CN104848793B - 在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炼钢连铸技术领域，尤其涉及一种在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法及系统。根据已切连铸坯的定尺长度L₀确定触发式开关与测距仪在已切连铸坯前进方向上的水平距离D并设置触发式开关及测距仪，在已切连铸坯的坯尾行进至触发式开关所在的位置或已切连铸坯的坯头行进至触发式开关所在的位置时，记录此时测得的测距仪与已切连铸坯的坯头或坯尾在已切连铸坯前进方向上的水平距离L₁；由计算机计算已切连铸坯的实际长度：L＝D‑L₁。本发明实现了在线测量已切连铸坯的长度，无需停机，测量精度高，满足了工艺需求，最终提高产品合格率以及降低成本。

Description

在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法及系统

技术领域

本发明涉及炼钢连铸技术领域，尤其涉及一种在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法及系统。

背景技术

在炼钢连铸领域，连铸坯在拉矫机的作用下以0.5～3m/min的拉坯速度(简称“拉速”)在辊道上行进，然后其在行进过程中被定尺切割装置切割成所需要的长度，经其切割出来的连铸坯即已切连铸坯再经出坯辊道高速(20～30m/min)输送至下一工序。

由于定尺切割装置存在测量误差、机械延时、回位不准等问题，造成了已切连铸坯的长短不一，直接影响了连铸机的产品质量和成本。

随着市场的变化和对连铸坯质量要求的提高，成本压力越来越大，因此对已切连铸坯长度的精度要求也越来越高，尤其对于要实施连铸坯热送工艺的连铸机来说，提出了更严格的要求：一是已切连铸坯长度的精度要控制在0～10mm以内；二是将超出该范围的已切连铸坯识别出来防止其进入下一工序；三是尽可能低地减少已切连铸坯的热量损失，将其快速地送入热轧工序。为此，非常有必要对已切连铸坯在送入下一工序之前对其长度重新进行一次测量。

然而，当前的一些测量方法和装置存在各种各样的缺陷：有的是测量出的长度误差较大；有的是先让已切连铸坯在出坯辊道上停止，待测量完后再将已切连铸坯输送走，而这又散失了较多的已切连铸坯热量。其缺点是都难以满足工艺要求。鉴于此，亟待提出一种在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法和系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法及系统，以解决现有技术中存在的无法在线准确测量已切连铸坯长度的技术问题。

本发明提供的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法，包括以下步骤：

根据已切连铸坯的定尺长度L₀确定触发式开关与测距仪在已切连铸坯前进方向上的水平距离D，并使D>L₀；

由同步触发器控制触发式开关间歇性的检测触发信号并同步同频率的控制测距仪测量测距仪与已切连铸坯的坯头或坯尾在已切连铸坯前进方向上的水平距离；

在已切连铸坯的坯尾行进至触发式开关所在的位置或已切连铸坯的坯头行进至触发式开关所在的位置时，触发式开关被触动，按时序标记并存储此时测距仪与已切连铸坯的坯头或坯尾在已切连铸坯前进方向上的水平距离L₁；

计算已切连铸坯的实际长度：L＝D-L₁。

优选的，所述触发式开关为光电传感器，所述测距仪为激光测距仪。

优选的，所述光电传感器和激光测距仪的响应时间均不大于10ms。

本发明还提供了一种在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统，包括：

触发式开关，检测已切连铸坯的坯头或坯尾的位置信息，并在已切连铸坯的坯头或坯尾行进至触发式开关所在位置时被触发，同时发送位置信息；

测距仪，测量测距仪与已切连铸坯的坯尾或坯头在已切连铸坯前进方向上的水平距离；

同步触发器，分别与触发式开关、测距仪以及计算机电连接；用于控制触发式开关间歇性的检测触发信号并同步同频率的控制测距仪测量测距仪与已切连铸坯的坯头或坯尾在已切连铸坯前进方向上的水平距离；

计算机，按时序标记并存储触发式开关被触发时，触发式开关发送的位置信息以及测距仪测量的水平距离L₁，根据初始设置的触发式开关与测距仪在已切连铸坯前进方向上的水平距离D，按公式L＝D-L₁计算已切连铸坯的实际长度L。

优选的，所述触发式开关为光电传感器，所述测距仪为激光测距仪。

优选的，所述光电传感器和激光测距仪的响应时间均不大于10ms。

光电传感器和激光测距仪的响应速度越快越好，由同步触发器控制，能够使已切连铸坯的长度测量结果精度在10mm以内。

优选的，所述光电传感器设置在出坯辊道的上游，且其发射的光束与已切连铸坯的前进方向垂直；所述激光测距仪设置在出坯辊道的下游，且其发射的光束与已切连铸坯的前进方向平行。

