CN110090868A - 一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法 - Google Patents

Abstract

一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法，包括设置在冷却上集管组的一侧的冷却用固定支架，该冷却用固定支架的下部设置有输送辊和下冷却水箱，在该冷却用固定支架的上部则设置有一接近开关组件；接近开关组件与一设置在冷却用固定支架一侧的可上下运动的限位连杆组件配合，通过设置在下冷却水箱处的喷水嘴喷射水柱来推动限位连杆组件上下运动与接近开关组件产生感应，将信号送至热轧产线的PLC系统，获得位置信息。本发明可快速、准确的跟踪生产过程中的板坯位置，从而实现对各冷却集管的更精确控制，优化冷模型，从而保证板坯温度的一致性，达到更理想的控制精度，有效降低板坯头尾、边部切边量，提高板坯成材率。

Description

一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金、制造领域，尤其涉及一种热轧板坯在生产线上的位置跟踪检测设备及其相应的位置检测方法。

背景技术

目前，在各家钢铁冶金、制造厂家的热轧板坯在轧制生产工艺线上的位置通常采用HMD热金属检测器或红外线光栅检测器来进行板坯的实时位置监控，通过这些设备把相应的数据传输给计算机，对生产工艺进行控制。HMD热金属检测器或红外线光栅检测器在实际使用中需按工况进行选择。

现宝钢厚板部轧线区域均采用HMD热金属检测器对轧制生产中的钢板进行位置跟踪检测。而钢板在控制冷却过程中是通过对钢板头尾进行位置跟踪，实现各组集管喷嘴的开闭精确时序控制以及钢板头尾低温区的遮蔽控制，于不同时刻触发控冷模型进行计算，给出满足工艺要求的冷却方式、阀门开闭的数量和排布形式，作为设定结果传给计算机，并将计算机获得的温度、辊道速度等实际数据，分析处理后通过自学习来优化控制冷却模型，以保证钢板头部、尾部、边部与中间部分温度一致，使产品冷却速度及全长的温度达到要求的精度。

以ACC层流冷却系统的HMD热金属检测器为例，其布置方式为：

在轧线ACC层流冷却区域布置有上集管1共15根，分别由3根、4根、5根、3根集管组成4组流量控制区域，在DQ加速冷却夹送辊6与ACC层流冷却第一根上集管1之间以及层流冷却第1组和第2组、第3组和第4组层流冷却集管中间各有1个热金属检测器5，该HMD热金属检测器5安装在4ACC层流冷却上固定横梁上，用于跟踪判断板坯进入ACC层流冷却区域。

然而，经过现场工人长时间的操作和观察统计发现，在ACC层流冷却区域内由于HMD热金属检测器自身性能原因，在大水量、潮湿环境下无法精准检测板坯的实际位置，因此板坯在层流冷却区域内通过时无法进行有效跟踪，导致无法第一时间对板坯冷却工序进行准确的过程控制修正。

而控制模型的自学习是建立在前一块板坯的参数上，用于轧件到轧件的参数修正，学习后的参数值自动替代原先的参数值，再用于下一块同种轧件。通过同一批次、同一规格板坯生产过程中基础数据的不断积累并通过不断优化修正，最终实现较理想的冷却效果。

由于上述原因，现有技术下的HMD热金属检测器无法在实际冷却过程中对板坯进行有效的位置跟踪，导致在达到理想冷却效果前，势必会造成大量板坯无法满足高精度要求，产品性能不能得到有效保障，判为次品、产品降级情况大增，同时造成板坯头尾、边部切边量的增加，降低成材率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法，能有效实现对板坯在冷却过程中进行控制并及时修正，从而实现理想的冷却效果，同时减少板坯切板量，提高产品精度及成材率。

本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法，其具体结构和方法步骤如下所述：

一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，包括设置在冷却上集管组的一侧的冷却用固定支架，其特征在于：

所述的冷却用固定支架的下部设置有输送辊和下冷却水箱，在该冷却用固定支架的上部则设置有一接近开关组件；

所述的接近开关组件与一设置在冷却用固定支架一侧的可上下运动的限位连杆组件配合，通过设置在下冷却水箱处的喷水嘴喷射水柱来推动限位连杆组件上下运动与接近开关组件产生感应，将信号送至热轧产线的PLC系统，获得位置信息。

