CN115041674B - 一种钢包钢水自动接引流剂装置 - Google Patents

Abstract

一种钢包钢水自动接引流剂装置及控制方法，属于连铸生产工艺领域。该装置包括：包括钢水容纳引导组件和自动接引流剂组件，所述钢水容纳引导组件包括：钢包、水口滑板、水口滑板驱动组件以及水口，所述水口滑板驱动组件驱动所述水口滑板进行开度调节；所述自动接引流剂组件具有测距装置、接收装置以及驱动组件，所述测距装置用于测量水口滑板的开度位置，所述自动接引流剂组件根据所述测距装置测量的开度位置选择在第一位置和第二位置之间切换；所述接收装置用于接收钢包中的引流剂；所述驱动组件用于将所述接收装置在所述第一位置和所述第二位置之间移动；所述第一位置为所述自动接引流剂组件的所述接收装置位于所述水口的正下方的位置；所述第二位置为所述自动接引流剂组件的所述接收装置处于所述水口的非正下方的位置。

Description

一种钢包钢水自动接引流剂装置

技术领域

本发明涉及连铸生产工艺领域，为了稳定生产和为了提高连铸坯纯净度，涉及一种连铸钢包钢水开浇自动接引流砂装置。

背景技术

现今高品质钢不断开发，对钢材的质量及性能要求越来越高，进一步减少钢中杂质和夹杂物含量，不断的攻关。在连铸机生产过程中既要保证生产顺行又要提高钢水纯净度。其中，钢包钢水的开浇和开浇后的接取引流砂尤为关键：钢包钢水开浇钢流大了钢水冲击水口腕部导致反呕事故，开浇钢流小了容易导致钢流迅速冷却导致死流事故；钢包钢水开浇后引流砂进入中间罐与钢水发生反应导致污染钢水。钢包钢水的开浇大多是人工凭经验目视开度大小判断钢流大小或者两人配合指挥开浇。人员凭经验开浇有时会出现判断失误；两人配合开浇其中指挥人员在室外存在高温环境安全隐患。为了防止钢包引流砂大量落入中间罐内，提高钢水的纯净度，进一步改善铸坯的内部质量，需要在开浇过程中人工手持接取器皿靠近大包罐一边指挥开浇一边接取引流砂或者人员一边开浇一边控制接引流砂装置接取引流砂。在人工手动接取大包罐引流砂操作中，需要两人配合好接引流砂，接取的量较多但是由于作业环境存在高温、钢花飞溅、钢渣坠落等安全隐患，人工操作极其危险；人员一边开浇一边操作接引流砂装置接引流砂，距离较远无法判断接取的量，时而装置撤离过早接取太少，大量引流砂流入中间罐内污染钢水，时而装置撤离过晚容易烧坏接引流砂装置，以上钢包钢水开浇和接引流砂都存在着较大的弊端。

关于钢包引流砂自动接砂装置，具有如下现有技术，

现有技术：参见专利CN111842871A，该专利设置了一种独立的自动引流砂接取机，驱动机构驱动接取皿在第一工作位时，钢包中流出的引流砂进入该接取皿中，然而该专利的自动化程度较低，无法自动判断是否基本将引流砂接取完。

根据以上存在问题，钢包钢水开浇和接引流砂存在易污染中间包、自动接砂自动化程度低，无法准确判断引流砂的接取是否完成。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种钢包钢水自动接引流剂装置，其结构简单，可实现引流砂的开度设置，自动化程度高，可较为准确判断引流剂是否接取完成，且可实现自动接引流剂以及自动开浇。

本发明是这样实现的：在第一方面，本发明的示例提供了一种钢包钢水自动接引流剂装置，包括钢水容纳引导组件和自动接引流剂组件，所述钢水容纳引导组件包括：钢包、水口滑板、水口滑板驱动组件以及水口，所述水口滑板驱动组件驱动所述水口滑板进行开度调节；

