CN113814381B - 一种钢水浇铸全自动控制装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢水浇铸全自动控制装置，中包下部设有一体结构的增厚圈部，增厚圈部两侧均开设有弧形水口，地磅安装在回转台上，地磅位置安装有位置传感器，吊架上安装有重力传感器，钢水包顶部活动铰接有包盖，钢水包底部安装有一体结构的容纳仓，容纳仓中安装有回转封锁机构和驱动机构，驱动机构用于驱动回转封锁机构开合所述弧形水口，容纳仓内底部安装有用于承托回转封锁机构的压力传感器。本发明能够将人工操作的步骤转换为自动化自动执行，增强了设备的自动化水平，从满钢水包的坐落到浇铸完毕更换钢水包，以及中包内钢水重量的稳态控制，这两方面可大大降低人员劳动强度和设备稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种钢水浇铸全自动控制装置及控制方法。
背景技术
钢铁生产一般包含高炉、炼钢、轧钢等生产工序，每一个工序负责其相应的生产功能，伴随着科技发展和自动化技术在钢铁行业中的应用，钢铁生产吨钢成本逐渐降低，各种检测技术的运用使得小方坯生产过程中的成品钢获得率逐渐提高，随着产能需求和市场刺激，为了获取更大利润和更大产能，很多钢厂配置了8机8流连铸机，甚至10机10流连铸机，设备运行稳定性提出了更多的要求。铁水由转炉工艺进行升温除碳再到精炼成分调节后，到达连铸工序进行钢坯浇铸，当前的钢水浇铸工序一般是将钢水包坐落在回转台上，浇铸位钢水包内钢水流经大包滑动水口进入中间包，操作人员观察中间包内钢水容量，当钢水注满中间包时将手动关闭滑动水口，另一方面大包内钢水用尽时，回转台旋转，将受包位的满包钢水转到浇铸位，进行下一周期的浇铸，整个浇铸的过程需要人员全程参与，大大增加了劳动轻度，中包位置和大包位置均需要人员进行照看设备运行情况，占用人工，并且在中包页面查看和大包钢水余量方面，人员凭借经验和直觉查看存在一定误差，容易引起误判，在整个的大包浇铸和设备运行过程中无可靠测量技术参照，对设备稳定性和连续性具有较大影响，为此提供一种自动化水平高，人工参与度低，仪器测量代替人工判断的全自动钢水浇铸控制方法迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢水浇铸全自动控制装置及控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种钢水浇铸全自动控制装置，包括钢水包、起吊行车、回转台、地磅、旋转机构、吊架和中包，所述起吊行车用于通过吊架起吊钢水包，所述中包固定安装在钢水包内中部，中包下部设有一体结构的增厚圈部，增厚圈部两侧均开设有弧形水口，所述旋转机构用于倾倒钢水包，所述地磅安装在回转台上，地磅位置安装有位置传感器，所述吊架上安装有重力传感器，所述钢水包顶部活动铰接有包盖，包盖通过液压缸驱动翻转，所述钢水包底部安装有一体结构的容纳仓，容纳仓中安装有回转封锁机构和驱动机构，驱动机构用于驱动回转封锁机构开合所述弧形水口，所述容纳仓内底部安装有用于承托回转封锁机构的压力传感器，所述钢水包外部安装有用于控制起吊行车、液压缸和驱动机构的隔热控制箱。
优选地，所述回转封锁机构包括压圈板和两个封锁板，两个封锁板活动卡在弧形水口中，封锁板下端活动插设于容纳仓中，所述中包内底部设有承托座，承托座两端通过拉板与封锁板固定连接，所述压圈板置于压力传感器上，两个封锁板下端与压圈板固定连接，所述驱动机构用于驱动压圈板转动。
优选地，所述驱动机构包括电机和齿轮传动件，电机固定安装在容纳仓外部，电机用于驱动齿轮传动件带动压圈板转动。
优选地，所述弧形水口上下部均延弧长方向开设有升降槽，所述封锁板活动卡在升降槽中。
优选地，所述齿轮传动件包括主动齿轮、传动齿轮和从动齿轮，传动齿轮和从动齿轮均活动安装在容纳仓内底部，所述主动齿轮与电机的输出端固定连接，主动齿轮、传动齿轮、从动齿轮及压圈板之间相互啮合。
