CN106191347B - 一种高炉水渣全自动取渣系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高炉水渣全自动取渣系统，包括池上自动取渣机(4)、池侧运渣设备(5)和控制系统：池上自动取渣机(4)用于将渣池(2)中的高炉水渣输送至池侧运渣设备(5)；池侧运渣设备(5)能够将高炉水渣卸入驻车状态下的运渣车(6)内；控制系统能够控制该高炉水渣全自动取渣系统自动运行。该高炉水渣全自动取渣系统能够根据预先设置的程序自动运行，不需要专人值守，自动化程度高；该系统可与原有的人工吊车抓渣系统共存，方便改造，灵活性高；需要时可以把整个渣池进行环保型全封闭，对减少水渣系统的污染起到关键作用，能够带来明显的社会效益。

Description

一种高炉水渣全自动取渣系统

技术领域

本发明涉及冶金设备领域，具体的是一种高炉水渣全自动取渣系统。

背景技术

高炉冶炼时会产生高温液态的熔渣，国内通常采用沉淀过滤法水渣工艺对熔渣进行处理。高炉炉前进行水力冲渣，用水淬将熔渣击碎后，变成松散的水渣，水渣经冲渣沟进入过滤池，液态水经过滤池内的滤层过滤，在渣池底部留下固态的渣粒，然后通过人工操作桥式抓斗起重机对渣粒进行抓取、装车外运。

抓斗起重机自动化程度低，不能助力企业实现减员增效；抓斗起重机只能进行单行程断续抓渣，作业效率低；人工操作抓斗不能实现过滤池内渣粒的彻底清理，过滤池的滤料板结速度快；抓斗作业可能破坏滤料，需设置滤料防护措施，而防护措施不利于滤料的快速更换；抓斗起重机工作耗时长，运行成本高；人工操作抓斗往运渣汽车内卸料时容易撒料，增加现场工人额外工作量；水渣系统含硫蒸汽危害操作人员身体健康。

发明内容

为了解决现有的取渣和运渣效率低下的问题，本发明提供了一种高炉水渣全自动取渣系统，该高炉水渣全自动取渣系统自动化程度高，能够实现环保、节能、高效、连续作业，完全可以取代桥式抓斗起重机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高炉水渣全自动取渣系统，包括池上自动取渣机、池侧运渣设备和控制系统：

池上自动取渣机，用于将渣池中的高炉水渣输送至池侧运渣设备；

池侧运渣设备，设置于渣池的一侧外，能够将高炉水渣卸入驻车状态下的运渣车内；

控制系统，控制该高炉水渣全自动取渣系统自动运行。

池上自动取渣机含有链斗机构、升降机构、大车行走机构、小车行走机构和机上胶带机，池上自动取渣机位于渣池的上方，链斗机构能够将高炉水渣从渣池底部运到大车行走机构上部的机上胶带机，机上胶带机能够将高炉水渣运到渣池的一侧外，大车行走机构能够带动链斗机构沿渣池的长度方向移动取渣，小车行走机构能够带动链斗机构沿渣池的宽度方向移动取渣，升降机构能够提升链斗机构的高度。

池侧运渣设备含有运渣胶带机、犁式卸料器和胶带机支架，运渣胶带机和犁式卸料器均固定于胶带机支架上，池侧运渣设备运送的高炉水渣能够从运渣胶带机的头部和犁式卸料器处卸入驻车状态下的运渣车内。

运渣胶带机的传送方向与渣池的长度方向相同，运渣胶带机的头部与犁式卸料器之间的距离能够调整。

该控制系统含有：

第一组传感器，能够检测运渣车是否停入预定区域；

皮带电子称，能够检测池侧运渣设备向运渣车内卸入高炉水渣的重量；

控制单元，与池上自动取渣机、池侧运渣设备、第一组传感器和皮带电子称连接。

第一组传感器位于运渣胶带机头部的下方，第一组传感器由设置在所述预定区域的边缘的多个光电传感器组成，该多个光电传感器沿该预定区域的长度方向和宽度方向均匀间隔排布。

相邻的两个所述光电传感器之间的距离为10cm～30cm，第一组传感器还能够检测运渣车的长度和宽度。

该控制系统还含有用于检测运渣车高度的第二组传感器，该第二组传感器与该控制单元连接，该第二组传感器位于运渣胶带机头部的下方，该第二组传感器由设置在所述预定区域的边缘的多个光电传感器组成，该多个光电传感器沿该预定区域的高度方向均匀间隔排布，相邻的两个所述光电传感器之间的距离为10cm～30cm。

