CN104169441B - 熔炉中装料的管理方法以及相应的装载设备 - Google Patents

Abstract

熔炉（14）中金属装料（11）的管理方法，所述方法至少包括在存储区域（13）中放置需要熔化的金属材料的步骤，从所述存储区域（13）提取所述金属材料，并用装载元件（19‑22）将所述金属材料装载到进料元件（12）上的步骤，以及进料步骤，在所述进料步骤中，所述进料元件（12）将所述材料送至熔炉（14）中。所述放置步骤将所述存储区域（13）划分成多个特定区域（33‑40），在每个所述特定区域放置所述金属材料的区别类型（23‑30），且在所述提取和装载步骤期间，所述处理装置（50）指挥所述装载元件（19‑22）的动作，所述装载元件（19‑22）根据所需要的模式和数量，从所述特定区域（33‑40）中提取材料类型（23‑30），并将其装载到进料元件（12）上。

Description

熔炉中装料的管理方法以及相应的装载设备

技术领域

本发明涉及一种被引入例如电弧类型的熔炉中的金属装料的管理方法，以及金属材料的相应装载设备。

金属装料主要包含未分化的废料，该废料每一次补充到经过选择的金属材料中，从而得到所需要的钢铁最终组合物。

本发明有利地涉及装料的管理，该装料通过设置在熔炉本身的特定的孔来被引入到所述熔炉内。

背景技术

众所周知，在出钢和涉及任何可能的剩余液体倾侧之后，将金属装料引入到熔炉的过程提供了引入需要熔化材料的工序步骤的顺序：在大多数情况下，工人负责执行和指挥所述顺序。

因此，例如，可能工人每一次指挥按顺序的引入熔炉时首先为铸铁板，随后是可能是与其他类型废料混合的低值废料，再之后为更高价值废料，最后为铸铁板的另一次装料。

所引入的金属的类型取决于所需得到的钢铁的类型，引入材料的顺序由需要执行的熔化过程来决定。

众所周知，可使用连续废料输送机来装载熔炉，该废料输送机和熔炉顶部或板的特定孔配合。

同样已知地，在熔化过程期间，该孔能被关闭或保持打开，熔炉出来的烟雾可以在待用或处于运输步骤的废料的上方和/或废料之间流动。在这种方式下，烟雾得到净化，同时加热了废料。

当废料通过输送带或振动输送机运输时，输送带或振动输送机通常从电弧炉处伸出，至少有一个仓库长，通常有两个仓库长，在所述仓库中放置不用类型和/或大小的废料堆。

通常地，为了在理想的顺序和数量下进行装载废料，每个仓库设有一个或多个起重机用作熔炉装料的连续运输机。

根据想要的类型和顺序，专业人员控制和指挥起重机来进行提取和放置材料。

众所周知，在连续运输机的情况下，置于运输机的装料不能超过一定的体积，且装料之间不能留有空隙。

体积根据熔炉的装载孔或开口来确定。

装料的连续性有利于节能和装载时间。

同样已知地，起重机通常用磁铁或章鱼爪从堆里提起装载材料，随后，将其装载到运输机上。

关于已知的用于装载熔炉的方法，本发明的一个目的在于控制在连续运输机上运输的装料的连续性。

另一个有联系的目的在于控制装料的组成，以在熔化过程结束时，获得具有理想性能的金属产品。

另一个有联系的目的在于控制和管理用于放置特定材料的区域，所述特定材料用于各种不同类型的装料。

本发明衍生的一个目的在于根据预定义的和控制的工作方案，配合以及管理每件事物。

本发明的目的也在于优化用于管理熔炉中金属装料的方法，该方法能限制或可能消除专业人员在控制和指挥起重机和连续运输机过程中的干预。

发明内容

以上描述的主要目的和优势通过用于管理熔炉的装料的方法以及相应装载设备得到。

根据本发明，一个或多个存放区域，例如仓库的部分，其中每个所述区域指定用于存储不同的相互分化的装料材料。每个放置区域分成特定区域，每个所述特定区域根据所要放置材料的类型，依次进行编码。

这里和之后的说明书中，所说的材料类型，我们指的是具有同样特征的材料，这些特性例如通过金属材料的来源，组成，杂质或污染物的水平来决定。例如，所提供的金属材料由低值废料，较高值废料，铸铁板或其它类型组成。

根据一个变形例，至少主要的特定区域由检测装置来协助，所述检测装置连续地或周期地控制所述区域的材料的体积和/或放置。尤其地，所述检测装置适合于检测放置在特定区域的金属材料堆的体积轮廓，以及发送到处理装置的数据可通过例如指挥所要提取的装料或通过绕过障碍物，来避免所述装载元件和金属材料之间碰撞。