优选地，所述隔热控制箱内部设有PLC芯片，PLC芯片通过位置传感器、重力传感器、地磅和压力传感器的信号而控制起吊行车、液压缸和电机的启停。
优选地，所述容纳仓表面均匀开设有多道散热槽口，容纳仓内部安装有风机。
优选地，所述弧形水口外侧均固定安装有过滤芯。
根据上述任一所述的钢水浇铸全自动控制装置的控制方法，包括以下步骤：
转运：钢水包由精炼炉进行成分调节和温度调节后由起吊行车吊运至连铸区域的回转台位置；
灌包：位置传感器检测到钢水包时，重力传感器开始检测钢水包重量数据信息，当重量低于程序设定值a时，PLC芯片将控制起吊行车下降钢水包使钢水包落至地磅上，此时进行灌包操作；
起吊：重力传感器检测钢水包重量数据信息，当重量高于程序设定值b时，PLC芯片将控制起吊行车将上升钢水包，与此同时液压缸启动，使包盖盖在钢水包上，实现自动遮盖进行保温的作用；
中包液位控制：通过压力传感器检测中包重量，当中包内钢水重量低于程序设定值c时，PLC芯片将控制回转封锁机构启动，此时打开弧形水口，钢水则由钢水包流入中包内，中包内重量持续上升，当其重量大于程序设定值d，PLC芯片将控制回转封锁机构使弧形水口自动关闭。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明能够将人工操作的步骤转换为自动化自动执行，增强了设备的自动化水平，从满钢水包的坐落到浇铸完毕更换钢水包，以及中包内钢水重量的稳态控制，这两方面可大大降低人员劳动强度和设备稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明一种钢水浇铸全自动控制装置及控制方法的结构图；
图2是本发明一种钢水浇铸全自动控制装置及控制方法的剖视图；
图3是本发明增厚圈部的剖视图；
图4是本发明齿轮传动件的结构图。
图中：1钢水包、11容纳仓、111散热槽口、112风机、113隔热控制箱、112风机、2起吊行车、3回转台、4地磅、5旋转机构、6吊架、61架板、62拉杆、63重力传感器、7包盖、8液压缸、9中包、91增厚圈部、92过滤芯、93升降槽、94弧形水口、95回转封锁机构、951封锁板、952压圈板、953压力传感器、954圆柱滚轴、
96承托座、961拉板、97齿轮传动件、971主动齿轮、972传动齿轮、973从动齿轮、98驱动机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
参阅图1和图2所示，本发明提供一种钢水浇铸全自动控制装置，包括钢水包1、起吊行车2、回转台3、地磅4、旋转机构5、吊架6和中包9，旋转机构5用于旋转钢水包1，便于钢水包1倾倒钢水，起吊行车2用于通过吊架6起吊钢水包1，中包9固定安装在钢水包1内中部，中包9下部设有一体结构的增厚圈部91，增厚圈部91的厚度要大于中包9的壁厚，从而提高中包9下部的结构强度，增厚圈部91两侧均开设有弧形水口94，弧形水口94用于使钢水包1的钢水进入中包9的作用，将地磅4安装在回转台3上，且地磅4位置安装有位置传感器，位置传感器可以为接近开关，用于检测钢水包1是否到达回转台3位置；
在吊架6上安装有重力传感器63，吊架包括架板61和两个拉杆62，两个拉杆62安装在架板61两端位置，拉杆62下端与钢水包1侧部活动铰接，重力传感器63安装在拉杆62上端位置，当起吊行车2吊起架板61时，通过重力传感器63能够检测钢水包1的实时重量，钢水包1顶部活动铰接有包盖7，包盖7通过液压缸8驱动翻转，当包盖7盖在钢水包1上时，起能够封闭钢水包1，从而提高了钢水包1的保温性能；
在钢水包1底部安装有一体结构的容纳仓11，容纳仓11中安装有回转封锁机构95和驱动机构98，驱动机构98用于驱动回转封锁机构95开合弧形水口94，容纳仓11内底部安装有用于承托回转封锁机构95的压力传感器953，钢水包1外部安装有用于控制起吊行车2、液压缸8和驱动机构98的隔热控制箱113；
