CN114940435A - 一种定点抓渣系统及方法 - Google Patents

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CN114940435A CN202210698348.7A CN202210698348A CN114940435A CN 114940435 A CN114940435 A CN 114940435A CN 202210698348 A CN202210698348 A CN 202210698348A CN 114940435 A CN114940435 A CN 114940435A
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王政
刘果
陈伟
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Hunan Zhongye Changtian Energy Conservation And Environmental Protection Technology Co ltd
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Abstract

本申请涉及窑渣处理技术领域，提供一种定点抓渣系统及方法，系统包括：位置检测装置、抓斗称重检测装置和控制单元。控制单元被配置为执行以下操作：获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数；在窑渣堆积等待时间T1后，根据相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，获取抓斗接触到所述固定抓渣点的信号；根据抓斗接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗抓取固定抓渣点处的窑渣；将固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。采用本申请提供的定点抓渣系统，能够实现自动化抓渣动作，获取高抓满率，从而减少桥式起重机的运转次数，节约人力物力。

Description

一种定点抓渣系统及方法
技术领域
本申请涉及窑渣处理技术领域，尤其涉及一种定点抓渣系统及方法。
背景技术
在钢铁生产中为了对铁粉尘进行回收利用，会在钢铁厂建设处置生产线，将含铁粉尘返回生产利用的过程中，铁元素会形成固体含铁窑渣，从窑头排出，进入窑渣处理系统，处理后作为烧结原料，送烧结进行配料。
如图1所示，为现有的铁窑渣处理系统俯视图，包括水淬池01、冲渣通道02、桥式起重机03、桥式起重操作室04和中间渣场05；如图2所示，还包括回转窑06，出料口061，图中箭头为冲渣方向。窑渣处理过程如下：窑渣从回转窑06的出料口061连续排出，在冲渣溜槽中通水粒化后进入到水淬池01浸泡冷却，冷却后窑渣由桥式起重机03控制抓斗031抓取后运送至中间渣场05自然排水晾干。回转窑06中排出的窑渣为高温的熔融状态，排入水淬池01浸泡冷却凝固为颗粒状，窑渣在水淬池01中的靠近冲渣通道02处堆积多，因此需要操作人员操作桥式起重机03对窑渣进行清理。
由于在窑渣处理过程中，由于回转窑06窑头排出的高温窑渣，排入水淬池01后，引起水蒸发，从而产生大量的水蒸气；加之窑渣位于水淬池01底部，池中会有杂质；这些因素会干扰操作人员视线；因此操作人员很难精准选择到合适的抓取位置，导致每次操作的抓满率低，从而单次抓取效率低，最终造成人力、物力的浪费。
发明内容
为了获取高抓满率，从而减少桥式起重机的运转次数，节约人力物力，本申请提供一种定点抓渣系统及方法。
本申请第一方面，提供一种定点抓渣系统，所述系统应用于桥式起重机，所述桥式起重机位于水淬池正上方，所述桥式起重机包括用于抓料的抓斗，所述抓斗可在水淬池上方水平或垂直移动，用于将堆料区域的窑渣抓至中间渣场，所述水淬池底部靠近冲渣通道为堆料区域，所述定点抓渣系统包括：
设置于桥式起重机表面的位置检测装置，所述位置检测装置用于获取抓斗中心点三维空间位置和固定抓渣点位置，所述固定抓渣点为堆料区域最高点。
设置于抓斗上方的抓斗称重检测装置；所述抓斗称重检测装置用于获取抓斗重量参数。