根据本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其特征在于，所述的接近开关组件包括检测开关固定座、调整垫块、上限位开关安装支架、上限位开关、下限位开关安装支架和下限位开关，其中，检测开关固定座焊接设置在冷却用固定支架的上部，在该检测开关固定座上设置有一呈Z字形的上限位开关安装支架，该上限位开关安装支架的底部与检测开关固定座之间设置有调整垫块，通过使用连接螺栓垂直旋接的方式将检测开关固定座、调整垫块和上限位开关安装支架的底部连接在一起，上限位开关则安装在上限位开关安装支架的上端端部位置并与热轧产线的PLC系统信号连通，呈直角形的下限位开关安装支架通过使用连接螺栓横向旋接的方式安装在上限位开关安装支架的中下部位置一侧，下限位开关则安装在下限位开关安装支架的上端端部位置并与热轧产线的PLC系统信号连通。

根据本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其特征在于，所述的上限位开关和下限位开关的检测工作端相互对齐，且上限位开关和下限位开关之间预留有空间供限位连杆组件上下运动。

根据本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其特征在于，所述的限位连杆组件包括限位连杆、连杆套管、套管管夹、管夹固定板、固定板连接块、筒状防水罩、套管限位挡板和连杆挡水板，其中，连杆套管呈垂直状设置并被套管管夹夹持固定，而套管管夹则通过螺栓固定连接在同样呈垂直状设置的管夹固定板的一侧，而管夹固定板的另一侧则通过固定板连接块焊接设置在冷却用固定支架的侧部，限位连杆的顶端成T型，其T型的凸出部分置于上限位开关和下限位开关之间的预留空间内，限位连杆的杆身置于连杆套管内，即，限位连杆可在连杆套管内上下运动，而在连杆套管的下部套接设置有一筒状防水罩，在该筒状防水罩内的连杆套管的下端连接设置有套管限位挡板，而在伸出连杆套管下端开口的限位连杆的下端则设置有一连杆挡水板，该连杆挡水板正对了下冷却水箱的喷水嘴，通过喷水嘴向上喷射水柱来推动连杆挡水板向上，即，带动了整根限位连杆向上运动，限位连杆顶端的T型的凸出部分靠近上限位开关触发信号。

根据本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其特征在于，所述的连杆挡水板在被下冷却水箱的喷水嘴向上喷射的水柱推动上行时，其上行距离被套管限位挡板限制。

此处设计目的在于，连杆挡水板被下冷却水箱的喷水嘴向上喷射的水柱推动上行时，其限位连杆顶端的T型的凸出部分会靠近上限位开关触发信号，而为了防止水柱的持续喷射导致T型的凸出部分撞击上限位开关，故设计了套管限位挡板将其上行距离限制。

一种应用于热轧产线的板坯位置检测方法，基于上述的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其具体步骤如下所述：

1)热轧产线作业时，启动下冷却水箱的喷水嘴向上喷射水柱，利用水柱水压将连杆挡水板向上推升，使得限位连杆顶端的T型的凸出部分同步向上，远离下限位开关使其失去信号，当限位连杆顶端的T型的凸出部分靠近上限位开关时触发信号，并将信号传送至热轧产线的PLC系统，此时的热轧产线处于等待板坯进入状态；

2)进入热轧产线冷却区域的板坯被输送辊输送，其板坯头部挡住下冷却水箱的喷水嘴向上喷射的水柱，水柱消失使得连杆挡水板失去顶升力，限位连杆的自身重力将限位连杆下落，即，T型的凸出部分下降远离了上限位开关，使其失去信号，随着T型的凸出部分的下降靠近了下限位开关，使得该下限位开关获得了信号，信号传送至热轧产线的PLC系统，表示板坯头部此时的实际位置即为本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置安装的检测位置；