位置传感器检测到钢水包1时，重力传感器63开始检测钢水包1重量数据信息，当重量低于程序设定值a时，隔热控制箱113将控制起吊行车2下降钢水包1使钢水包1落至地磅4上，此时进行灌包操作；
重力传感器63检测钢水包1重量数据信息，当重量高于程序设定值b时，PLC芯片将控制起吊行车2将上升钢水包1，与此同时液压缸8启动，使包盖7盖在钢水包1上，实现自动遮盖进行保温的作用；
中包液位控制：通过压力传感器953检测中包9重量，当中包9内钢水重量低于程序设定值c时，隔热控制箱113将控制回转封锁机构95启动，此时打开弧形水口94，钢水则由钢水包1流入中包9内，中包9内重量持续上升，当其重量大于程序设定值d，隔热控制箱113将控制回转封锁机构95使弧形水口94自动关闭，整个过程由传感器检测信号和自动化执行机构完成，不需要人工干预。
实施例二
参阅图2和图3所示，本实施例与其它实施例的区别在于，回转封锁机构95包括压圈板952和两个封锁板951，将两个封锁板951活动卡在弧形水口94中，弧形水口94在设计时，其长度需大于封锁板951的长度，从而使封锁板951转动时，弧形水口94能够处于打开或关闭的状态，将封锁板951下端活动插设于容纳仓11中，中包9内底部设有承托座96，承托座96两端通过拉板961与封锁板951固定连接，承托座96的尺寸需与中包9内圈的尺寸一致，从而使得承托座96能够承托起中包9中的钢水，将压圈板952置于压力传感器953上，两个封锁板951下端与压圈板952固定连接，从而使压力传感器953能够实时检测到钢水的重量，从而在计算时无需扣掉中包9的壳重，驱动机构98用于驱动压圈板952转动，压圈板952转动能够控制弧形水口94的开合。
本实施例中，驱动机构98包括电机和齿轮传动件97，电机固定安装在容纳仓11外部，电机用于驱动齿轮传动件97带动压圈板952转动。
实施例三
本实施例与其它实施例的区别在于，弧形水口94上下部均延弧长方向开设有升降槽93，封锁板951活动卡在升降槽93中，通过开设升降槽93能够保证封锁板951具有升降的空间，从而便于承托座96在钢水作用下产生下移的情况。
实施例四
如图2和图4所示，本实施例与其它实施例的区别在于，进一步限定了齿轮传动件97的结构，齿轮传动件97包括主动齿轮971、传动齿轮972和从动齿轮973，传动齿轮972和从动齿轮973均活动安装在容纳仓11内底部，主动齿轮971与电机的输出端固定连接，主动齿轮971、传动齿轮972、从动齿轮973及压圈板952之间相互啮合，设计时将传动齿轮972上表面外圈位置设置齿槽，主动齿轮971与其上表面齿槽啮合，能够带动传动齿轮972转动，传动齿轮972与从动齿轮973一侧啮合，压圈板952外圈开设齿槽，其齿槽与从动齿轮973另一侧啮合，从而在电机驱动力下压圈板952能够进行转动，为了进一步控制的精准度，电机可以为伺服电机。
实施例五
本实施例与其它实施例的区别在于，隔热控制箱113内部设有PLC芯片，PLC芯片通过位置传感器、重力传感器63、地磅4和压力传感器953的信号而控制起吊行车2、液压缸8和电机的启停。
实施例六
本实施例与其它实施例的区别在于，在容纳仓11表面均匀开设有多道散热槽口111，容纳仓11内部安装有风机112，由于钢水包1灌入钢水后，其温度较高，而通过风机112能够保证容纳仓11的散热性能，从而保证容纳仓11内部元件的使用寿命。
实施例七
本实施例与其它实施例的区别在于，为了保证钢水的质量，在弧形水口94外侧均固定安装有过滤芯92，过滤芯92能够过滤掉钢水中的杂质，过滤芯92为耐高温性的金属网结构。
钢水浇铸全自动控制装置的控制方法，包括以下步骤：
转运：钢水包1由精炼炉进行成分调节和温度调节后由起吊行车2吊运至连铸区域的回转台3位置；
灌包：位置传感器检测到钢水包1时，重力传感器63开始检测钢水包1重量数据信息，当重量低于程序设定值a时，PLC芯片将控制起吊行车2下降钢水包1使钢水包1落至地磅4上，此时进行灌包操作；