设置于桥式起重机表面的控制单元，所述控制单元与所述位置检测装置以及抓斗称重检测装置连接，控制抓斗移动，以便完成定点抓渣动作。
所述控制单元被配置为执行以下操作：
根据位置检测装置发送的抓斗中心点三维空间位置参数和固定抓渣点位置参数，获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数。
在窑渣堆积等待时间T1后，根据所述相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，所述窑渣堆积等待时间为回转窑开始排料至允许抓渣初始堆积高度所用时间。
根据抓斗称重检测装置发送的抓斗重量参数，获取抓斗接触到所述固定抓渣点的信号。
根据所述抓斗接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗抓取所述固定抓渣点处的窑渣。
将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。
可选的，所述判断抓斗是否接触到窑渣的步骤，具体为：
抓斗称重检测装置获取空载抓斗未接触到窑渣的拉力参数W1。
抓斗称重检测装置获取空载抓斗的实时拉力参数W2。
如果W2≤k1W1时，则判定抓斗已经接触碰到窑渣，k1为调整系数，取0.8-0.98。
可选的，所述获取固定抓渣点的步骤包括：
确认初步抓渣点，所述初步抓渣点位于垂直冲渣通道中线上。
获取所述初步抓渣点距离水淬池壁距离，根据以下公式计算距离水淬池壁距离：
Figure BDA0003702977820000021
D为所述初步抓渣点距离水淬池壁距离，W为水淬池宽度，H为窑渣的初始堆积高度，A为窑渣堆的安息角。
所述窑渣的初始堆积高度H，根据以下模型计算：
H＝H1-H2-H3-H4
H1为抓斗转动轴的位置距离水面的间距，H2为抓斗最低位置距离固定抓渣点的间距，H3为水淬池中的水深，H4为抓斗自身的高度。
可选的，在确认初步抓渣点之后，还包括自动修正过程，所述自动修正过程包括：
在所述初步抓渣点垂直冲渣通道中线上选取6个修正对比点，相邻修正对比点之间的距离为300mm。
桥式起重机在6个修正对比点和初步抓渣点各抓取一次窑渣。
计算修正对比点和初步抓渣点的抓满率。
根据所述修正对比点和初步抓渣点的抓满率，选择抓满率最高的位置为固定抓渣点。
可选的，抓满率获取方式如下：
当抓斗抓取所述6个修正对比点和初步抓渣点处的窑渣，抓斗处于水淬池水中时，抓斗停留在水中2秒，获取抓满率。
获取抓斗的容积Vd、水淬池内水的密度ρ1、窑渣的密度ρ2、抓斗称重检测装置获取的实时抓斗的重量m和空载抓斗的重量md。
根据所述抓斗的容积、水淬池内水的密度、窑渣的密度、抓斗称重检测装置获取的拉力值和空载抓斗的重量，采用抓满率计算模型获取抓满率，所述抓满率计算模型如下：
Figure BDA0003702977820000022
η0为抓满率。
可选的，当实际抓满率低于80％固定抓渣点的抓满率，再次进行自动修正，选定新的固定抓渣点，以获取最接近固定抓渣点的抓满率。
可选的，所述窑渣堆积等待时间T1，根据以下公式计算：
Figure BDA0003702977820000023
V为窑渣初始堆积的体积、s为用体积表示的回转窑窑渣出渣速率、Q为用质量表示的回转窑窑渣出渣的速率、ρ2为窑渣的密度、k为简化窑渣堆积体积计算而取的计算系数、H为窑渣的初始堆积高度、A为窑渣的安息角。
可选的，所述将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场后，所述抓斗回归原位，在所述抓斗回归原位后，第n次抓渣需在抓渣间隔时间tn后，开始下一次抓渣，所述抓渣间隔时间tn的计算模型为：
Figure BDA0003702977820000031
mn-1为第n次抓渣的上一次抓渣的抓渣量，n≥3，Q为用质量表示的回转窑窑渣出渣的速率。
当n＝2时，所述抓渣间隔时间的计算模型为：
Figure BDA0003702977820000032
t2为第一次抓渣与第二次抓渣的间隔时间，Vd为抓斗的容积，η0为抓满率，ρ2为窑渣的密度。
本申请第二方面，提供一种定点抓渣方法，所述定点抓渣的方法应用于桥式起重机，所述桥式起重机位于水淬池正上方，所述桥式起重机包括用于抓料的抓斗，所述抓斗可在水淬池上方水平或垂直移动，用于将堆料区域的窑渣抓至中间渣场，所述水淬池底部靠近冲渣通道为堆料区域，所述定点抓渣方法包括：
