CN113122292B - 一种焦炉机车用机械臂清焦装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦炉机车用机械臂清焦装置及控制方法，动作组成包括如下：S1，向炉膛内吹扫及刮焦，把大量焦炭和碎末吹向炉内(刮刀从向后前动作)；S2，炉膛内二次清扫(刮刀从前向后)；S3,炉口外趟焦板清扫(从上往下清扫)，S4,折叠回缩，完成炉底和淌焦板清扫工作。通过将刮刀切换、倾斜回缩等动作组成进行的集成控制，双刮扫刀更换快速简单，清扫机械臂自由旋转，到位后收纳进主机械臂内，节省空间，结构简单，主机械臂沿导轨回缩到位后完全隐藏在推焦车炉前平台下，不影响推焦杆、取门机等机构工作。本发明通过液压传动系统控制实现自动快速清焦，完全替代炉前人工清焦工作，为推焦满负荷生产和自动化焦炉作业做保证。

Description

一种焦炉机车用机械臂清焦装置及控制方法

技术领域

本发明涉及焦炉机车辅助设备技术领域，尤其是一种焦炉机车用机械臂清焦装置及控制方法。

背景技术

当前，国家对钢铁行业环保准入标准逐年提高，劳动力成本日益高企，智能化、无人化生产是炼焦行业走出困局的必然选择。特别是在当前制造业整体处于低潮之时，生产成本和效率关乎企业能否生存，实现高效智能推焦作业，降低劳动生产率对炼焦生产来说，显得尤为迫切。

现市面上的焦炉工艺上为了防止炭化室内有毒、有害气体的溢出泄漏，不仅会冒烟影响环境，也会影响焦炭质量，必须要保持炉门与炉框结合的密封性良好，所以在每次开炉门后要清除炉门上的焦油、石墨等粘附物，防止密封性能下降。由于焦炉炉门炉框受多种因素影响，焦油和石墨的累计速度较快，需要增加清扫频率。焦炉机车全部为单元自动，人工监盘操作，炉前作业都是人工操作，工作环境恶劣，工人劳动强度高，长期重复操作，作业精度差，易发操作事故，劳动生产率低，占用人员数量多。

发明内容

本发明针对背景技术中的不足，提供了一种焦炉机车用机械臂清焦装置及控制方法。

本发明为解决上述现象，采用以下技术方案，1、一种焦炉机车用机械臂清焦装置及控制方法，动作组成包括如下：

S1，向炉膛内吹扫及刮焦，把大量焦炭和碎末吹向炉内（刮刀从向后前动作):主臂油缸伸出，机械臂油缸缩回，展开机械臂，同时选择炉底刮刀，通过数据设定，使炉底刮刀头落在炉口位置，并配有上部吹扫头进行高压吹扫，把大量焦炭和碎末吹向炉内，减少余焦外排。

S2，炉膛内二次清扫（刮刀从前向后）：主臂油缸缩回，机械臂油缸伸出，蜷缩机械臂，使炉底刮刀沿着炉底进行二次清扫，并配有上部吹扫头进行低压吹扫，把炉口少量残留焦清理到趟焦板上。

S3，炉口外趟焦板清扫（从上往下清扫）：转换油缸选择下部刮刀，主臂油缸缩回，机械臂油缸伸出，并配有下部吹扫头进行低压吹扫，把趟焦板余焦全部清理，其中使用辅助低压吹扫，防止余焦吹扫飞溅，炉底刮刀与下部刮刀，外形及材料完全不同。

S4，折叠回缩：转换油缸缩回到位，机械臂油缸伸出到位，使机械臂头部，收纳进主机械臂内部；主机械臂是由导向轮沿着导轨倾斜回缩，主臂油缸是固定在移动拖架上，沿着平移导轨缩回到位，使整个机械臂完全回缩到机车平台机罩中。

作为本发明的进一步优选方式，步骤S1中，向炉膛内吹扫及刮焦，把大量焦炭和碎末吹向炉内（刮刀从向后前动作):主臂油缸伸出，机械臂油缸缩回，展开机械臂，同时选择炉底刮刀，通过数据设定，使炉底刮刀头落在炉口位置，并配有上部吹扫头进行高压吹扫，把大量焦炭和碎末吹向炉内，减少余焦外排。