3)板坯被输送辊带动继续前进，板坯尾部离开下冷却水箱的喷水嘴时，向上喷射的水柱不再被遮挡而再次上喷至连杆挡水板，将其再次向上推升，限位连杆顶端的T型的凸出部分再次靠近上限位开关触发信号，并将信号传送至热轧产线的PLC系统，系统获得信号，准确跟踪获得了板坯尾部离开了本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置安装的检测位置。

通过上述步骤能有效准确地获得板坯的位置信息。

使用本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法获得了如下有益效果：

1.本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法可快速、准确的跟踪生产过程中的板坯位置，解决了原先由于现场水汽大导致的HMD热金属检测元件和光栅检测元件无法有效检测板坯实际位置的问题；

2.本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法在ACC层流冷却对板坯进行冷却过程中实现有效位置跟踪，从而实现对各冷却集管的更精确控制，优化冷模型，从而保证板坯头部、尾部、边部与中间部分温度的一致性，使产品冷却速度及全长的温度达到更理想的控制精度。大大减少板坯判次、降级情况的发生，同时有效降低板坯头尾、边部切边量，提高板坯成材率。

附图说明

图1为本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法的装置部分的具体结构示意图。

图中：1-冷却上集管组，2-冷却用固定支架冷却用固定支架，3-输送辊，4-下冷却水箱，5-喷水嘴，A-接近开关组件，A1-检测开关固定座，A2-调整垫块，A3-上限位开关安装支架，A4-上限位开关，A5-下限位开关安装支架，A6-下限位开关，B-限位连杆组件，B1-包括限位连杆，B2-连杆套管，B3-套管管夹，B4-管夹固定板，B5-固定板连接块，B6-筒状防水罩，B7-套管限位挡板，B8-连杆挡水板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法做进一步的描述。

实施例

如图1所示，一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，包括设置在冷却上集管组1的一侧的冷却用固定支架2，该冷却用固定支架的下部设置有输送辊3和下冷却水箱4，在该冷却用固定支架的上部则设置有一接近开关组件A；

接近开关组件A与一设置在冷却用固定支架2一侧的可上下运动的限位连杆组件B配合，通过设置在下冷却水箱4处的喷水嘴5喷射水柱来推动限位连杆组件上下运动与接近开关组件产生感应，将信号送至热轧产线的PLC系统，获得位置信息。

接近开关组件A包括检测开关固定座A1、调整垫块A2、上限位开关安装支架A3、上限位开关A4、下限位开关安装支架A5和下限位开关A6，其中，检测开关固定座焊接设置在冷却用固定支架2的上部，在该检测开关固定座上设置有一呈Z字形的上限位开关安装支架，该上限位开关安装支架的底部与检测开关固定座之间设置有调整垫块，通过使用连接螺栓垂直旋接的方式将检测开关固定座、调整垫块和上限位开关安装支架的底部连接在一起，上限位开关则安装在上限位开关安装支架的上端端部位置并与热轧产线的PLC系统信号连通，呈直角形的下限位开关安装支架通过使用连接螺栓横向旋接的方式安装在上限位开关安装支架的中下部位置一侧，下限位开关则安装在下限位开关安装支架的上端端部位置并与热轧产线的PLC系统信号连通。

上限位开关A4和下限位开关A6的检测工作端相互对齐，且上限位开关和下限位开关之间预留有空间供限位连杆组件B上下运动。

限位连杆组件B包括限位连杆B1、连杆套管B2、套管管夹B3、管夹固定板B4、固定板连接块B5、筒状防水罩B6、套管限位挡板B7和连杆挡水板B8，其中，连杆套管呈垂直状设置并被套管管夹夹持固定，而套管管夹则通过螺栓固定连接在同样呈垂直状设置的管夹固定板的一侧，而管夹固定板的另一侧则通过固定板连接块焊接设置在冷却用固定支架2的侧部，限位连杆的顶端成T型，其T型的凸出部分置于上限位开关A4和下限位开关A6之间的预留空间内，限位连杆的杆身置于连杆套管内，即，限位连杆可在连杆套管内上下运动，而在连杆套管的下部套接设置有一筒状防水罩，在该筒状防水罩内的连杆套管的下端连接设置有套管限位挡板，而在伸出连杆套管下端开口的限位连杆的下端则设置有一连杆挡水板，该连杆挡水板正对了下冷却水箱4的喷水嘴5，通过喷水嘴向上喷射水柱来推动连杆挡水板向上，即，带动了整根限位连杆向上运动，限位连杆顶端的T型的凸出部分靠近上限位开关A4触发信号。