其特征在于：所述自动接引流剂组件具有测距装置、接收装置以及驱动组件，

所述测距装置用于测量水口滑板的开度位置，

所述自动接引流剂组件根据所述测距装置测量的开度位置选择在第一位置和第二位置之间切换；

所述接收装置用于接收钢包中的引流剂；

所述驱动组件用于将所述接收装置在所述第一位置和所述第二位置之间移动；

所述第一位置为所述自动接引流剂组件的所述接收装置位于所述水口的正下方的位置；

所述第二位置为所述自动接引流剂组件的所述接收装置处于所述水口的非正下方的位置。

进一步地，所述自动接引流剂组件还具有机械手，所述机械手可转动的设置在水口上，所述接收装置固定至所述机械手上，通过所述机械手转动调节所述接收装置的位置。

进一步地，所述接收装置通过固定框架设置在所述机械手上，所述固定框架上设置有称重传感器，所述称重传感器用于对接收装置上的引流剂进行称重。

进一步地，所述接收装置通过两端连杆与固定装置中的横杆连接，所述横杆置于所述称重传感器上方。

进一步地，所述测距装置为红外线测距仪。

进一步地，所述驱动组件还包括第一驱动组件，所述第一驱动组件为驱动所述机械手的驱动电机或液压驱动组件。

进一步地，所述驱动组件还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件包括蜗轮蜗杆组件、驱动电机，所述第二驱动组件驱动所述接收装置摆动，从而将接收装置中的引流剂倾倒。

进一步地，所述引流剂为引流砂。

进一步地，在所述接收装置处于第一位置时，所述称重传感器处于水平方向。

本发明是这样实现的：在第二方面，本发明的示例提供了一种钢包钢水自动接引流剂装置，包括钢水容纳引导组件和自动接引流剂组件，所述钢水容纳引导组件包括：钢包、水口滑板、水口滑板驱动组件以及水口，所述水口滑板驱动组件驱动所述水口滑板进行开度调节；

其特征在于：所述自动接引流剂组件具有接收装置、驱动组件以及称重传感器，

所述接收装置用于接收钢包中的引流剂；

所述驱动组件驱动所述接收装置在第一位置和第二位置之间切换；

所述第一位置为所述自动接引流剂组件的所述接收装置位于所述水口的正下方的位置；

所述第二位置为所述自动接引流剂组件的所述接收装置处于所述水口的非正下方的位置；

所述称重传感器用于测量所述接收装置内引流剂的重量。

进一步地，在所述接收装置处于第一位置时，所述称重传感器处于水平方向。

本发明还涉及一种钢包钢水自动接引流剂的控制方法，其具有以下步骤，

操作前校位，获取水口滑板不同开度对应的液压油的流量以及计算接引流剂时水口滑板的所需开度位置；

接收装置置于水口正下方的第一位置，称重传感器校零；

水口滑板打开至接引流剂的所需开度位置时，水口下方引流剂流出；

称重传感器测量到引流剂重量到设定阈值时，接收装置自动回收至第二位置。

进一步地，其还具有以下步骤，在接收装置自动回收至第二位置后，控制水口滑板开度，自动进行后续的钢水浇注。

进一步地，还具有以下步骤，设定连锁操作，具体为在自动接引流剂操作前，进行操作步骤的连锁设定，具体为：

检测启动钢包滑动水口的液压缸处于关闭状态时，等待一段时间后，进入下一步；

在钢包所在的回转臂处于非工作位时，测距装置采集数据；

当测距装置采集到接收装置接引流剂所需的水口滑板的开度时，电磁阀停止工作，所述电磁阀用于调节水口滑板的流量大小，从而调节水口滑板的开度；

当接收装置回收后，所述电磁阀再次启动。

与现有技术相比，本发明提供的钢包钢水自动接引流剂装置，包括测距装置，且测距装置设置在水口上，可以通过水口滑板的移动，测距装置能相对测距标定进行位置测量，从而便于确定水口滑板移动的开度；此外本发明还具有称重传感器，称重传感器设置在固定框架上，称重传感器上方具有连接于接收装置两段的连杆的部件，从而称重传感器可用于测量接收装置中的引流剂的重量，从而判断引流剂是否基本接收完成；进一步为提高称重传感器的测量精度，所述称重传感器进行工作位校位，使得接收装置处于水口的正下方时，所述称重传感器处于水平位置，通过初始状态下的校零后，从而该称重传感器能较为准确的反映接收装置内引流剂的重量。

本发明提供的钢包钢水自动接引流剂装置以及方法，能够进行在后续完成引流剂接收后的自动开浇，防止引流剂流入下游的中间包，减少钢水污染，同时不影响钢包的开浇率。且本发明提供的钢包钢水自动接引流剂的方法，设置了设定连锁，从而可以便于在开启启动按钮后，设定的连锁步骤能连续紧凑地执行，且为了防止工作人员操作后连锁的继续发生，还设置了紧急停止程序，在回转臂下降或操作人员干预钢包滑动水口的液压缸的按钮时，停止进行自动开浇和自动接引流剂的操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1钢包钢水自动接引流剂装置主视图；