作为本发明的进一步优选方式，步骤S2中，炉膛内二次清扫（刮刀从前向后）：主臂油缸缩回，机械臂油缸伸出，蜷缩机械臂，使炉底刮刀沿着炉底进行二次清扫，并配有上部吹扫头进行低压吹扫，把炉口少量残留焦清理到趟焦板上。

作为本发明的进一步优选方式，步骤S3中，炉口外趟焦板清扫（从上往下清扫）：转换油缸选择下部刮刀，主臂油缸缩回，机械臂油缸伸出，并配有下部吹扫头进行低压吹扫，把趟焦板余焦全部清理，其中使用辅助低压吹扫，防止余焦吹扫飞溅，炉底刮刀与下部刮刀，外形及材料完全不同。

作为本发明的进一步优选方式，步骤S4中，折叠回缩：转换油缸缩回到位，机械臂油缸伸出到位，使机械臂头部，收纳进主机械臂内部；主机械臂是由导向轮沿着导轨倾斜回缩，主臂油缸是固定在移动拖架上，沿着平移导轨缩回到位，使整个机械臂完全回缩到机车平台机罩中。

作为本发明的进一步优选方式，其中每步动作都是液压驱动，液压系统由泵、阀组、驱动装置组成，转换油缸动作由电磁换向阀、减压阀、单向节流阀组合完成，路由具有换向、减压、控制油缸速度功能，压力控制尤为重要，既能扒焦又不能破坏炉门腹板,油缸内置位移传感器，使PLC获取位移传感器数据，进行油缸动作控制。

作为本发明的进一步优选方式，主臂油缸动作由电磁换向阀、液控单向阀、单向节流阀组合完成，油路具有换向、保压、控速功能，油缸内置位移传感器，使PLC获取位移传感器数据，进行油缸动作控制。

作为本发明的进一步优选方式，高低压空气吹扫，高压空气：炉底由后向前吹扫由通过油缸位移传感器数据反馈，PLC控制气动电磁阀失电，通过气路到上部吹扫头吹扫；低压空气：通过油缸位移传感器数据反馈，PLC控制气动电磁阀联通，通过气路到上部吹扫头和下部吹扫头吹扫。

本发明通过四步动作的组成进行控制，装置结构小巧紧凑，动作迅速，清焦频次高效，清焦对位准确等特点。刮刀更换快速简单，机械臂自由旋转，可收纳入主机械臂内，节省空间，结构简单，主机械臂沿导轨回缩到位后完全隐藏在推焦车炉前平台下，不影响推焦杆、取门机等机构工作。本发明通过液压传动系统控制实现自动快速清焦，完全替代炉前人工清焦工作，为推焦满负荷生产和自动化焦炉作业做保证。

附图说明

图1 是本发明的机械臂机结构图；

图2 是本发明的流程图；

图3是本发明的液压原理图；

图4是本发明的气动图。

图中，下部刮刀-1、炉底刮刀-2、三连杆-3、转换油缸-4、下部吹扫头-5、机械臂头部-6、机械臂油缸-7、主机械臂-8、机罩-9、主臂油缸-10、上部吹扫头-11、导轨-12、平移导轨-13、移动拖架-14、导向轮-15、油泵-16、位移传感器-17、位移传感器-18、位移传感器-19、电磁换向阀-20、液控单向阀-21、单向节流阀-22、减压阀-23、管路-24、气动减压阀-25、气源-26、减压阀-27。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中，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。

本发明提供一种技术方案：一种焦炉机车用机械臂清焦装置及控制方法，动作组成包括如下：

步骤S1，通过PLC获取位置传感器17、18、19数据，控制主臂油缸10伸出，机械臂油缸7缩回，展开机械臂，同时选择炉底刮刀2，通过数据设定，使炉底刮刀2头落在炉口位置，刮刀从向后前动作，并配有上部吹扫头11进行高压吹扫，把大量焦炭和碎末吹向炉内，减少余焦外排，完成炉底首次清扫。

步骤S2，炉膛内二次清扫（刮刀从前向后）：通过PLC获取位置传感器17、18、19数据，控制主臂油缸10缩回，机械臂油缸7伸出，蜷缩机械臂，使炉底刮刀2沿着炉底进行二次清扫，刮刀从前向后动作，并配有上部吹扫头11进行低压吹扫，把炉口少量残留焦清理到趟焦板上，完成炉底清扫工作。