连杆挡水板B8在被下冷却水箱4的喷水嘴5向上喷射的水柱推动上行时，其上行距离被套管限位挡板B7限制。

连杆挡水板被下冷却水箱的喷水嘴向上喷射的水柱推动上行时，其限位连杆顶端的T型的凸出部分会靠近上限位开关触发信号，而为了防止水柱的持续喷射导致T型的凸出部分撞击上限位开关，故设计了套管限位挡板将其上行距离限制。

一种应用于热轧产线的板坯位置检测方法，基于上述的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其具体步骤如下所述：

1)热轧产线作业时，启动下冷却水箱4的喷水嘴5向上喷射水柱，利用水柱水压将连杆挡水板B8向上推升，使得限位连杆B1顶端的T型的凸出部分同步向上，远离下限位开关A6使其失去信号，当限位连杆顶端的T型的凸出部分靠近上限位开关A4时触发信号，并将信号传送至热轧产线的PLC系统，此时的热轧产线处于等待板坯进入状态；

2)进入热轧产线冷却区域的板坯被输送辊3输送，其板坯头部挡住下冷却水箱4的喷水嘴5向上喷射的水柱，水柱消失使得连杆挡水板B8失去顶升力，限位连杆B1的自身重力将限位连杆下落，即，T型的凸出部分下降远离了上限位开关A4，使其失去信号，随着T型的凸出部分的下降靠近了下限位开关A6，使得该下限位开关获得了信号，信号传送至热轧产线的PLC系统，表示板坯头部此时的实际位置即为本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置安装的检测位置；

3)板坯被输送辊带动继续前进，板坯尾部离开下冷却水箱4的喷水嘴5时，向上喷射的水柱不再被遮挡而再次上喷至连杆挡水板B8，将其再次向上推升，限位连杆B1顶端的T型的凸出部分再次靠近上限位开关A4触发信号，并将信号传送至热轧产线的PLC系统，系统获得信号，准确跟踪获得了板坯尾部离开了本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置安装的检测位置。

通过上述步骤能有效准确地获得板坯的位置信息。

本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置及位置检测方法可快速、准确的跟踪生产过程中的板坯位置，解决了原先由于现场水汽大导致的HMD热金属检测元件和光栅检测元件无法有效检测板坯实际位置的问题；本发明在ACC层流冷却对板坯进行冷却过程中实现有效位置跟踪，从而实现对各冷却集管的更精确控制，优化冷模型，从而保证板坯头部、尾部、边部与中间部分温度的一致性，使产品冷却速度及全长的温度达到更理想的控制精度，大大减少板坯判次品、产品降级情况的发生，同时有效降低板坯头尾、边部切边量，提高板坯成材率。

Claims (6)

1.一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，包括设置在冷却上集管组(1)的一侧的冷却用固定支架(2)，其特征在于：

所述的冷却用固定支架(2)的下部设置有输送辊(3)和下冷却水箱(4)，在该冷却用固定支架的上部则设置有一接近开关组件(A)；

所述的接近开关组件(A)与一设置在冷却用固定支架(2)一侧的可上下运动的限位连杆组件(B)配合，通过设置在下冷却水箱(4)处的喷水嘴(5)喷射水柱来推动限位连杆组件上下运动与接近开关组件产生感应，将信号送至热轧产线的PLC系统，获得位置信息。

