离按照入炉钢坯到测距仪的距离来定)，即入炉钢坯挡住测距传感器发出的信号，则认为入炉钢坯尾部离炉墙过近，可能没有完全入炉。如果测量距离大于3米，则说明，钢坯定位距离炉墙内侧距离合适，则可以继续正常的控制流程。如果测距传感器反馈值超出量程范围或者反馈故障信号，则认为测距传感器损坏，需要更换。
通过上述实施例，定位准确率很高，几乎再没有定位失误现象出现。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种安全的加热炉自动装钢定位方法，其特征在于，所述方法包括：
安装激光测距仪；
通过入炉辊道并以1.2m/s～1.5m/s的速度向加热炉内送钢，同时使炉内装料悬臂辊道也提升至1.2m/s～1.5m/s的速度运转；
激光测距仪感测到钢坯头经过钢坯自身长度的2/3时启动定位；
根据激光测距仪感测到钢坯头经过钢坯自身长度的2/3时的定位距离和速度确定钢坯大部分通过激光测距仪的延时时间，通过延时时间判断钢坯大部分通过激光测距仪时，使入炉辊道和装料悬臂辊道的速度降低至0.4m/s；
激光测距仪测得钢坯尾部离开时，并延时一定时间后停止辊道，定位结束。
2.根据权利要求1所述的安全的加热炉自动装钢定位方法，其特征在于，所述激光测距仪设置在加热炉炉门0.5米距离处。
3.根据权利要求1所述的安全的加热炉自动装钢定位方法，其特征在于，所述激光测距仪测得钢坯尾部离开时，根据钢坯的定位距离和速度判断辊道停止时需要的延时时间，通过所判断的延时时间后停止辊道，钢坯定位结束。
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