因此，可以保持不断地监控材料的数量，以致如果必要的话，提供补充。

本发明的精神在于提供一种装载设备，所述装载设备包括数据处理装置，连同特定的存储器，所述特定的存储器控制和管理至少与最广泛使用材料相关的专门的特定放置区域，以执行所需的以及与熔化过程的进展相关的功能。

本发明的精神在于提供一种具有多个装载元件的装载设备，所述装载元件例如为门式台架，起重机以及提取装备，比如章鱼爪，磁铁或其它类似元件，或者执行相同功能的元件，以将金属材料装载到进料元件，例如，向熔炉输送金属材料的输送机。

在其它实施例中，也提供一种进料元件，所述进料元件包括篮子或其它类似的容器，所述篮子或其它类似的容器用限定的顺序来装载金属材料，所述金属材料随后被卸载到熔炉中。

存放于至少一个仓库的所述装载元件的功能是根据为了得到最终产品而制备的特定装料，由数据处理装置直接管理和控制。

根据本发明的另一个变形例，为了减少运动时间，所述处理装置使所述装载元件的运动轨道得到优化。

例如，所述装载元件的经过优化的轨道能够防止其对特定区域的材料堆，以及可能的设备或可能存在的其它障碍物的任何碰撞；它们还可以根据行进的减少和与放置区域有关的管理要求，减少自身的行进，来确定从哪个特定区域来提取材料。

此外，在其它实施例中，所述处理装置还确定运动规律，比如速度曲线或加速度，以将分配给运动元件的驱动部件来开启它们，以及分配到制动步骤来防止被运输的悬挂负载的振动。

根据本发明的一个实施例，用于检测材料数量的传感器与装载元件连接，所述材料的数量例如为每次从特定区域提取的材料的体积和重量。

通过这种方式，可准确地确定每一类送入熔炉的材料的数量。

传感器检测到的数据通过处理装置进行适当地处理。

根据本发明的一个变形例，门架中可能存在接近设备，所述接近设备向其它门架操作，也向仓库的结构以及装料接收元件操作，来同时确定它们的位置，用于防止干扰其它门架的问题，或确定行进结束的条件。

本发明的一个变形例提供了一种装载设备的数据处理装置以两个方向的方式与另一个数据处理装置直接相互作用，所述另一个数据处理装置管理和控制时间范围内的金属装料的熔化过程，所述时间范围包括在一个周期的开始和接下来的周期开始之间。

上述的其它处理装置可包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器和第二处理器分别控制和管理熔炉和输送机的功能。

因此，根据本发明的方法，以逐点的和可重复的方式，来控制和管理熔化过程和要得到的金属产品的最终性能。

进一步地，在这种情况下，不再需要专业人员来干预其中的运动以及通过适当的方式来进行装载材料的操作。

也需指出的是，本发明也提供信息的反馈，从而装载设备的数据处理装置可存储和更新个人数据库，也可识别错误或其它。

附图说明

本发明的这些和其它特征通过以下描述的实施例，并接合附图从而变得得明显，以下实施例为非限制性实施例，其中：

图1为本发明用于装载金属材料到熔炉的装置的简要图；

图2为图1的平面图。

具体实施方式

参考附图，本发明的用于装载金属材料的设备通过数字10表明其整体，并用于管理和控制将金属装料11装载到进料元件中，在这种情况下，连续输送机12依次进料给熔炉，在本申请中，该熔炉为电弧炉14。

在其他实施例中，所述进料元件可包括容纳部件，比如用于容纳废料的篮子，所述篮子用于装载随后卸载到电弧炉14的金属材料。

根据本发明，所述装载设备10包括多个装载元件，所述装载元件用于从本申请为仓库13的存储区域处提取金属材料，来使其可用于输送机12。

在这种情况下，进料元件包括四个门架15,16,17,18，所述门架在仓库13的两个隔室内操作，且每个所述门架都安装有起重机19,20,21,22。

在仓库13的两个隔室中，放置有多个废料堆或装载材料堆。所述废料堆由明确限定的材料组成，分别用标记23,24,25,26,27,28,29和30表示。材料类型23-30分别放置在特定区域，所述特定区域分别用33,34,35,36,37,38,39和40表示，从而每个特定区域33-40对应于每种材料类型23-30。