根据位置检测装置发送的抓斗中心点三维空间位置参数和固定抓渣点位置参数，获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数。
在窑渣堆积等待时间T1后，根据所述相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，所述窑渣堆积等待时间为回转窑开始排料至允许抓渣初始堆积高度所用时间。
根据抓斗称重检测装置发送的抓斗重量参数，获取抓斗接触到所述固定抓渣点的信号。
根据所述抓斗接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗抓取所述固定抓渣点处的窑渣。
将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。
由以上技术方案可知，本申请提供一种定点抓渣系统及方法，所述系统包括：设置于桥式起重机表面的位置检测装置、设置于抓斗上方的抓斗称重检测装置和设置于桥式起重机表面的控制单元。所述控制单元被配置为执行以下操作：根据位置检测装置发送的抓斗中心点三维空间位置参数和固定抓渣点位置参数，获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数；在窑渣堆积等待时间T1后，根据所述相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，所述窑渣堆积等待时间为回转窑开始排料至允许抓渣初始堆积高度所用时间；根据抓斗称重检测装置发送的抓斗重量参数，获取抓斗接触到所述固定抓渣点的信号；根据所述抓斗接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗抓取所述固定抓渣点处的窑渣；将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。采用本申请提供的定点抓渣系统，能够实现自动化抓渣动作，获取高抓满率，从而减少桥式起重机的运转次数，节约人力物力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为现有的铁窑渣处理系统俯视图；
图2为现有的铁窑渣处理系统正视图；
图3为本申请实施例提供的定点抓渣方法的流程图；
图4为固定抓渣点的示意图；
图5为固定抓渣点在抓渣系统中的场景图，a为固定抓渣点在抓渣系统的俯视图，b为固定抓渣点抓渣系统的正视图；
图6为修正对比点分布示意图；
图7为中间渣场与水淬池的俯视图；
图8为本申请实施例提供的定点抓渣系统的架构图；
图9为本申请实施例提供的定点抓渣系统中，控制单元的工作流程图；
图10为抓斗转动轴的位置与抓斗最低位置示意图。
其中：
01-水淬池，02-冲渣通道，03-桥式起重机，031-抓斗，04-桥式起重操作室，05-中间渣场，06-回转窑，061-出料口，1-位置检测装置，2-抓斗称重检测装置，3-控制单元。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
为了获取高抓满率，从而减少桥式起重机的运转次数，节约人力物力，本申请实施例提供一种定点抓渣系统及方法。
图2为现有的铁窑渣处理系统正视图。图5为固定抓渣点在抓渣系统中的场景图。参见图2和图5，所述系统应用于桥式起重机03，所述桥式起重机03位于水淬池01正上方，所述桥式起重机03包括用于抓料的抓斗031，所述抓斗031可在水淬池01上方水平或垂直移动，用于将堆料区域的窑渣抓至中间渣场05，所述水淬池01底部靠近冲渣通道02为堆料区域。
图8为本申请实施例提供的定点抓渣系统的架构图。
参见图8，本申请实施例提供的定点抓渣系统包括：设置于桥式起重机表面的位置检测装置1，所述位置检测装置1用于获取抓斗中心点三维空间位置和固定抓渣点位置，所述固定抓渣点为堆料区域最高点；设置于抓斗上方的抓斗称重检测装置2；所述抓斗称重检测装置2用于获取抓斗重量参数；设置于桥式起重机03表面的控制单元3，所述控制单元3与所述位置检测装置1以及抓斗称重检测装置2连接，控制抓斗031移动，以便完成定点抓渣动作。
所述位置检测装置1，可通过位置编码器、激光测距、位置感应带等方式均可获得抓斗031中心点三维空间位置和固定抓渣点位置。
