CN111235353A - 一种炼钢合金自动加料系统及方法 - Google Patents

一种炼钢合金自动加料系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种炼钢合金自动加料系统及方法，该炼钢合金自动加料系统包括激光测距定位系统、自动称重加料系统和程序控制系统；激光测距定位系统对自动称重加料系统进行定位；程序控制系统包括程序计算系统和控制器，程序计算系统对自动称重加料系统的加料量进行计算，控制器控制自动称重加料系统进行工作；本发明实现了自动精准加料，并实时自动记录加料量，便于成本核算，并且本发明省去了对小袋包装的使用，降低了成本，本发明解决了过去合金及渣料手动加入造成的操作人员劳动强度大、现场环境恶劣、质量追溯性差等问题。

Description

一种炼钢合金自动加料系统及方法
技术领域
本发明涉及炼钢冶金技术领域，具体是一种炼钢合金自动加料系统及方法。
背景技术
随着国内高端特殊钢市场需求的不断增加，用户对产品的性能和内在质量也提出了越来越高的要求。精炼炉作为转炉炼钢厂一个重要的生产工序，在转炉冶炼完毕后，钢水进入连铸机之前，必须经过精炼炉来控制钢水温度和调整钢水成分，而调整钢水成分是根据钢种需要通过加入不同种类、不同重量的炉料来实现的。精炼炉上料系统用来实现向精炼钢包中准确加入不同种类、不同重量的炉料。现有技术中，对合金和渣料的加入均采用人工加入的方式。随着品种结构的调整、产品升级和客户要求的升高，对钢种成分控制要求越来越严格。同时，对现场作业的标准化、高效化、现场6S管理及环保要求越来越高，对合金和渣料采用人工加入的方式已经无法很好地适应目前高效化、标准化及现场作业环境的控制要求。手工加料的缺点有：手动操作，岗位工人劳动强度大，现场环境差，加入量不准确，加料时烟尘大；精炼炉合金及渣料使用前需进行小包装分装，除无法实现物料加入量的精准控制、监控及记录外，物料在运输过程中经常出现不同程度的破损，给精炼炉使用带来不便，同时分装重量无法保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种炼钢合金自动加料系统及方法，以解决现有技术中合金及渣料手动加入造成的操作人员劳动强度大、现场环境恶劣、质量追溯性差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种炼钢合金自动加料系统，包括激光测距定位系统、自动称重加料系统和程序控制系统；激光测距定位系统对自动称重加料系统进行定位；程序控制系统包括程序计算系统和控制器，程序计算系统对自动称重加料系统的加料量进行计算，控制器控制自动称重加料系统进行工作。
进一步的，自动称重加料系统包括钢结构支架、小车轨道、称重给料小车、小车振动给料机、料仓和料仓振动给料机，小车轨道设置于钢结构支架上，称重给料小车与小车轨道相适配，称重给料小车沿小车轨道滑动，料仓设置于钢结构支架上，料仓振动给料机设置在料仓上，小车振动给料机设置于称重给料小车上，称重给料小车上设有称重装置，小车轨道一端置于料仓的下方，另一端置于精炼炉的上方；料仓用于储备合金、渣料等；料仓振动给料机用于合金、渣料的给料；称重给料小车用于对合金及渣料进行称量，同时用于向精炼炉内加入合金、渣料；称重装置用于物料自动称重计量；钢结构支架用于料仓、小车轨道的支撑；本发明涉及的小车振动给料机、称重给料小车、料仓振动给料机、料仓、小车轨道、钢结构支架、称重装置等，均为本领域公知公用的设备，可以在市场上购买，也可以根据需要自行组装。
进一步的，程序计算系统包括数据库、采集模块、分析模块、调取模块、比较模块和计算模块；
数据库用于储存精炼过程中使用的化学元素以及不同钢种化学元素成分配比；
采集模块用于采集炼钢过程中的钢水以及所炼钢炉的重量；