该控制系统还含有提示单元，该提示单元与该控制单元连接，该提示单元含有扬声器和显示器，该提示单元能够提示运渣车的驾驶员是否停入了该预定区域，以及是否已经完成卸货。

该高炉水渣全自动取渣系统还包括能够自动对渣池进行全封闭的保护盖，该保护盖与所述控制系统连接，该保护盖上设置用于将渣池内的有害气体排出的排汽管道。

本发明的有益效果是：

1、自动化程度高：全自动取渣系统能够根据预先设置的程序自动运行，不需要专人值守。

2、作业效率高：能够连续取渣，作业效率高。

3、运行成本低：全自动取渣系统能够连续作业，不存在空行程耗时长的现象，可以大量节约用电。

4、能够避免发生人工抓渣的死角情况，减缓滤料板结，大幅提升渣池滤料的使用寿命，进而降低滤料更换费用。

5、避免撒料问题：全自动取渣系统通过在固定卸料点使用犁式卸料器提高卸料效率、避免撒料问题。

6、避免含硫蒸汽危害操作人员身体健康。

7、灵活性高：全自动取渣系统可与原有的人工吊车抓渣系统共存，方便改造。

8、需要时可以把整个渣池进行环保型全封闭，对减少水渣系统的污染起到关键作用，能够带来明显的社会效益。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是高炉水渣全自动取渣系统的轴测图。

图2是池上自动取渣机的轴测图。

图3是池侧运渣设备的侧视图。

图4是普通链斗的结构简图

图5是开孔链斗的结构简图。

1、冲渣沟；2、渣池；3、隔墙；4、池上自动取渣机；5、池侧运渣设备；6、运渣车；7、升降机构；8、链斗机构；9、小车行走机构；10、机上胶带机；11、大车行走机构；12、运渣胶带机；13、皮带电子称；14、犁式卸料器；15、运渣胶带机的头轮；16、犁式卸料器卸料口；17、第一组传感器；18、普通链斗；19、开孔链斗；20、胶带机支架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种高炉水渣全自动取渣系统，包括池上自动取渣机4、池侧运渣设备5和控制系统：

池上自动取渣机4，用于将渣池2中的高炉水渣输送至池侧运渣设备5；

池侧运渣设备5，设置于渣池2的一侧外，如图1和图2所示，池侧运渣设备5设置于渣池2的左侧外，池侧运渣设备5能够将池上自动取渣机4运送来的高炉水渣卸入驻车状态下的运渣车6内；

控制系统，控制该高炉水渣全自动取渣系统自动运行。

在本实施例中，池上自动取渣机4含有链斗机构8、升降机构7、大车行走机构11、小车行走机构9和机上胶带机10，池上自动取渣机4位于渣池2的上方，链斗机构8能够将高炉水渣从渣池2的底部运到大车行走机构11上部的机上胶带机10，机上胶带机10能够将高炉水渣运到渣池2的一侧外，即将高炉水渣运至池侧运渣设备5，大车行走机构11能够带动链斗机构8沿渣池2的长度方向(即图2中的X轴方向)移动取渣，小车行走机构9能够带动链斗机构8沿渣池2的宽度方向(即图2中的Y轴方向)移动取渣，升降机构7能够提升链斗机构8的高度。该池上自动取渣机4的具体构造和工作过程已经在中国专利CN 203820805U，公开日期2014年9月10日的《水渣自动取渣装置》中公开，本申请不再详细介绍。