所述抓斗称重检测装置2，可在桥式起重机03的卷扬、大车、小车等合适位置设置称重传感器，传感器的精度满足要求即可，称重传感器能检测得出设备自动和抓斗捞起窑渣的总重量，并将重量数据传送至称重检测装置2进行分析判断。
所述控制单元3，控制单元3与桥式起重机03上的各种电动机、限位保护装置等相连，市场上有成熟方案及产品，例如桥式起重机厂家提供的成套电控柜。能接收控制指令，控制桥式起重机上的电动机的运行，完成对起重机大车移动、小车移动、抓斗031提升或放下、抓斗031张开或闭合动作。
图9为本申请实施例提供的定点抓渣系统中，控制单元的工作流程图。
参见图9，本申请实施例中，所述控制单元被配置为执行以下步骤：
步骤101，根据位置检测装置发送的抓斗中心点三维空间位置参数和固定抓渣点位置参数，获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数。
其中，参见图2，所述抓斗中心点的三维空间位置用三维坐标(A,B,C)表示，其中A为抓斗中心点的横坐标，B为抓斗中心点的纵坐标，C为抓斗中心点的竖坐标。
在桥式起重机03的大车行走电机、小车行走电机、卷扬电机上设置位置编码器，即可获取桥式起重机03的大车位置、抓斗中心点高度；小车固定在大车上，大车可在大车轨道上运动。
图4为固定抓渣点的示意图，图5为固定抓渣点在抓渣系统中的场景图，图7为中间渣场与水淬池的俯视图。参见图4、图5和图7，将窑渣堆近似成圆锥体，采取理论计算与自动修正相结合的方式选取窑渣堆积的最高点为固定抓渣点。
抓渣时抓斗031打开，抓斗031接触到窑渣时闭合。抓渣点指窑渣堆最高点对应的三维空间坐标；二维平面投影上是一个确定的点，其在高度方向上是和抓斗开合状态有关的在一定区域内变化的值。
所述获取固定抓渣点的步骤包括：
确认初步抓渣点，所述初步抓渣点位于垂直冲渣通道中线上。
获取所述初步抓渣点距离水淬池壁距离，根据以下公式计算距离水淬池01壁距离：
Figure BDA0003702977820000051
D为所述初步抓渣点距离水淬池01壁距离，W为水淬池01宽度，H为窑渣的初始堆积高度，A为窑渣堆的安息角。
所述窑渣的初始堆积高度H，根据以下模型计算：
H＝H1-H2-H3-H4
H1为抓斗转动轴的位置距离水面的间距，H2为抓斗最低位置距离固定抓渣点的间距，H3为水淬池中的水深，H4为抓斗自身的高度。
参见图10，为抓斗转动轴位置与抓斗最低位置示意图。需要说明的是，H1，H2，H3，H4。H1在本申请实施例中取0.5米，H2在本申请实施例中取1米。由于抓斗张开闭合是一个沿轴转动的过程，计算H2中所述抓斗最低位置为抓斗闭合时最下方的位置。
A窑渣的安息角是粉料堆积体的自由表面处于平衡的极限状态时，自由表面与水平面之间的角度的最小角度(即随着倾斜角增加，斜面上的物体将越容易下滑；当物体达到开始下滑的状态时，该临界状态的角度称为安息角)。通过现场实际取样、实测获得。
在确认初步抓渣点之后，还包括自动修正过程，所述自动修正过程包括：
图6为修正对比点分布示意图。参见图6，在所述初步抓渣点垂直冲渣通道中线上选取6个修正对比点，相邻修正对比点之间的距离为300mm。
桥式起重机在6个修正对比点和初步抓渣点各抓取一次窑渣。
步骤102，在窑渣堆积等待时间T1后，根据所述相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，所述窑渣堆积等待时间为回转窑开始排料至允许抓渣初始堆积高度所用时间。
窑渣堆积到窑渣的初始堆积高度H后抓渣，所述窑渣堆积等待时间T1，根据以下公式计算：
Figure BDA0003702977820000052
V为窑渣初始堆积体积、s为用体积表示的回转窑窑渣出渣速率、Q为用质量表示的回转窑06窑渣出渣速率、ρ2为窑渣的密度、k为简化窑渣堆积体积计算而取的计算系数、H为窑渣的初始堆积高度、A为窑渣的安息角。
步骤103，根据抓斗称重检测装置2发送的抓斗重量参数，获取抓斗031接触到所述固定抓渣点的信号。
所述判断抓斗是否接触到窑渣的步骤，具体为：
抓斗称重检测装置获取空载抓斗未接触到窑渣的拉力参数W1。
抓斗称重检测装置获取空载抓斗的实时拉力参数W2。
如果W2≤k1W1时，则判定抓斗已经接触碰到窑渣，k1为调整系数，取0.8-0.98。