优选的，所述光电传感器设置在出坯辊道的下游，且其发射的光束与已切连铸坯的前进方向垂直；所述激光测距仪设置在出坯辊道的上游，其发射的光束与已切连铸坯的前进方向平行。

优选的，所述在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统还包括安装装置；所述测距仪设置在所述安装装置上，且测距仪能绕安装装置的安装轴转动；当已切连铸坯行进到测距仪所在位置时，已切连铸坯推动测距仪转动，供已切连铸坯通过；当所述已切连铸坯完全通过测距仪所在位置后，测距仪依靠重力或弹簧弹力归位。

优选的，所述测距仪位于出坯辊道的一侧，测距仪发射的光束或波束以一定的角度斜着照射至已切连铸坯的坯头或坯尾，通过几何方法求出测距仪到已切连铸坯坯头或坯尾的水平距离。

优选的，所述触发式开关与测距仪在已切连铸坯前进方向上的水平距离D，比已切连铸坯的定尺长度大100mm以上。

触发式开关与测距仪在已切连铸坯前进方向上的水平距离在合适的范围内，可以提高测量精度。

本发明的有益效果为：

本发明通过同步触发器来控制触发式开关和测距仪分别同时测量已切连铸坯的长度，从而及时发现不符合要求的已切连铸坯并防止该已切连铸坯继续进入下一工序，最终提高产品合格率以及降低成本。本发明实现了在线测量已切连铸坯的长度，无需停机，操作人员可根据计算机输出的测量结果，在已切连铸坯进入下一工序前，将不合格产品拣出，满足了连铸坯热送工艺的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明提供的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法流程示意图；

图2是本发明实施例一提供的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统结构示意图；

图3是本发明实施例二的工作原理示意图。

附图标记：

1-辊道； 2-连铸坯； 3-火焰切割机；

4-计算机； 5-光电传感器； 6-激光测距仪；

7-已切连铸坯； 8-同步触发器； 9-中间辊道；

10-出坯辊道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明提供的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法流程示意图。

如图1所示，所述的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法，包括以下步骤：

S1：获取连铸坯的定尺长度设定值L₀；

S2：根据所述设定值L₀，确定用于测量已切连铸坯长度L的光电传感器和激光测距仪的安装位置，并使所述已切连铸坯的定尺长度L₀小于所述光电传感器和激光测距仪之间的水平距离D；

S3：将所述光电传感器和激光测距仪分别与同步触发器相连，在光电传感器间歇性的检测已切连铸坯的位置信息的同时，由激光测距仪同频率同步测量激光测距仪与已切连铸坯的坯头或坯尾在已切连铸坯前进方向上的水平距离；

S4：当所述光电传感器检测到已切连铸坯的坯尾行进至光电传感器所在的位置或已切连铸坯的坯头行进至光电传感器所在的位置时，由同步触发器控制计算机存储并按时序标记所述光电传感器和激光测距仪在该时刻测量的时间信息以及水平距离L₁；

S5：根据S4中存储并按时序标记的数据，根据公式L＝D-L₁计算出所述已切连铸坯的长度L。

本发明的一个优选方案中，所述光电传感器和激光测距仪的响应时间都小于等于10ms。响应时间越小，测量结果的精度就越高。

本发明的一个优选方案中，上述方法还可以包括：根据S5中计算出的已切连铸坯的长度L对定尺切割装置的定尺长度L₀进行修正的步骤。这有利于使切割出来的不同连铸坯长度偏差稳定在允许范围内，从而满足工艺要求，提高产品合格率以及降低成本。

图2是本发明实施例一提供的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统结构示意图。连铸坯2在拉矫机的作用下以2m/min的拉速在辊道1上从左向右行进，其在中间辊道9的行进过程中被火焰切割机3切割成所需要的长度，已切连铸坯7再经出坯辊道10以25m/min的高速输送至下一工序。

如图2所示，所述的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统包括：计算机4、光电传感器5、激光测距仪6、已切连铸坯7、同步触发器8、出坯辊道10。

光电传感器5，用于检测已切连铸坯7的一端是否到达其所在位置以及已切连铸坯7的一端到达其所在位置时的数据；激光测距仪6，用于测量其至已切连铸坯7另一端端头距离的数据；同步触发器8，与光电传感器5和激光测距仪6电连接，用于控制光电传感器5和激光测距仪6分别同时测量已切连铸坯7两端头的数据；计算机4，与光电传感器5、激光测距仪6和同步触发器8电连接，用于在光电传感器5检测到已切连铸坯7的一端到达其所在位置时，存储并按时序标记光电传感器5和激光测距仪6在该时刻测量的数据，以及根据已存储并按时序标记的数据计算出已切连铸坯7的长度L；其中，光电传感器5和激光测距仪6的安装位置根据定尺长度设定值L₀确定，并使所述尺长度设定值L₀小于光电传感器5和激光测距仪6之间的水平距离D。