另外，本发明中采用了链斗机构8将水渣从渣池2的底部运到大车行走机构11上部的机上胶带机10，链斗机构8也可以采用其他装置，即任何能够将水渣从渣池2的底部运到大车行走机构11上部的装置均可，例如：可以使用螺旋输送机替代链斗机构8实现此项功能。为了工艺上的操作方便，渣池2的中间有一道隔墙3把渣池2分为如图1和图2所示的左右两个部分，水渣经Y型的冲渣沟1呈进入渣池2的左右两个部分，升降机构7可以把链斗机构8提升到一定高度后，在小车行走机构9的带动下沿宽度方向行走，跨过隔墙3后到另一侧渣池继续取渣作业。

在本实施例中，池侧运渣设备5含有运渣胶带机12、犁式卸料器14和胶带机支架20，机上胶带机10位于运渣胶带机12的上方，如图2所示，机上胶带机10的头部与运渣胶带机12相对应，机上胶带机10能够将高炉水渣运至池侧运渣设备5的运渣胶带机12，运渣胶带机12和犁式卸料器14均固定于胶带机支架20上，运渣胶带机12和犁式卸料器14的位置要高于运渣车6，从而能够向运渣车6内卸货，池侧运渣设备5运送的高炉水渣能够从运渣胶带机12的头部和犁式卸料器14处卸入驻车状态下的运渣车6内。

在本实施例中，运渣胶带机12的传送方向与渣池2的长度方向相同，运渣胶带机12的传送方向与机上胶带机10的传送方向垂直，运渣胶带机12的头部与犁式卸料器14之间的距离为可以根据胶带速度和运渣车6的车厢尺寸进行调整，具体的可以通过改变犁式卸料器14的安装位置来实现。设置犁式卸料器14是由于运渣车6长度较大，一般约为5.5m，因此一个卸料点不能把汽车装满，需要在卸料过程中由汽车司机配合移动汽车才能完成装料任务。运渣胶带机12靠近头部适当距离安装犁式卸料器14后，水渣在运渣胶带机12的运输下可以从胶带机的头轮15以及犁式卸料器的卸料口16两个位置卸入运渣汽车6，卸料过程中不用移动汽车就可以完成装料，真正实现无人值守的全自动化取渣作业。另外，根据运渣车6的长度可能有多种，犁式卸料器14也可以设置多个，犁式卸料器14之间距离也可以根据实际需要进行设计。

在本实施例中，该控制系统含有第一组传感器17、皮带电子称13和控制单元，该控制单元为PLC控制系统，第一组传感器17能够检测运渣车6是否停入运渣胶带机12的头部和犁式卸料器14下方的预定区域；皮带电子称13能够检测池侧运渣设备5向运渣车6内卸入高炉水渣的重量；控制单元与池上自动取渣机4、池侧运渣设备5、第一组传感器17和皮带电子称13连接。

当运渣车6开到运渣胶带机12头部下方的预定区域后，当第一组传感器17检测到运渣车6到位后向控制单元发出信号，该控制单元向池上自动取渣机4和池侧运渣设备5发出信号，使池上自动取渣机4和池侧运渣设备5根据设定好的程序自动启动，开始取渣和运渣作业。该高炉水渣全自动取渣系统通过两个固定卸料点往运渣车6内部装料，如图3所示，当运渣胶带机12上的皮带电子称13检测到一定重量的水渣已经卸入运渣车6后向该控制单元发出信号，该控制单元向池上自动取渣机4和池侧运渣设备5发出信号，使池上自动取渣机4和池侧运渣设备5根据设定好的程序自动停机，完成取渣和运渣作业。

为了进一步提高该高炉水渣全自动取渣系统的自动化程度及应用范围，第一组传感器17设置于运渣胶带机12头部的下方，第一组传感器17由设置在所述预定区域的边缘的多个光电传感器组成，该多个光电传感器沿该预定区域的长度方向和宽度方向均匀间隔排布。相邻的两个所述光电传感器之间的距离为10cm～30cm，第一组传感器17还能够检测运渣车6的长度和宽度。该控制系统还含有用于检测运渣车6高度的第二组传感器，该第二组传感器与该控制单元连接，该第二组传感器位于运渣胶带机12头部的下方，该第二组传感器由设置在所述预定区域的边缘的多个光电传感器组成，该多个光电传感器沿该预定区域的高度方向均匀间隔排布，相邻的两个所述光电传感器之间的距离为10cm～30cm。第一组传感器17和第二组传感器均可以探测传感器与运渣车6之间的距离和传感器前方是否有运渣车6，第一组传感器17和第二组传感器能将检测到的结果发送至控制单元，这样设置第一组传感器17和该第二组传感器后，不但可以判断运渣车6是否停在了预定区域内，还可以根据运渣车6的长度、宽度和高度进一步判断运渣车6的大小及载重量，从而设定该高炉水渣全自动取渣系统向运渣车6的卸货量。