步骤104，根据所述抓斗031接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗031抓取所述固定抓渣点处的窑渣。
抓满率获取方式如下：
当抓斗抓取所述6个修正对比点和初步抓渣点处的窑渣，抓斗处于水淬池水中时，抓斗停留在水中2秒，获取抓满率。
获取抓斗的容积Vd、水淬池内水的密度ρ1、窑渣的密度ρ2、抓斗称重检测装置获取的实时抓斗的重量m和空载抓斗的重量md。
根据所述抓斗的容积、水淬池内水的密度、窑渣的密度、抓斗称重检测装置获取的拉力值和空载抓斗的重量，采用抓满率计算模型获取抓满率，所述抓满率计算模型如下：
Figure BDA0003702977820000061
η0为抓满率。
具体模型获取原理如下：
F1表示抓斗钢丝绳拉力，F1＝mg，m为抓斗称重检测装置获取的重量值，g为重力加速度。F2表示抓取的窑渣在水下受到的浮力，F2＝ρ1gVz，ρ1为水的密度，Vz为抓取的窑渣体积。Gd表示空载抓斗的重力，Gd＝mdg，md表示空载抓斗的重量，可从抓斗参数中获取。Gz表示抓取的窑渣的重力，Gz＝mzg＝ρ2Vz，mz表示窑渣的质量，ρ2为窑渣的密度。
受力如下：F1+F2＝Gd+Gz(忽略抓斗在水下受到的浮力)，即：mg+ρ1gVz＝mdg+mzg＝mdg+ρ2gVz，可得：
Figure BDA0003702977820000062
Figure BDA0003702977820000063
当实际抓满率低于80％固定抓渣点的抓满率，再次进行自动修正，选定新的固定抓渣点，以获取最接近固定抓渣点的抓满率。抓斗长期运作，随着时间推移，固定抓渣点可能会发生变化，因此在实际抓满率低于80％固定抓满率时，需再次修正。
步骤105，将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。
图7为中间渣场与水淬池的俯视图。参见图7，所述将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场后，所述抓斗回归原位，在所述抓斗回归原位后，第n次抓渣需在抓渣间隔时间tn后，开始下一次抓渣，所述抓渣间隔时间tn的计算模型为：
Figure BDA0003702977820000064
mn-1为第n次抓渣的上一次抓渣的抓渣量，n≥3；
当n＝2时，所述抓渣间隔时间的计算模型为：
Figure BDA0003702977820000071
t2为第一次抓渣与第二次抓渣的间隔时间。
窑渣堆积在水淬池01中堆积一定高度后，再进行高效节能自动抓渣作业，在本申请实施例中为窑渣堆积等待时间T1，并使抓渣间隔时间内，抓起的窑渣量等于回转窑的排渣量，可使得窑渣堆的形状及抓满率最高的抓渣点位置保持不变。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种定点抓渣系统，所述系统包括：设置于桥式起重机表面的位置检测装置、设置于抓斗上方的抓斗称重检测装置和设置于桥式起重机表面的控制单元。所述控制单元被配置为执行以下操作：根据位置检测装置发送的抓斗中心点三维空间位置参数和固定抓渣点位置参数，获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数；在窑渣堆积等待时间T1后，根据所述相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，所述窑渣堆积等待时间为回转窑开始排料至允许抓渣初始堆积高度所用时间；根据抓斗称重检测装置发送的抓斗重量参数，获取抓斗接触到所述固定抓渣点的信号；根据所述抓斗接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗抓取所述固定抓渣点处的窑渣；将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。采用本申请实施例提供的定点抓渣系统，能够实现自动化抓渣动作，获取高抓满率，从而减少桥式起重机的运转次数，节约人力物力。
图3为本申请实施例提供的定点抓渣方法的流程图。本申请实施例提供一种定点抓渣方法，所述定点抓渣的方法应用于桥式起重机，所述桥式起重机位于水淬池正上方，所述桥式起重机包括用于抓料的抓斗，所述抓斗可在水淬池上方水平或垂直移动，用于将堆料区域的窑渣抓至中间渣场，所述水淬池底部靠近冲渣通道为堆料区域，所述定点抓渣方法包括：