2.如权利要求1所述的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其特征在于，所述的接近开关组件(A)包括检测开关固定座(A1)、调整垫块(A2)、上限位开关安装支架(A3)、上限位开关(A4)、下限位开关安装支架(A5)和下限位开关(A6)，其中，检测开关固定座焊接设置在冷却用固定支架(2)的上部，在该检测开关固定座上设置有一呈Z字形的上限位开关安装支架，该上限位开关安装支架的底部与检测开关固定座之间设置有调整垫块，通过使用连接螺栓垂直旋接的方式将检测开关固定座、调整垫块和上限位开关安装支架的底部连接在一起，上限位开关则安装在上限位开关安装支架的上端端部位置并与热轧产线的PLC系统信号连通，呈直角形的下限位开关安装支架通过使用连接螺栓横向旋接的方式安装在上限位开关安装支架的中下部位置一侧，下限位开关则安装在下限位开关安装支架的上端端部位置并与热轧产线的PLC系统信号连通。

3.如权利要求2所述的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其特征在于，所述的上限位开关(A4)和下限位开关(A6)的检测工作端相互对齐，且上限位开关和下限位开关之间预留有空间供限位连杆组件(B)上下运动。

4.如权利要求1所述的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其特征在于，所述的限位连杆组件(B)包括限位连杆(B1)、连杆套管(B2)、套管管夹(B3)、管夹固定板(B4)、固定板连接块(B5)、筒状防水罩(B6)、套管限位挡板(B7)和连杆挡水板(B8)，其中，连杆套管呈垂直状设置并被套管管夹夹持固定，而套管管夹则通过螺栓固定连接在同样呈垂直状设置的管夹固定板的一侧，而管夹固定板的另一侧则通过固定板连接块焊接设置在冷却用固定支架(2)的侧部，限位连杆的顶端成T型，其T型的凸出部分置于上限位开关(A4)和下限位开关(A6)之间的预留空间内，限位连杆的杆身置于连杆套管内，即，限位连杆可在连杆套管内上下运动，而在连杆套管的下部套接设置有一筒状防水罩，在该筒状防水罩内的连杆套管的下端连接设置有套管限位挡板，而在伸出连杆套管下端开口的限位连杆的下端则设置有一连杆挡水板，该连杆挡水板正对了下冷却水箱(4)的喷水嘴(5)，通过喷水嘴向上喷射水柱来推动连杆挡水板向上，即，带动了整根限位连杆向上运动，限位连杆顶端的T型的凸出部分靠近上限位开关(A4)触发信号。

5.如权利要求4所述的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其特征在于，所述的连杆挡水板(B8)在被下冷却水箱(4)的喷水嘴(5)向上喷射的水柱推动上行时，其上行距离被套管限位挡板(B7)限制。

6.一种应用于热轧产线的板坯位置检测方法，基于上述所有权利要求的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置，其具体步骤如下所述：

1)热轧产线作业时，启动下冷却水箱(4)的喷水嘴(5)向上喷射水柱，利用水柱水压将连杆挡水板(B8)向上推升，使得限位连杆(B1)顶端的T型的凸出部分同步向上，远离下限位开关(A6)使其失去信号，当限位连杆顶端的T型的凸出部分靠近上限位开关(A4)时触发信号，并将信号传送至热轧产线的PLC系统，此时的热轧产线处于等待板坯进入状态；

2)进入热轧产线冷却区域的板坯被输送辊(3)输送，其板坯头部挡住下冷却水箱(4)的喷水嘴(5)向上喷射的水柱，水柱消失使得连杆挡水板(B8)失去顶升力，限位连杆(B1)的自身重力将限位连杆下落，即，T型的凸出部分下降远离了上限位开关(A4)，使其失去信号，随着T型的凸出部分的下降靠近了下限位开关(A6)，使得该下限位开关获得了信号，信号传送至热轧产线的PLC系统，表示板坯头部此时的实际位置即为本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置安装的检测位置；

3)板坯被输送辊带动继续前进，板坯尾部离开下冷却水箱(4)的喷水嘴(5)时，向上喷射的水柱不再被遮挡而再次上喷至连杆挡水板(B8)，将其再次向上推升，限位连杆(B1)顶端的T型的凸出部分再次靠近上限位开关(A4)触发信号，并将信号传送至热轧产线的PLC系统，系统获得信号，准确跟踪获得了板坯尾部离开了本发明的一种应用于热轧产线的板坯位置检测装置安装的检测位置。