另外，该控制系统还含有提示单元，该提示单元与该控制单元连接，该提示单元含有扬声器和显示器，该提示单元能够通过语音、文字、动画等多种手段提示运渣车6的驾驶员是否停入了该预定区域，以及是否已经完成卸货。该提示单元在运渣车6没有停入该预定区域时还可以提示司机应该如何移动车辆以尽快至预定区域。

该高炉水渣全自动取渣系统的工作过程如下：

步骤1、控制系统判断运渣车6是否停在了预定区域内，当运渣车6停在了预定区域内时，进行下一步；当运渣车6没有停在预定区域内时，提醒司机移动运渣车6至预定区域内。例如，可以事先将可能来拉运的运渣车6的长度、宽度和高度信息输入该控制单元，第一组传感器17和第二组传感器根据传感器与运渣车6之间的距离和传感器前方是否有运渣车6的数据信号发送至控制单元，该控制单元根据该信号计算出运渣车6的当前位置、外形尺寸和载重量等信息，接下来判断运渣车6是否停在了预定区域内，当运渣车6停在了预定区域内时，该提示单元提示司机可以进行下一步；当运渣车6没有停在预定区域内时，该提示单元提醒司机移动运渣车6至预定区域内。

步骤2、控制单元向池上自动取渣机4和池侧运渣设备5发出启动信号，池上自动取渣机4和池侧运渣设备5工作并向运渣车6内卸入高炉水渣，当卸货的重量达到设定值时，停止卸渣(即控制单元向池上自动取渣机4和池侧运渣设备5发出停止工作的信号)。具体的，池上自动取渣机4和池侧运渣设备5在工作的同时，皮带电子称13将实时检测到的运渣胶带机12已经输送的水渣重量信号发送至控制单元，当已经输送的水渣重量与运渣车6的载重量相对应时，该控制单元向池上自动取渣机4和池侧运渣设备5发出信号，使池上自动取渣机4和池侧运渣设备5根据设定好的程序自动停机，完成取渣和运渣作业。同时，该提示单元提醒司机装车完毕可以开走运渣车6。

另外，对于过滤效果好的渣池，由于冲渣水得到充分过滤，渣中含水量仅为13％左右，类似于湿沙状态，链斗机构8使用普通链斗18即可；对于过滤效果较差的渣池，如果渣中含水较多，可以在链斗上开孔，加工为开孔链斗19，在链斗把水渣向上提升的过程中完成充分过滤，然后通过机上胶带机、池侧运渣系统卸入运渣汽车，如图4和图5所示。

沉淀过滤法水渣工艺在冲渣过程中会产生大量含硫蒸汽，因此可以根据需要在冲渣时对渣池2进行环保型全封闭，对减少水渣系统的污染起到关键作用。例如，该高炉水渣全自动取渣系统还包括能够自动对渣池2进行全封闭的保护盖，该保护盖设置于渣池2的上端，该保护盖的材质可以为金属或非金属，该保护盖与所述控制系统连接，由于全自动取渣系统可以实现无人值守作业，因此该保护盖与所述控制系统接后可以使用该保护盖把整个渣池(或者也可以将整个的高炉水渣全自动取渣系统)全部封闭，仅保留运渣汽车6的出入口。在保护盖上设置带动力机构的排汽管道，把有害气体(含硫蒸汽)引出处理。这样可以避免渣池2内有害气体直接排放到空气中造成环境污染。