步骤201，根据位置检测装置发送的抓斗中心点三维空间位置参数和固定抓渣点位置参数，获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数。
步骤202，在窑渣堆积等待时间T1后，根据所述相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，所述窑渣堆积等待时间为回转窑开始排料至允许抓渣初始堆积高度所用时间。
步骤203，根据抓斗称重检测装置发送的抓斗重量参数，获取抓斗接触到所述固定抓渣点的信号。
步骤204，根据所述抓斗接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗抓取所述固定抓渣点处的窑渣。
步骤205，将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种定点抓渣系统及方法，所述系统包括：设置于桥式起重机表面的位置检测装置、设置于抓斗上方的抓斗称重检测装置和设置于桥式起重机表面的控制单元。所述控制单元被配置为执行以下操作：根据位置检测装置发送的抓斗中心点三维空间位置参数和固定抓渣点位置参数，获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数；在窑渣堆积等待时间T1后，根据所述相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，所述窑渣堆积等待时间为回转窑开始排料至允许抓渣初始堆积高度所用时间；根据抓斗称重检测装置发送的抓斗重量参数，获取抓斗接触到所述固定抓渣点的信号；根据所述抓斗接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗抓取所述固定抓渣点处的窑渣；将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。采用本申请实施例提供的定点抓渣系统，能够实现自动化抓渣动作，获取高抓满率，从而减少桥式起重机的运转次数，节约人力物力。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种定点抓渣系统，所述系统应用于桥式起重机，所述桥式起重机位于水淬池正上方，所述桥式起重机包括用于抓料的抓斗，所述抓斗可在水淬池上方水平或垂直移动，用于将堆料区域的窑渣抓至中间渣场，所述水淬池底部靠近冲渣通道为堆料区域，其特征在于，所述定点抓渣系统包括：
设置于桥式起重机表面的位置检测装置，所述位置检测装置用于获取抓斗中心点三维空间位置和固定抓渣点位置，所述固定抓渣点为堆料区域最高点；
设置于抓斗上方的抓斗称重检测装置；所述抓斗称重检测装置用于获取抓斗重量参数；
设置于桥式起重机表面的控制单元，所述控制单元与所述位置检测装置以及抓斗称重检测装置连接，控制抓斗移动，以便完成定点抓渣动作；
所述控制单元被配置为执行以下操作：
根据位置检测装置发送的抓斗中心点三维空间位置参数和固定抓渣点位置参数，获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数；
在窑渣堆积等待时间T1后，根据所述相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，所述窑渣堆积等待时间为回转窑开始排料至允许抓渣初始堆积高度所用时间；
根据抓斗称重检测装置发送的抓斗重量参数，获取抓斗接触到所述固定抓渣点的信号；
根据所述抓斗接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗抓取所述固定抓渣点处的窑渣；
将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。
2.根据权利要求1所述的定点抓渣系统，其特征在于，所述判断抓斗是否接触到窑渣的步骤，具体为：
抓斗称重检测装置获取空载抓斗未接触到窑渣的拉力参数W1；
抓斗称重检测装置获取空载抓斗的实时拉力参数W2；
如果W2≤k1W1时，则判定抓斗已经接触碰到窑渣，k1为调整系数，取0.8-0.98。
3.根据权利要求1所述的定点抓渣系统，其特征在于，所述获取固定抓渣点的步骤包括：
确认初步抓渣点，所述初步抓渣点位于垂直冲渣通道中线上；