进一步地，光电传感器5和激光测距仪6的响应时间都小于等于10ms。在本实施例中，光电传感器5和激光测距仪6的响应时间优选为1ms的；光电传感器5优选为激光传感器或光电开关。光电传感器5还可以用接近开关代替，激光测距仪6可以用超声测距仪、红外测距仪代替。

从以上描述及图2可知，在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统的测量部件设置在出坯辊道10上，以便在火焰切割机3对连铸坯2定尺切割以后，对已切连铸坯7的长度进行测量，检验其是否符合要求。下面以光电传感器5设置在出坯辊道10的上游，激光测距仪6设置在出坯辊道10的下游，以及光电传感器5设置在出坯辊道10的下游，激光测距仪6设置在出坯辊道10的上游两种情况列举实施例进行说明。

实施例一

参见图2，光电传感器5设置在出坯辊道10的上游，其发射的光束垂直于已切连铸坯7，用于测量已切连铸坯7坯尾到位(到达光电传感器5的位置)的时刻；激光测距仪6设置在出坯辊道10的下游，其发射的光束平行于已切连铸坯7，用于测量其至已切连铸坯7坯头的距离。

优选地，将激光测距仪6固定在靠近横移区辊道的出坯辊道10的末端，即已切连铸坯7不会从激光测距仪6上经过。同步触发器8设置在电气室，与光电传感器5和激光测距仪6电连接，用于控制光电传感器5和激光测距仪6分别同步同频率测量数据。计算机4也设置在电气室，与光电传感器5、激光测距仪6和同步触发器8电连接，用于在光电传感器5测量到已切连铸坯7坯尾到位时，存储并按时序标记光电传感器5和激光测距仪6在该时刻测量的数据，以及根据存储并按时序标记的数据计算出已切连铸坯7的长度L。

已切连铸坯7的长度L测量原理简介如下：光电传感器5和激光测距仪6由同步触发器8调整为同步工作，并以响应时间为测量间隔，间歇性的持续检测光电传感器5的触发信号以及激光测距仪6与已切连铸坯7的坯头在已切连铸坯前进方向上的水平距离。当光电传感器5检测到已切连铸坯7的坯尾行进到位时被触发，同时发送位置信息至计算机4和同步触发器8，并由同步触发器8控制计算机4存储并记录此时的激光测距仪6与已切连铸坯7的坯头在已切连铸坯前进方向上的水平距离L₁。

因为光电传感器5的位置确定，当其测到已切连铸坯7坯尾到位时，即可知道已切连铸坯7坯尾的位置，又因为激光测距仪6的位置确定以及它获取了其到已切连铸坯7坯头的水平距离L₁，再结合已经确定的光电传感器5和激光测距仪6之间的水平距离D，因此，计算机4可以根据L＝D-L₁计算出已切连铸坯7的长度L。

为了保证测量的精度，应在光电传感器5被触发时，保证激光测距仪6与已切连铸坯7的坯头之间有足够的距离，通常情况下，应保证L₁≥100mm。

计算机4将计算得到的结果按时间顺序编号输出，由工作人员根据输出结果将不合格产品拣出。

实施例二

参见图3，光电传感器5设置在出坯辊道10的下游，其发射的光束垂直于已切连铸坯7，用于测量已切连铸坯7坯头到位的时刻；激光测距仪6设置在出坯辊道10的上游，其发射的光束平行于已切连铸坯7，用于测量其至已切连铸坯7坯尾的距离。

优选地，激光测距仪6固定在安装装置上。所述安装装置包括转轴和连接臂；所述连接臂的一端通过安装轴安装在出坯辊道10的上方或下方，连接臂的另一端安装激光测距仪6；所述连接臂与安装轴之间设置复位弹簧。激光测距仪6能绕安装装置的安装轴转动；当已切连铸坯7行进到激光测距仪6所在位置时，已切连铸坯7靠重量推动激光测距仪6转动，避让已切连铸坯7，供其通过；当所述已切连铸坯7完全通过激光测距仪6所在位置后，激光测距仪6依靠重力或弹簧弹力归位。