步骤S3，炉口外趟焦板清扫（从上往下清扫）：通过PLC获取位置传感器17、18数据，控制转换油缸4通过三连杆3转换到下部刮刀1，主臂油缸10缩回，机械臂油缸7伸出，使下部刮刀1沿着趟焦板从上往下动作，并配有下部吹扫头5进行低压吹扫，把趟焦板余焦全部清理，其中使用辅助低压吹扫，防止余焦吹扫飞溅，炉底刮刀2与下部刮刀1，外形及材料完全不同。

步骤S4，折叠回缩：通过PLC获取位置传感器17、18、19数据，转换油缸4缩回到位，机械臂油缸7伸出到位，使机械臂头部6，收纳进主机械臂8内部；主机械臂8是由导向轮15沿着导轨12倾斜回缩，主臂油缸10是固定在移动拖架14上，沿着平移导轨13缩回到位，使整个机械臂完全回缩到机车平台机罩9中，使机械臂完美躲避主线设备作业，又能高效作业。

每步动作都是液压驱动，液压系统由泵16、阀组、驱动装置组成，转换油缸4动作由电磁换向阀20、减压阀23、单向节流阀22组合完成，路由具有换向、减压、控制油缸速度功能，压力控制尤为重要，既能扒焦又不能破坏炉门腹板,油缸内置位移传感器，使PLC获取位移传感器19数据，进行油缸动作控制。

主臂油缸10动作由电磁换向阀20、液控单向阀21、单向节流阀22组合完成，油路具有换向、保压、控速功能，油缸内置位移传感器，使PLC获取位移传感器18数据，进行油缸动作控制。

机械臂油缸7由电磁换向阀20、液控单向阀21、单向节流阀22组合完成，油路具有换向、保压、控速功能，油缸配内置位移传感器，使PLC获取位移传感器17数据，进行油缸动作控制。

高低压空气吹扫，高压空气：炉底由后向前吹扫由通过油缸位移传感器17、18、19数据反馈，PLC控制气动电磁阀26失电，通过气路24到上部吹扫头11吹扫；低压空气：通过油缸位移传感器17、18、19数据反馈，PLC控制气动电磁阀26联通，通过气路24到上部吹扫头11吹扫和下部吹扫头5吹扫。

综上所述，本发明通过将扒焦初始状态完全躲避推焦车、导焦车，取门机装置、推焦杆装置、导焦栅装置生产动作，扒焦装置展开后对炉底及趟焦板进行三步清理，并且炉底焦炭清理是推向炉内和炉外两种模式，炉底有大量焦炭时，向炉内扒焦，少量焦炭时向炉外扒焦，同时趟焦板清理功能把炉前焦清理干净，完成代替人工，满足工况使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种焦炉机车小型机械臂清焦装置的控制方法，其特征在于，动作组成包括如下：

S1，向炉膛内吹扫及刮焦，把大量焦炭和碎末吹向炉内，刮刀从后向前动作:转换油缸（4）内置第三位置传感器（19），主臂油缸（10）内置第二位置传感器（18），机械臂油缸（7）内置第一位置传感器（17），通过PLC获取第一位置传感器（17）、第二位置传感器（18）、第三位置传感器（19）数据，控制主臂油缸（10）伸出，机械臂油缸（7）缩回，展开机械臂，同时选择炉底刮刀（2），通过数据设定，使炉底刮刀（2）头落在炉口位置，刮刀从后向前动作，并配有上部吹扫头(11)进行高压吹扫，把大量焦炭和碎末吹向炉内，减少余焦外排，

S2，炉膛内二次清扫，刮刀从前向后动作：通过PLC获取第一位置传感器（17）、第二位置传感器（18）、第三位置传感器（19）数据，控制主臂油缸（10）缩回，机械臂油缸（7）伸出，蜷缩机械臂，使炉底刮刀（2）沿着炉底进行二次清扫，刮刀从前向后动作，并配有上部吹扫头(11)进行低压吹扫，把炉口少量残留焦清理到趟焦板上，

S3,炉口外趟焦板清扫，从上往下清扫：通过PLC获取第一位置传感器（17）、第二位置传感器（18）数据，控制转换油缸（4）选择下部刮刀（1），主臂油缸（10）缩回，机械臂油缸（7）伸出，使下部刮刀（1）沿着趟焦板从上往下动作，并配有下部吹扫头（5）进行低压吹扫，把趟焦板余焦全部清理，其中使用辅助低压吹扫，防止余焦吹扫飞溅，炉底刮刀（2）与下部刮刀（1）外形及材料完全不同，