获取所述初步抓渣点距离水淬池壁距离，根据以下公式计算距离水淬池壁距离：
Figure FDA0003702977810000011
D为所述初步抓渣点距离水淬池壁距离，W为水淬池宽度，H为窑渣的初始堆积高度，A为窑渣堆的安息角；
所述窑渣的初始堆积高度H，根据以下模型计算：
H＝H1-H2-H3-H4
H1为抓斗转动轴的位置距离水面的间距，H2为抓斗最低位置距离固定抓渣点的间距，H3为水淬池中的水深，H4为抓斗自身的高度。
4.根据权利要求3所述的定点抓渣系统，其特征在于，在确认初步抓渣点之后，还包括自动修正过程，所述自动修正过程包括：
在所述初步抓渣点垂直冲渣通道中线上选取6个修正对比点，相邻修正对比点之间的距离为300mm；
桥式起重机在6个修正对比点和初步抓渣点各抓取一次窑渣；
计算修正对比点和初步抓渣点的抓满率；
根据所述修正对比点和初步抓渣点的抓满率，选择抓满率最高的位置为固定抓渣点。
5.根据权利要求4所述的定点抓渣系统，其特征在于，抓满率获取方式如下：
当抓斗抓取所述6个修正对比点和初步抓渣点处的窑渣，抓斗处于水淬池水中时，抓斗停留在水中2秒，获取抓满率；
获取抓斗的容积Vd、水淬池内水的密度ρ1、窑渣的密度ρ2、抓斗称重检测装置获取的实时抓斗的重量m和空载抓斗的重量md；
根据所述抓斗的容积、水淬池内水的密度、窑渣的密度、抓斗称重检测装置获取的拉力值和空载抓斗的重量，采用抓满率计算模型获取抓满率，所述抓满率计算模型如下：
Figure FDA0003702977810000021
η0为抓满率。
6.根据权利要求4所述的定点抓渣系统，其特征在于，当实际抓满率低于80％固定抓渣点的抓满率，再次进行自动修正，选定新的固定抓渣点，以获取最接近固定抓渣点的抓满率。
7.根据权利要求1所述的定点抓渣系统，其特征在于，所述窑渣堆积等待时间T1，根据以下公式计算：
Figure FDA0003702977810000022
V为窑渣初始堆积的体积、s为用体积表示的回转窑窑渣出渣速率、Q为用质量表示的回转窑窑渣出渣的速率、ρ2为窑渣的密度、k为简化窑渣堆积体积计算而取的计算系数、H为窑渣的初始堆积高度、A为窑渣的安息角。
8.根据权利要求1所述的定点抓渣系统，其特征在于，所述将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场后，所述抓斗回归原位，在所述抓斗回归原位后，第n次抓渣需在抓渣间隔时间tn后，开始下一次抓渣，所述抓渣间隔时间tn的计算模型为：
Figure FDA0003702977810000023
mn-1为第n次抓渣的上一次抓渣的抓渣量，n≥3，Q为用质量表示的回转窑窑渣出渣的速率；
当n＝2时，所述抓渣间隔时间的计算模型为：
Figure FDA0003702977810000024
t2为第一次抓渣与第二次抓渣的间隔时间，Vd为抓斗的容积，η0为抓满率，ρ2为窑渣的密度。
9.一种定点抓渣方法，所述定点抓渣方法应用于桥式起重机，所述桥式起重机位于水淬池正上方，所述桥式起重机包括用于抓料的抓斗，所述抓斗可在水淬池上方水平或垂直移动，用于将堆料区域的窑渣抓至中间渣场，所述水淬池底部靠近冲渣通道为堆料区域，其特征在于，所述定点抓渣方法包括：
根据位置检测装置发送的抓斗中心点三维空间位置参数和固定抓渣点位置参数，获取抓斗中心点与固定抓渣点的相对位置参数；
在窑渣堆积等待时间T1后，根据所述相对位置参数，控制抓斗移向固定抓渣点，所述窑渣堆积等待时间为回转窑开始排料至允许抓渣初始堆积高度所用时间；
根据抓斗称重检测装置发送的抓斗重量参数，获取抓斗接触到所述固定抓渣点的信号；
根据所述抓斗接触到固定抓渣点的信号，控制抓斗抓取所述固定抓渣点处的窑渣；
将所述固定抓渣点处的窑渣从水淬池抓取至中间渣场。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115724344A (zh) * 2022-11-14 2023-03-03 浙江浙起机械有限公司 一种垃圾抓斗起重机称重装置
WO2024060288A1 (zh) * 2022-09-21 2024-03-28 中冶南方工程技术有限公司 一种高炉底滤法水渣行车自动抓渣方法

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