本发明中的高炉水渣全自动取渣系统能够根据预先设置的程序自动运行，不需要专人值守，自动化程度高；该系统够连续作业，不但可以大量节约用电，而且能够避免发生人工抓渣的死角情况，减缓滤料板结，大幅提升渣池滤料的使用寿命，进而降低滤料更换费用，运行成本低；该系统可与原有的人工吊车抓渣系统共存，方便改造，灵活性高；该系统通过固定卸料点对运渣汽车进行卸料，避免发生人工操作不当导致的水渣撒料问题；需要时可以把整个渣池进行环保型全封闭，对减少水渣系统的污染起到关键作用，能够带来明显的社会效益。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (3)

1.一种高炉水渣全自动取渣系统，其特征在于，该高炉水渣全自动取渣系统包括池上自动取渣机(4)、池侧运渣设备(5)和控制系统：

池上自动取渣机(4)，用于将渣池(2)中的高炉水渣输送至池侧运渣设备(5)；池上自动取渣机(4)含有链斗机构(8)、升降机构(7)、大车行走机构(11)、小车行走机构(9)和机上胶带机(10)，池上自动取渣机(4)位于渣池(2)的上方，链斗机构(8)能够将高炉水渣从渣池(2)底部运到大车行走机构(11)上部的机上胶带机(10)，机上胶带机(10)能够将高炉水渣运到渣池(2)的一侧外，大车行走机构(11)能够带动链斗机构(8)沿渣池(2)的长度方向移动取渣，小车行走机构(9)能够带动链斗机构(8)沿渣池(2)的宽度方向移动取渣，升降机构(7)能够提升链斗机构(8)的高度；

池侧运渣设备(5)，设置于渣池(2)的一侧外；池侧运渣设备(5)含有运渣胶带机(12)、犁式卸料器(14)和胶带机支架(20)，运渣胶带机(12)和犁式卸料器(14)均固定于胶带机支架(20)上，池侧运渣设备(5)运送的高炉水渣能够从运渣胶带机(12)的头部和犁式卸料器(14)处卸入驻车状态下的运渣车(6)内；

控制系统，控制该高炉水渣全自动取渣系统自动运行；该控制系统含有：

第一组传感器(17)，能够检测运渣车(6)是否停入预定区域；

皮带电子称(13)，能够检测池侧运渣设备(5)向运渣车(6)内卸入高炉水渣的重量；

控制单元，与池上自动取渣机(4)、池侧运渣设备(5)、第一组传感器(17)和皮带电子称(13)连接；

第一组传感器(17)位于运渣胶带机(12)头部的下方，第一组传感器(17)由设置在所述预定区域的边缘的多个光电传感器组成，第一组传感器(17)中的多个光电传感器沿该预定区域的长度方向和宽度方向均匀间隔排布；第一组传感器(17)中相邻的两个所述光电传感器之间的距离为10cm～30cm，第一组传感器(17)还能够检测运渣车(6)的长度和宽度；

该控制系统还含有用于检测运渣车(6)高度的第二组传感器，该第二组传感器与该控制单元连接，该第二组传感器位于运渣胶带机(12)头部的下方，该第二组传感器由设置在所述预定区域的边缘的多个光电传感器组成，该第二组传感器的多个光电传感器沿该预定区域的高度方向均匀间隔排布，该第二组传感器中相邻的两个所述光电传感器之间的距离为10cm～30cm；

第一组传感器(17)和该第二组传感器既能够判断运渣车(6)是否停在了预定区域内，第一组传感器(17)和该第二组传感器还能够根据运渣车(6)的长度、宽度和高度判断运渣车(6)的大小及载重量；

该高炉水渣全自动取渣系统还包括能够自动对渣池(2)进行全封闭的保护盖，该保护盖与所述控制系统连接，该保护盖上设置有用于将渣池(2)内的有害气体排出的排汽管道。

2.根据权利要求1所述的高炉水渣全自动取渣系统，其特征在于，运渣胶带机(12)的传送方向与渣池(2)的长度方向相同，运渣胶带机(12)的头部与犁式卸料器(14)之间的距离能够调整。

3.根据权利要求1所述的高炉水渣全自动取渣系统，其特征在于，该控制系统还含有提示单元，该提示单元与该控制单元连接，该提示单元含有扬声器和显示器，该提示单元能够提示运渣车(6)的驾驶员是否停入了该预定区域，以及是否已经完成卸货。