特定区域33-40设置在门架15-18的操纵空间里面。

根据起重机要执行的功能和所需提取的材料类型23-30，起重机19-22配备有章鱼爪41或磁铁42，或章鱼爪和磁铁。

通常地，将门架15-18滑动地安装在纵向导轨44。

更具体地，所述起重机19-22用于通过与输送机连接的装载料斗46，将材料类型23-30卸载到输送机12中。

所述门架15-18和起重机19-22均提供有接近装置45，所述接近装置45能够检测附近的障碍物，比如导轨44的末端，另一个门架或诸如此类。

所述装载设备10具有处理装置50，所述处理装置50控制和指挥门架15-18，起重机19-22，章鱼爪41和磁铁42的驱动部件。

在一些实施例中，所述章鱼爪41和磁铁42也提供有传感器43，所述传感器43用于检测所提取的金属材料的数量和/或可能的重量。本发明中的传感器发送信号给处理装置50，来控制已经装载到输送机12的材料的数量。

所述处理装置50也接收由接近装置45发送的信号，来控制和管理驱动部件上的不同运动和动作。

所述处理装置50也与第一处理器51和第二处理器52相互作用，所述第一处理器51和第二处理器52分别控制和协调输送机12和电弧炉14的动作/过程。

在这种方式下，所述处理装置50能根据由熔化过程决定的电弧炉14和输送机12的条件，来控制和指挥门架15-18，起重机19-20，章鱼爪41和磁铁42的运动。

根据本发明，所述处理装置50也提供有检测装置55，所述检测装置55用于检测每个特定区域33-40中材料的数量。

尤其地，所述检测装置55以连续地或间隔固定时间，或在材料类型23-30已经从特定区域33-40中被提取后，检测剩余材料的数量。

所述检测装置55不仅确定每个特定区域33-40中材料的数量，还检测它们距离地面的高度。

特定区域33-40中的金属材料堆的高度的检测能够优化门架15-18和起重机19-22的行进，来防止章鱼爪41和磁铁42撞击所述堆。

根据本发明的另一个实施例，不同于分配到如图1所示的仓库13的固定部分，所述检测装置55直接位于门架15-18上。在这种情况下，在门架15-18运动时，该检测装置55检测数量和体积轮廓，即存在于特定区域33-40的材料堆的高度。这也能够减少为了操作需要而存在于仓库13中的检测装置的数目。

根据检测装置55所提供的信息，所述处理装置50提供给操作员有关于具有的金属材料的数量的信息，且提供必要的可能补充。

所述检测装置55可包括例如激光刷传感器，相机传感器，X射线传感器或类似物。

该电弧炉14具有偏心铸造孔，且通过一个或多个千斤顶60来移动。所述电弧炉14具有用于引入金属装料11的开口61，所述开口61至少部分地和选择性地可通过关闭元件62来闭合。

金属装料11通过输送机12送向开口61，并通过可伸缩牵引63卸载到电弧炉14中，从而不影响关闭元件62。

在本申请中，优选为振动式的输送机12具有盖64，所述盖64能够利用电弧炉14的烟气预热金属装料11。

电弧炉14中金属装料11的管理方法至少包括装载输送机12的步骤，以及检测放置于特定区域33-40的金属材料的数量的步骤。

所述装载步骤提供多个子步骤，在所述子步骤期间，根据由处理装置50提供的信息函数，起重机19-22适当地移动，从所需的特定区域33-40中提取确定的材料类型23-30。

根据熔化过程结束时所得到的产品的最终冶金性能，以及启动熔化过程时所需的能量消耗的优化，在输送机12上连续地提取和装载材料类型23-30。

门架15-18，起重机19-22，章鱼爪41和磁铁42的运动轨道通过处理装置50适当地优化，从而来防止碰撞固定部分，比如运输机12，料斗46或金属材料堆。这个操作也能够通过工厂效率的增加从而减少装载元件的运动次数。

此外，该处理装置50能限定给予驱动部件的运动规律，所述驱动部件与门架15-18，起重机19-22，章鱼爪41以及磁铁42相连接。尤其地，所述处理装置50在例如在门架15-18和起重机19-22的启动和制动时能限定所述定律，来改变给予所述装载元件的速度和加速度的改变。也可以研究改变速度和加速度的定律，来防止由于运输过程中悬挂的负载或其影响所致的章鱼爪41和/或磁铁42的碰撞。这能够加快装载金属材料到料斗46的操作。

如上面所解释的，为了优化轨道和确定改变速度和加速度的定律，所述处理装置50接收来自传感器43的信号，以及来自接近装置45和检测装置55的信号。

适当连续地移动门架15-18，从而得到金属装料11在输送机12中平均分布。

该第二处理器52将关于电弧炉14中金属材料熔化过程和铸造过程的状态的指示提供至处理装置50。

在熔化和/或铸造期间，处理装置50指挥所述起重机19-22的运动，从而该起重机19-22卸载材料类型23-30到输送机12的料斗46中。

所述第一处理器51提供输送机12里金属装料11的输料，以便随后将所述金属装料卸载到电弧炉14中。

金属装料11的进料能够使所述金属装料11在输送机12里均匀地分布。

为了这个目的，处理装置50，第一处理器51和第二处理器52的双向互动性是不可缺少的。

显然，可在不脱离本发明的范围和领域内对上述的装载装置10的部件进行修改和/或增加。

Claims (13)