分析模块用于分析采集模块采集钢水的化学元素成分配比；
调取模块用于从数据库中调取采集模块采集钢水的标准化学元素成分配比以及所炼钢炉的标准重量；
比较模块用于将采集模块采集炼钢过程中钢水的化学元素成分配比与调取模块从所述数据库中调取采集模块采集钢水的标准化学元素成分配比进行差值比较，以及炼钢过程中所炼钢炉的重量与所炼钢炉的标准重量进行差值比较，并得出比较结果；
计算模块用于根据采集模块采集炼钢过程中钢水的化学元素成分配比与调取模块从数据库中调取采集模块采集钢水的标准化学元素成分配比的比较结果，计算出所炼钢种每种化学元素的加入量；该程序计算系统能够使技术人员实时了解炼钢过程中化学元素的变化及根据钢种每种化学元素含量的变化，实时调整生产工序和化学元素的添加，保证了炼钢质量。
进一步的，数据库包括储存装置，储存装置采用机械硬盘或固态硬盘储存精炼过程中使用的化学元素以及不同钢种化学元素成分配比。
进一步的，采集模块包括设置在炼钢转炉上的取料臂和取料探针。
进一步的，分析模块包括钢水分析仪，钢水分析仪与取料探针相配合。
进一步的，计算模块、比较模块和调取模块均采用微控制器，微控制器与钢水分析仪数据通信连接。
另一方，本发明提供了一种炼钢合金自动加料方法，采用上述装置进行，包括如下步骤：
称重给料小车置于原始位置，位于料仓振动给料机的下方，准备接受料仓的受料；
程序计算系统计算出所炼钢种每种化学元素的加入量，并通过控制画面进行设定；
控制器控制料仓振动给料机自动启动，料仓振动给料机开始振动下料，合金料自动下料至称重给料小车内，称重系统实时称重，达到设定值后，控制器控制料仓振动给料机自动停止；
称重给料小车完成称量后，控制器控制称重给料小车移动，激光测距定位系统对自动称重加料系统进行定位，称重给料小车沿小车轨道移动至精炼炉的上方；
控制器控制小车振动给料机进行工作，将称重给料小车内的合金料一次性加入到精炼炉内，进行精炼；
下料完全结束后，小车振动给料机停止振动，控制器控制称重给料小车退回至原始位置，下次作业重复上述动作即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种炼钢合金自动加料系统，包括激光测距定位系统、自动称重加料系统和程序控制系统；激光测距定位系统对自动称重加料系统进行定位；程序控制系统包括程序计算系统和控制器，程序计算系统对自动称重加料系统的加料量进行计算，控制器控制自动称重加料系统进行工作；本发明实现了自动精准加料，并实时自动记录加料量，便于成本核算，并且本发明省去了对小袋包装的使用，降低了成本，本发明解决了过去合金及渣料手动加入造成的操作人员劳动强度大、现场环境恶劣，质量追溯性差等问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种炼钢合金自动加料系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种炼钢合金自动加料系统中自动称重加料系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种炼钢合金自动加料系统中程序计算系统的结构示意图。
图中：1-激光测距定位系统、2-自动称重加料系统、3-程序控制系统、31-钢结构支架、32-小车轨道、33-称重给料小车、34-小车振动给料机、35-料仓、36-料仓振动给料机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
如图1所示，是本发明实施例提供的一种炼钢合金自动加料系统，包括激光测距定位系统1、自动称重加料系统3和程序控制系统2；激光测距定位系统1对自动称重加料系统3进行定位；程序控制系统2包括程序计算系统和控制器，程序计算系统对自动称重加料系统3的加料量进行计算，控制器控制自动称重加料系统3进行工作。