起吊：重力传感器63检测钢水包1重量数据信息，当重量高于程序设定值b时，PLC芯片将控制起吊行车2将上升钢水包1，与此同时液压缸8启动，使包盖7盖在钢水包1上，实现自动遮盖进行保温的作用；
中包液位控制：通过压力传感器953检测中包9重量，当中包9内钢水重量低于程序设定值c时，PLC芯片将控制回转封锁机构95启动，此时打开弧形水口94，钢水则由钢水包1流入中包9内，中包9内重量持续上升，当其重量大于程序设定值d，PLC芯片将控制回转封锁机构95使弧形水口94自动关闭。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种钢水浇铸全自动控制装置，包括钢水包、起吊行车、回转台、地磅、旋转机构、吊架和中包，其特征在于：所述起吊行车用于通过吊架起吊钢水包，所述中包固定安装在钢水包内中部，中包下部设有一体结构的增厚圈部，增厚圈部两侧均开设有弧形水口，所述旋转机构用于倾倒钢水包，所述地磅安装在回转台上，地磅位置安装有位置传感器，所述吊架上安装有重力传感器，所述钢水包顶部活动铰接有包盖，包盖通过液压缸驱动翻转，所述钢水包底部安装有一体结构的容纳仓，容纳仓中安装有回转封锁机构和驱动机构，驱动机构用于驱动回转封锁机构开合所述弧形水口，所述容纳仓内底部安装有用于承托回转封锁机构的压力传感器，所述钢水包外部安装有用于控制起吊行车、液压缸和驱动机构的隔热控制箱，所述回转封锁机构包括压圈板和两个封锁板，两个封锁板活动卡在弧形水口中，封锁板下端活动插设于容纳仓中，所述中包内底部设有承托座，承托座两端通过拉板与封锁板固定连接，所述压圈板置于压力传感器上，两个封锁板下端与压圈板固定连接，所述驱动机构用于驱动压圈板转动。
2.根据权利要求1所述的钢水浇铸全自动控制装置，其特征在于：所述驱动机构包括电机和齿轮传动件，电机固定安装在容纳仓外部，电机用于驱动齿轮传动件带动压圈板转动。
3.根据权利要求1所述的钢水浇铸全自动控制装置，其特征在于：所述弧形水口上下部均延弧长方向开设有升降槽，所述封锁板活动卡在升降槽中。
4.根据权利要求2所述的钢水浇铸全自动控制装置，其特征在于：所述齿轮传动件包括主动齿轮、传动齿轮和从动齿轮，传动齿轮和从动齿轮均活动安装在容纳仓内底部，所述主动齿轮与电机的输出端固定连接，主动齿轮、传动齿轮、从动齿轮及压圈板之间相互啮合。
5.根据权利要求4所述的钢水浇铸全自动控制装置，其特征在于：所述隔热控制箱内部设有PLC芯片，PLC芯片通过位置传感器、重力传感器、地磅和压力传感器的信号而控制起吊行车、液压缸和电机的启停。
6.根据权利要求1所述的钢水浇铸全自动控制装置，其特征在于：所述容纳仓表面均匀开设有多道散热槽口，容纳仓内部安装有风机。
7.根据权利要求3所述的钢水浇铸全自动控制装置，其特征在于：所述弧形水口外侧均固定安装有过滤芯。
8.根据权利要求1-7任一所述的钢水浇铸全自动控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
转运：钢水包由精炼炉进行成分调节和温度调节后由起吊行车吊运至连铸区域的回转台位置；
灌包：位置传感器检测到钢水包时，重力传感器开始检测钢水包重量数据信息，当重量低于程序设定值a时，PLC芯片将控制起吊行车下降钢水包使钢水包落至地磅上，此时进行灌包操作；
起吊：重力传感器检测钢水包重量数据信息，当重量高于程序设定值b时，PLC芯片将控制起吊行车将上升钢水包，与此同时液压缸启动，使包盖盖在钢水包上，实现自动遮盖进行保温的作用；
中包液位控制：通过压力传感器检测中包重量，当中包内钢水重量低于程序设定值c时，PLC芯片将控制回转封锁机构启动，此时打开弧形水口，钢水则由钢水包流入中包内，中包内重量持续上升，当其重量大于程序设定值d，PLC芯片将控制回转封锁机构使弧形水口自动关闭。
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