图2钢包钢水自动接引流剂装置组件示意图；

图3钢包钢水自动接引流剂装置组件示意图的俯视图；

图4固定框架的剖视图。

图标：1-流量计；2-电磁阀；3-稳压阀；4-测距标定；5-测距装置；6-固定框架；7-1、第一不锈钢板；7-2第二不锈钢板；8-电机；9-蜗轮；10-蜗杆；11-称重传感器；12-接收装置；13-连杆；14-钢包；15-机械手；16-水口；17-液压缸；18-水口滑板。

具体实施方式

本发明中基于连铸钢生产提出了一种钢包钢水自动接引流剂装置用以实现钢包钢水自动接引流剂，钢包钢水自动开浇。

为了方便理解钢包钢水自动接引流剂装置的工作原理和使用方式，以下给出钢包钢水自动接引流剂装置的结构，并基于其展开对本发明中的钢包钢水自动接引流剂装置的说明。

钢包钢水自动接引流剂装置的结构参阅图1-4所示。

本发明的示例提供了一种钢包钢水自动接引流剂装置，具体可用于连铸钢的生产，在钢包14盛装钢水之前，也就是空钢包时，为了避免钢水直接与水口16接触，需要在水口上方加入引流剂(未图示)，常规使用的引流剂为引流砂。而钢包在进行开浇时，通常通过水口注入中间包(图一未示出)，中间包位于水口的下方。为了防止引流砂进入中间包污染钢水，本发明设置了一种钢包钢水自动接引流剂装置，即钢包钢水自动接引流砂装置。

钢包钢水自动接引流砂装置，包括钢水容纳引导组件和自动接引流剂组件。具体的，钢水容纳引导组件包括钢包14、水口16、水口滑板18以及液压缸17，水口16设于钢包14的下方，水口滑板18设于水口16与钢包14之间，通过水口滑板18的滑动，控制水口16的开度，从而控制引流剂和钢水的流量。

水口滑板18通过液压缸17的液压驱动，液压缸17的液压油的进油路径上，分别设置流量计1、电磁阀2和稳压阀3，流量计1测量液压油进入液压缸17的流量，电磁阀2控制液压油的流量大小，电磁阀2通过控制液压油的流量从而调节水口滑板的流量大小，而稳压阀3防止液压油的进油路径上的压力脉动过大。

水口16上设置有机械手15，机械手15通过弧形连接装置可转动地设置在水口16上。机械手15可通过液压驱动或是电机驱动进行沿着水口长度方向的垂直方向进行摆动。

测距装置5固定设置在机械手15上，测距装置5用于测量测距装置到测距标定4之间的距离。其中测距装置5可以是红外线测距仪、超声波测距仪或是雷达测距仪等。而测距标定4可以是不锈钢板等固件或是信标等粘贴标识。测距标定4固定设置在钢包14的下方，其设置在水口滑板18和测距装置5之间。

接收装置12用于对水口16流出的引流剂进行接收。该接收装置12可以为接砂盘、接砂碗，其为耐火材料制成。接收装置12两端对称设置连杆13，连杆13的下端固定连接在接收装置12上，该连杆13的上端固定连接在固定框架6内的蜗轮蜗杆组件上。且在接收装置12处于水口16正下方的第一位置时，连杆13与引流剂流向方向呈一定角度。此外，接收装置12还具有第二位置，具体参见附图2，在该第二位置，接收装置12离开了水口16的正下方，处于水口16的非正下方位置。

蜗轮蜗杆组件具有蜗轮9和蜗杆10，所述蜗轮9的中心轴与电机8连接，从而电机8可调节蜗轮9的转速；蜗轮9与蜗杆10两者啮合连接，通过蜗轮蜗杆组件，将改变输入和输出的方向，即将蜗轮9的中心轴的输入方向转变为垂直于蜗轮9的中心轴的方向进行输出。蜗杆10两端固定连接连杆13，从而连杆13在蜗杆10的带动下进行接收装置12的摆动。