或者，该安装装置使用专利申请号为201420474129.1中公开的安装装置。

同步触发器8控制光电传感器5和激光测距仪6分别同时测量数据。当光电传感器5检测到已切连铸坯7的坯头到位时，计算机4存储并按时序标记光电传感器5和激光测距仪6在该时刻测量的数据，以及根据存储并按时序标记的数据计算出已切连铸坯7的长度。其测量与计算原理与实施例一相同，在此不再进行描述。

可选地，激光测距仪6发射的光束以还可以一定的角度斜着照射至已切连铸坯7坯尾。在这种情况下，可通过几何方法求出激光测距仪6到已切连铸坯7坯尾的水平距离。为了保证精度，激光测距仪6发射的光束与已切连铸坯7的前进方向的夹角不超过30°。

上述实施例的在线测量高速输送的已切连铸坯长度系统可以在线测量出已切连铸坯7的长度，通过同步触发器8来控制响应时间小于等于10ms的光电传感器5和激光测距仪6来分别同时测量已切连铸坯7两端的位置信息并换算为长度，可以减小不同测量部件在不同时刻的测量误差，从而提高测量精度，满足工艺要求，最终提高产品合格率以及降低成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (9)

1.一种在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据已切连铸坯的定尺长度L₀确定触发式开关与测距仪在已切连铸坯前进方向上的水平距离D，并使D>L₀；

由同步触发器控制触发式开关间歇性的检测触发信号并同步同频率的控制测距仪测量测距仪与已切连铸坯的坯头或坯尾在已切连铸坯前进方向上的水平距离；

在已切连铸坯的坯尾行进至触发式开关所在的位置或已切连铸坯的坯头行进至触发式开关所在的位置时，触发式开关被触动，按时序标记并存储此时测距仪与已切连铸坯的坯头或坯尾在已切连铸坯前进方向上的水平距离L₁；

计算已切连铸坯的实际长度：L＝D-L₁；根据已切连铸坯的实际长度对定尺切割装置的定尺长度L₀进行修正；

当已切连铸坯行进到测距仪所在位置时，已切连铸坯推动测距仪绕安装装置的安装轴转动，供已切连铸坯通过；当所述已切连铸坯完全通过测距仪所在位置后，测距仪依靠重力或弹簧弹力归位。

2.根据权利要求1所述的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法，其特征在于，所述触发式开关为光电传感器，所述测距仪为激光测距仪。

3.根据权利要求2所述的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的方法，其特征在于，所述光电传感器和激光测距仪的响应时间均不大于10ms。

4.一种在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统，其特征在于，包括：

触发式开关，检测已切连铸坯的坯头或坯尾的位置信息，并在已切连铸坯的坯头或坯尾行进至触发式开关所在位置时被触发，同时发送位置信息；

测距仪，测量测距仪与已切连铸坯的坯尾或坯头在已切连铸坯前进方向上的水平距离；

同步触发器，分别与触发式开关、测距仪以及计算机电连接；用于控制触发式开关间歇性的检测触发信号并同步同频率的控制测距仪测量测距仪与已切连铸坯的坯头或坯尾在已切连铸坯前进方向上的水平距离；

计算机，按时序标记并存储触发式开关被触发时，触发式开关发送的位置信息以及测距仪测量的水平距离L₁，根据初始设置的触发式开关与测距仪在已切连铸坯前进方向上的水平距离D，按公式L＝D-L₁计算已切连铸坯的实际长度L；

定尺切割装置，与所述计算机电连接；

安装装置，所述测距仪设置在所述安装装置上，且测距仪能绕安装装置的安装轴转动；当已切连铸坯行进到测距仪所在位置时，已切连铸坯推动测距仪转动，供已切连铸坯通过；当所述已切连铸坯完全通过测距仪所在位置后，测距仪依靠重力或弹簧弹力归位。

5.根据权利要求4所述的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统，其特征在于，所述触发式开关为光电传感器，所述测距仪为激光测距仪。

6.根据权利要求5所述的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统，其特征在于，所述光电传感器和激光测距仪的响应时间均不大于10ms。

7.根据权利要求5所述的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统，其特征在于，所述光电传感器设置在出坯辊道的上游，且其发射的光束与已切连铸坯的前进方向垂直；所述激光测距仪设置在出坯辊道的下游，且其发射的光束与已切连铸坯的前进方向平行。

8.根据权利要求5所述的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统，其特征在于，所述光电传感器设置在出坯辊道的下游，且其发射的光束与已切连铸坯的前进方向垂直；所述激光测距仪设置在出坯辊道的上游，其发射的光束与已切连铸坯的前进方向平行。

9.根据权利要求4所述的在线测量高速输送的已切连铸坯长度的系统，其特征在于，所述触发式开关与测距仪在已切连铸坯前进方向上的水平距离D，比已切连铸坯的定尺长度大100mm以上。