1.熔炉(14)中金属装料(11)的管理方法，所述方法至少包括：

在存储区域(13)中放置多种区别类型的金属材料的步骤，所述区别类型至少包括低值废料、较高值废料、铸铁板或其他；

通过装载元件从所述存储区域(13)提取所述金属材料并将金属材料装载至进料元件(12)上的步骤；以及

进料步骤，在该步骤中，所述进料元件(12)将所述材料卸载到熔炉(14)中；

其特征在于，所述放置步骤将所述存储区域(13)划分成多个独特的特定区域(33-40)，在每个所述特定区域中放置所述金属材料的不同的材料类型(23-30)，每个特定区域(33-40)被根据其中所放置的金属材料的类型进行编码并包含具有相同特性的金属材料，

每个特定区域(33-40)至少与其自身的独特的装载元件相关联，且

在所述提取和装载步骤期间，处理装置(50)控制和指挥一个或多个装载元件的动作，所述装载元件根据要获得的产品的最终冶金性能、并根据启动熔化过程所需要消耗的能量的最优化，从一个和/或另一个所述特定区域(33-40)中提取所选择的材料类型(23-30)，并将其装载到所述进料元件(12)上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括检测放置于至少一些所述特定区域(33-40)中的所述材料类型(23-30)的数量和/或体积轮廓的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理装置(50)与所述进料元件(12)和装载元件的功能相互作用，以执行与所述熔化过程的进展状态有关的必需功能。

4.根据前述任一项权利要求中所述的方法，其特征在于，在所述提取和装载步骤期间，所述处理装置(50)与门架(15-18)、起重机(19-22)以及材料类型(23-30)的提取装备(41，42)的动作配合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述提取和装载步骤期间，所述处理装置(50)确定所述门架(15-18)、起重机(19-22)以及提取装备(41，42)的运动规律。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，传感器(43)与所述门架(15-18)、起重机(19-22)以及提取装备(41,42)中的至少其中一个相连，来确定每一次通过所述提取装备(41,42)所提取的金属材料的数量。

7.熔炉(14)中金属装料(11)的管理设备，所述设备包括：

存储区域(13)，在所述存储区域(13)中放置多种区别类型的独特的金属材料，所述区别类型至少包括低值废料、较高值废料、铸铁板或其他，以及

装载元件，所述装载元件用于从所述存储区域(13)中提取所述材料并将其卸载到进料元件(12)上，所述进料元件(12)将所述材料卸载到所述熔炉(14)中，

其特征在于，所述存储区域(13)划分成多个独特的特定区域(33-40)，每个所述特定区域(13)适于接收所述材料中的一种区别的材料类型(23-30)，每个所述特定区域根据所放置的金属材料的类型编码，并包含具有相同特性的金属材料，

每个所述特定区域(33-40)至少与其自身的独特的装载元件相关联，且

所述设备还包括处理装置(50)，所述处理装置(50)用于控制和指挥一个或多个所述装载元件的动作，以根据要获得的产品的最终冶金性能、以及根据启动熔化过程所需的能量消耗的最优化，来从一个和/或另一个所述特定区域(33-40)中提取所选择的材料类型(23-30)，并将所述材料类型(23-30)装载到所述进料元件(12)上。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备包括检测装置(55)，所述检测装置(55)至少用于检测放置于一些所述特定区域(33-40)中的所述材料类型(23-30)的数量和/或体积轮廓。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述检测装置(55)选自下组：激光刷传感器、相机传感器和X射线传感器。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的设备，其特征在于，接近装置(45)与至少一些装载元件和所述处理装置(50)连接，用于控制所述装载元件的运动和定位。

11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述处理装置(50)与第一处理器(51)和第二处理器(52)中的至少其中之一连接，所述第一处理器(51)和第二处理器(52)分别指挥和控制所述进料元件(12)和所述熔炉(14)。

12.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述装载元件包括至少门架(15-18)、起重机(19-22)以及所述材料类型(23-30)的提取装备(41,42)。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，用于检测由所述提取装备(41,42)提取的材料的数量的传感器(43)与所述门架(15-18)、起重机(19-22)以及提取装备(41,42)的至少其中之一连接。