具体的，在接收装置12接收完成后，蜗轮蜗杆组件的电机8可反向驱动，从而接收装置12进行摆动，将接收装置12中的引流剂倾倒出。

固定框架6内还具有称重传感器11，称重传感器11下方设置活动的第一不锈钢板7-1，用于调节称重传感器11的角度，称重传感器11上方设置第二不锈钢板7-2，通过该第二不锈钢板7-2，将蜗杆10以及两段的连杆13以及接收装置12的重量传递至称重传感器11。称重传感器11在接收引流剂前，需要进行称重传感器11的水平调节以及校零。水平调节则是在接收装置12处于水口16的正下方的第一位置时，通过水平仪测量称重传感器11是否水平，在称重传感器11未处于水平位置时，通过活动的第一不锈钢板7-1调节称重传感器11的位置。通过称重传感器11的水平调节，可以有助于接收装置12内的引流剂的重量较为准确的获取，从而较为准确判断接收装置12接收引流剂是否基本完成。

本发明还涉及一种钢包钢水自动接引流剂的控制方法，其具有以下步骤，

操作前校位，获取水口滑板不同开度对应的液压油的流量以及计算接引流剂时水口滑板的所需开度位置；

接收装置置于水口正下方的第一位置，称重传感器校零；

水口滑板打开至接引流剂的所需开度位置时，水口下方引流剂流出；

称重传感器测量到引流剂重量到设定阈值时，接收装置自动回收至第二位置。

在接收装置自动回收至第二位置后，控制水口滑板开度，自动进行后续的钢水浇注。

操作前校位：为了获取引流剂所需的水口滑板18打开的开度位置，在钢包注入钢水前，需要对钢包钢水自动接引流剂装置进行校位。具体为，空钢包在回转臂的驱动下至于浇注位，滑动水口的液压缸17的油压稳定，液压缸17驱动水口滑板18关闭到0位，即图1中液压缸17推动水口滑板18处于最右侧位置，测距装置5开始测量到测定标定4之间的距离A1，通过换算将该距离换算成测距装置5到测定标定4之间的水平距离A1’，点动滑动水口的液压缸17打开水口距离10mm，此时流量计1统计滑动水口的液压缸17所供给的液压油量，测距装置5到测定标定4的水平距离为A1’+10mm，依次打开水口滑板18的距离10mm，测距装置5测量采集好对应的数据，直至水口滑板18全开。此外，测量出钢包水口16的口径，通过测距装置5测量的全开数据以及倒数第二次的测距数据、水口口径计算出引流剂水口滑板18打开的所需开度位置。在后面进行引流剂接收时，在结合测距装置的具体测量位置，在所需开度位置前将接收装置12设置在水口16的正下方的第一位置中。

设定连锁，通过一步步的自动开浇和自动接引流剂的程序设定，从而使得自动开浇和自动接引流剂的每一步较好地衔接，便于工况的自动化以及尽可能高效流畅地完成自动开浇和自动接引流剂的过程。设定连锁在进行自动接引流剂操作前进行。设定连锁后，通过启动按钮启动，可进行后续的一些列钢水钢包自动接引流剂操作以及自动开浇的操作。

设定连锁的具体操作如下：当检测到启动钢包滑动水口的液压缸17处于关闭状态一段时间后，该一段时间可选为1-5秒，确保钢包滑动水口处于0位；在钢包所在的回转臂(未图示，钢包独立设置在回转臂上，通过回转臂的转动调节钢包在高位和低位之间移动，在回转臂处于高位时，为套水口位以及自动接引流剂位)处于高位时，测距装置5才能采集数据；当测距装置5测量出接引流剂所需的水口滑板的开度时，电磁阀停止工作，从而水口滑板18的开度保持不变；接收装置12回收后，电磁阀再次启动，从而水口滑板18的开度变化。此外，在整个自动开浇和自动接引流剂的过程中，若存在回转臂下降或操作人员干预钢包滑动水口的液压缸17的按钮时，停止该设定连锁的系列操作，变为人工进行接引流剂和开浇，防止上述操作可能带来的一些人员安全问题。