S4,折叠回缩：通过PLC获取第一位置传感器（17）、第二位置传感器（18）、第三位置传感器（19）数据，转换油缸（4）缩回到位，机械臂油缸（7）伸出到位，使机械臂头部（6），收纳进主机械臂（8）内部；主机械臂（8）是由导向轮（15）沿着导轨（12）倾斜回缩，主臂油缸(10)是固定在移动拖架(14)上，沿着平移导轨（13）缩回到位，使整个机械臂完全回缩到机车平台机罩（9）中。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉机车小型机械臂清焦装置的控制方法，其特征在于，步骤S3中，炉口外趟焦板清扫，从上往下清扫：通过PLC获取第一位置传感器（17）、第二位置传感器（18）数据，控制转换油缸（4）通过三连杆（3）转换到下部刮刀（1），主臂油缸（10）缩回，机械臂油缸（7）伸出，使下部刮刀（1）沿着趟焦板从上往下动作，并配有下部吹扫头（5）进行低压吹扫，把趟焦板余焦全部清理，其中使用辅助低压吹扫，防止余焦吹扫飞溅，炉底刮刀（2）与下部刮刀（1）外形及材料完全不同。

3.根据权利要求1所述的一种焦炉机车小型机械臂清焦装置的控制方法，其特征在于，其中每步动作都是液压驱动，液压系统由泵（16）、阀组、驱动装置组成，转换油缸（4）动作由第三电磁换向阀（20.2）、减压阀（23）、第三单向节流阀（22.2）组合完成，油路具有换向、减压、控制油缸速度功能，压力控制尤为重要，既能扒焦又不能破坏炉门腹板,油缸内置位置传感器，使PLC获取第三位置传感器（19）数据，进行油缸动作控制。

4.根据权利要求1所述的一种焦炉机车小型机械臂清焦装置的控制方法，其特征在于，主臂油缸（10）动作由第二电磁换向阀（20.1）、第二液控单向阀（21.1）、第二单向节流阀（22.1）组合完成，油路具有换向、保压、控速功能，油缸内置位置传感器，使PLC获取第二位置传感器（18）数据，进行油缸动作控制。

5.根据权利要求1所述的一种焦炉机车小型机械臂清焦装置的控制方法，其特征在于，机械臂油缸（7）由第一电磁换向阀（20）、第一液控单向阀（21）、第一单向节流阀（22）组合完成，油路具有换向、保压、控速功能，油缸配内置位置传感器，使PLC获取第一位置传感器（17）数据，进行油缸动作控制。

6.根据权利要求1所述的一种焦炉机车小型机械臂清焦装置的控制方法，其特征在于，高低压空气吹扫，高压空气：炉底由后向前吹扫由通过油缸第一位置传感器（17）、第二位置传感器（18）、第三位置传感器（19）数据反馈，PLC控制气动电磁阀（26）失电，通过气路（24）到上部吹扫头（11）吹扫；低压空气：通过油缸第一位置传感器（17）、第二位置传感器（18）、第三位置传感器（19）数据反馈，PLC控制气动电磁阀（26）联通，通过气路（24）到上部吹扫头（11）吹扫和下部吹扫头（5）吹扫。

7.根据权利要求1所述的一种焦炉机车小型机械臂清焦装置的控制方法，其特征在于，扒焦初始状态完全躲避推焦车、导焦车，取门机装置、推焦杆装置、导焦栅装置生产动作，扒焦装置展开后对炉底及趟焦板进行三步清理，并且炉底焦炭清理是推向炉内和炉外两种模式，炉底有大量焦炭时，向炉内扒焦，少量焦炭时向炉外扒焦，同时趟焦板清理功能把炉前焦清理干净，完成代替人工，满足工况使用，

S1，向炉膛内吹扫及刮焦，把大量焦炭和碎末吹向炉内；S2，炉膛内二次清扫；S3,炉口外趟焦板清扫，S4,折叠回缩，完成炉底和淌焦板清扫工作，通过将刮刀切换、倾斜回缩动作组成进行的集成控制，双刮扫刀更换快速简单，清扫机械臂自由旋转，到位后收纳进主机械臂内，节省空间，结构简单，主机械臂沿导轨回缩到位后完全隐藏在推焦车炉前平台下，不影响推焦杆、取门机机构工作，通过液压传动系统控制实现自动快速清焦，完全替代炉前人工清焦工作，为推焦满负荷生产和自动化焦炉作业做保证。

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