如图2所示，自动称重加料系统3包括钢结构支架31、小车轨道32、称重给料小车33、小车振动给料机34、料仓35和料仓振动给料机36，小车轨道32设置于钢结构支架31上，称重给料小车33与小车轨道32相适配，称重给料小车33沿小车轨道32滑动，料仓35设置于钢结构支架31上，料仓振动给料机36设置在料仓35上，小车振动给料机34设置于称重给料小车33上，称重给料小车33上设有称重装置，小车轨道32一端置于料仓35的下方，另一端置于精炼炉的上方；料仓35用于储备合金、渣料等；料仓振动给料机36用于合金、渣料的给料；称重给料小车33用于对合金及渣料进行称量，同时用于向精炼炉内加入合金、渣料；称重装置用于物料自动称重计量；钢结构支架31用于料仓35、小车轨道32的支撑；本发明涉及的小车振动给料机34、称重给料小车33、料仓振动给料机36、料仓35、小车轨道32、钢结构支架31、称重装置等，均为本领域公知公用的设备，可以在市场上购买，也可以根据需要自行组装。
如图3所示，程序计算系统包括数据库、采集模块、分析模块、调取模块、比较模块和计算模块；
数据库用于储存精炼过程中使用的化学元素以及不同钢种化学元素成分配比；
采集模块用于采集炼钢过程中的钢水以及所炼钢炉的重量；
分析模块用于分析采集模块采集钢水的化学元素成分配比；
调取模块用于从数据库中调取采集模块采集钢水的标准化学元素成分配比以及所炼钢炉的标准重量；
比较模块用于将采集模块采集炼钢过程中钢水的化学元素成分配比与调取模块从所述数据库中调取采集模块采集钢水的标准化学元素成分配比进行差值比较，以及炼钢过程中所炼钢炉的重量与所炼钢炉的标准重量进行差值比较，并得出比较结果；
计算模块用于根据采集模块采集炼钢过程中钢水的化学元素成分配比与调取模块从数据库中调取采集模块采集钢水的标准化学元素成分配比的比较结果，计算出所炼钢种每种化学元素的加入量；该程序计算系统能够使技术人员实时了解炼钢过程中化学元素的变化及根据钢种每种化学元素含量的变化，实时调整生产工序和化学元素的添加，保证了炼钢质量。
数据库包括储存装置，储存装置采用机械硬盘或固态硬盘储存精炼过程中使用的化学元素以及不同钢种化学元素成分配比。
采集模块包括设置在炼钢转炉上的取料臂和取料探针。
分析模块包括钢水分析仪，钢水分析仪与取料探针相配合。
计算模块、比较模块和调取模块均采用微控制器，微控制器与钢水分析仪数据通信连接。
本发明实施例还提供了一种炼钢合金自动加料方法，采用上述装置进行，包括如下步骤：
称重给料小车33置于原始位置，位于料仓振动给料机36的下方，准备接受料仓35的受料；
程序计算系统计算出所炼钢种每种化学元素的加入量，并通过控制画面进行设定；
控制器控制料仓振动给料机36自动启动，料仓振动给料机36开始振动下料，合金料自动下料至称重给料小车33内，称重系统实时称重，达到设定值后，控制器控制料仓振动给料机36自动停止；
称重给料小车33完成称量后，控制器控制称重给料小车33移动，激光测距定位系统1对自动称重加料系统3进行定位，称重给料小车33沿小车轨道32移动至精炼炉的上方；
控制器控制小车振动给料机34进行工作，将称重给料小车33内的合金料一次性加入到精炼炉内，进行精炼；
下料完全结束后，小车振动给料机34停止振动，控制器控制称重给料小车33退回至原始位置，下次作业重复上述动作即可。
本发明实现了自动精准加料，并实时自动记录加料量，便于成本核算，并且本发明省去了对小袋包装的使用，降低了成本，本发明解决了过去合金及渣料手动加入造成的操作人员劳动强度大、现场环境恶劣，质量追溯性差等问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种炼钢合金自动加料系统，其特征在于：包括激光测距定位系统（1）、自动称重加料系统（3）和程序控制系统（2）；所述激光测距定位系统（1）对自动称重加料系统（3）进行定位；所述程序控制系统（2）包括程序计算系统和控制器，所述程序计算系统对自动称重加料系统（3）的加料量进行计算，所述控制器控制自动称重加料系统（3）进行工作。