自动接收引流剂、自动开浇的具体操作：测距装置5由于固设在机械手15上，机械手15设置在水口16上，在水口16与钢包滑动水口(未图示，位于水口16上方，水口滑板18处于钢包滑动水口中)套好后，按下启动按钮，钢包滑动水口的液压缸17关闭到0位，即图1中液压缸17推动水口滑板18处于最右侧位置。测距装置5开始测量到测定标定4之间的距离A1，同时接收装置12处于水口16正下方的第一位置，称重传感器11校零，待一定时间后钢包14的滑动水口的液压缸17自动启动打开，以校位时统计出的滑动水口的液压缸17的液压油的供给量设定电磁阀2的开度，水口滑板18打开10mm，设定电磁阀2自动打开时间为第一时间间隔，第一时间间隔可以设定为1-5秒之间。在钢包的水口滑板18自动打开的过程中，当测距装置5测量出所需开度位置时，电磁阀2停止动作，水口16下方的引流剂流出，接收装置12接收到引流剂，称重传感器11启动，待接收到的引流剂为设定阈值时，接收装置12自动回收，回收到位后引流剂完全被倒出接收装置，同时电磁阀2再次自动启动，设定电磁阀2自动打开第二时间间隔，第二时间间隔为工作人员看到钢水正常流出下降回转臂正常浇注，钢包的滑动水口自动状态解除。自动开浇和自动接引流剂作业完成。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以上内容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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢包钢水自动接引流剂装置，包括钢水容纳引导组件和自动接引流剂组件，所述钢水容纳引导组件包括：钢包、水口滑板、水口滑板驱动组件以及水口，所述水口滑板驱动组件驱动所述水口滑板进行开度调节；

其特征在于：所述自动接引流剂组件具有测距装置、接收装置以及驱动组件，

所述测距装置用于测量水口滑板的开度位置，

所述自动接引流剂组件根据所述测距装置测量的开度位置选择在第一位置和第二位置之间切换；

所述接收装置用于接收钢包中的引流剂；

所述驱动组件用于将所述接收装置在所述第一位置和所述第二位置之间移动；

所述第一位置为所述自动接引流剂组件的所述接收装置位于所述水口的正下方的位置；

所述第二位置为所述自动接引流剂组件的所述接收装置处于所述水口的非正下方的位置，

所述自动接引流剂组件还具有机械手，所述机械手可转动的设置在水口上，所述接收装置固定至所述机械手上，通过所述机械手转动调节所述接收装置的位置，所述接收装置通过固定框架设置在所述机械手上，所述固定框架上设置有称重传感器，所述称重传感器用于对接收装置上的引流剂进行称重，所述接收装置通过两端连杆与固定装置中的横杆连接，所述横杆置于所述称重传感器上方。

2.根据权利要求1所述的钢包钢水自动接引流剂装置，其特征在于：所述测距装置为红外线测距仪。

3.根据权利要求1-2任一项所述的钢包钢水自动接引流剂装置，其特征在于：所述驱动组件还包括第一驱动组件，所述第一驱动组件为驱动所述机械手的驱动电机或液压驱动组件。

4.根据权利要求3所述的钢包钢水自动接引流剂装置，其特征在于：所述驱动组件还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件包括蜗轮蜗杆组件、驱动电机，所述第二驱动组件驱动所述接收装置摆动，从而将接收装置中的引流剂倾倒。

5.根据权利要求1所述的钢包钢水自动接引流剂装置，其特征在于：所述引流剂为引流砂。

6.根据权利要求1所述的钢包钢水自动接引流剂装置，其特征在于：在所述接收装置处于第一位置时，所述称重传感器处于水平方向。

7.一种钢包钢水自动接引流剂的控制方法，其根据权利要求1-6任一项所述的钢包钢水自动接引流剂装置，其具有以下步骤，

操作前校位，获取水口滑板不同开度对应的液压油的流量以及计算接引流剂时水口滑板的所需开度位置；

接收装置置于水口正下方的第一位置，称重传感器校零；

水口滑板打开至接引流剂的所需开度位置时，水口下方引流剂流出；

称重传感器测量到引流剂重量到设定阈值时，接收装置自动回收至第二位置，设定连锁操作，具体为在自动接引流剂操作前，进行操作步骤的连锁设定，具体为：

检测启动钢包滑动水口的液压缸处于关闭状态时，等待一段时间后，进入下一步；

在钢包所在的回转臂处于非工作位时，测距装置采集数据；

当测距装置采集到接收装置接引流剂所需的水口滑板的开度时，电磁阀停止工作，所述电磁阀用于调节水口滑板的流量大小，从而调节水口滑板的开度；

当接收装置回收后，所述电磁阀再次启动。

8.根据权利要求7所述的一种钢包钢水自动接引流剂的控制方法，其还具有以下步骤，在接收装置自动回收至第二位置后，控制水口滑板开度，自动进行后续的钢水浇注。