2.根据权利要求1所述的一种炼钢合金自动加料系统，其特征在于：所述自动称重加料系统（3）包括钢结构支架（31）、小车轨道（32）、称重给料小车（33）、小车振动给料机（34）、料仓（35）和料仓振动给料机（36），所述小车轨道（32）设置于钢结构支架（31）上，所述称重给料小车（33）与小车轨道（32）相适配，所述称重给料小车（33）沿小车轨道（32）滑动，所述料仓（35）设置于钢结构支架（31）上，所述料仓振动给料机（36）设置在料仓（35）上，所述小车振动给料机（34）设置于称重给料小车（33）上，所述称重给料小车（33）上设有称重装置，所述小车轨道（32）一端置于料仓（35）的下方，另一端置于精炼炉的上方。
3.根据权利要求2所述的一种炼钢合金自动加料系统，其特征在于：所述程序计算系统包括数据库、采集模块、分析模块、调取模块、比较模块和计算模块；
所述数据库用于储存精炼过程中使用的化学元素以及不同钢种化学元素成分配比；
所述采集模块用于采集炼钢过程中的钢水以及所炼钢炉的重量；
所述分析模块用于分析所述采集模块采集钢水的化学元素成分配比；
所述调取模块用于从所述数据库中调取所述采集模块采集钢水的标准化学元素成分配比以及所炼钢炉的标准重量；
所述比较模块用于将所述采集模块采集炼钢过程中钢水的化学元素成分配比与所述调取模块从所述数据库中调取所述采集模块采集钢水的标准化学元素成分配比进行差值比较，以及炼钢过程中所炼钢炉的重量与所炼钢炉的标准重量进行差值比较，并得出比较结果；
所述计算模块用于根据采集模块采集炼钢过程中钢水的化学元素成分配比与调取模块从数据库中调取采集模块采集钢水的标准化学元素成分配比的比较结果，计算出所炼钢种每种化学元素的加入量。
4.根据权利要求3所述的一种炼钢合金自动加料系统，其特征在于：所述数据库包括储存装置，所述储存装置采用机械硬盘或固态硬盘储存精炼过程中使用的化学元素以及不同钢种化学元素成分配比。
5.根据权利要求4所述的一种炼钢合金自动加料系统，其特征在于：所述采集模块包括设置在炼钢转炉上的取料臂和取料探针。
6.根据权利要求5所述的一种炼钢合金自动加料系统，其特征在于：所述分析模块包括钢水分析仪，所述钢水分析仪与取料探针相配合。
7.根据权利要求6所述的一种炼钢合金自动加料系统，其特征在于：所述计算模块、比较模块和调取模块均采用微控制器，所述微控制器与钢水分析仪数据通信连接。
8.一种炼钢合金自动加料方法，其特征在于，采用权利要求3至7中任一项所限定的装置进行，包括如下步骤：
称重给料小车（33）置于原始位置，位于料仓振动给料机（36）的下方，准备接受料仓（35）的受料；
程序计算系统计算出所炼钢种每种化学元素的加入量，并通过控制画面进行设定；
控制器控制料仓振动给料机（36）自动启动，料仓振动给料机（36）开始振动下料，合金料自动下料至称重给料小车（33）内，称重系统实时称重，达到设定值后，控制器控制料仓振动给料机（36）自动停止；
称重给料小车（33）完成称量后，控制器控制称重给料小车（33）移动，激光测距定位系统（1）对自动称重加料系统（3）进行定位，称重给料小车（33）沿小车轨道（32）移动至精炼炉的上方；
控制器控制小车振动给料机（34）进行工作，将称重给料小车（33）内的合金料一次性加入到精炼炉内，进行精炼；
下料完全结束后，小车振动给料机（34）停止振动，控制器控制称重给料小车（33）退回至原始位置，下次作业重复上述动作即可。
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