CN115786603B - 一种铁水脱硫渣无人化处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁水脱硫渣无人化处理系统，采用无人化行车对炼钢车间运至渣处理车间装有熔融态铁水脱硫渣的渣罐进行挂钩吊运作业，并将渣罐放置于转运架上。自动导航运输车顶升起负载并转运至冷却工位后将负载放下，即刻离开该工位进入待机状态。为减少烟气外溢，运输车离开冷却工位后封闭喷淋浸泡系统，对渣进行浸泡冷却，浸泡过程中对产生的烟气进行集中除尘，对产生的废水进行汇合、沉淀并循环利用。若干小时冷却处理后，自动导航运输车进入冷却工位转运负载至待机位，再由无人化行车自动挂钩吊运，并进行翻渣作业，将冷渣倒入冷渣堆场。整个铁水脱硫渣从熔融态到冷态的处理过程实现了智能化、无人化，作业环境清洁、环保。

Description

一种铁水脱硫渣无人化处理系统

技术领域

本发明属于冶金处理的技术领域，尤其涉及一种铁水脱硫渣无人化处理系统。

背景技术

国内现有铁水脱硫渣处理较多采用带罐打水冷却处理。有的采用露天打水浸泡，含尘蒸汽无组织排放，作业环境恶劣；有的采用较为先进的单个罐或多个罐上设除尘罩及喷淋处理，但还存在处理效率不高、自动化程度不高、渣罐运输车参与浸泡过程容易腐蚀、设备检修维护困难等缺点；有的热熔态流动性较好的脱硫渣目前正尝试采用滚筒法处理，但长距离运输经一定时间冷却后、流动性较差的硫渣用滚筒法处理较为困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁水脱硫渣无人化处理系统，改善脱硫渣处理车间环境，运维方便，作业高效、安全。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种铁水脱硫渣无人化处理系统，包括：无人化行车、识别器、转运架、自动导航运输车、喷淋浸泡装置及除尘装置；

所述无人化行车吊装于渣处理车间，所述无人化行车上设置数据采集装置及控制装置，所述数据采集装置用于采集渣罐运输车上的称重传感器传输的信号，所述控制装置根据采集的信号判断渣罐运输车上是否有渣，若有渣，则控制所述无人化行车执行吊罐作业，将盛有铁水脱硫渣的渣罐从渣罐运输车转移到所述转运架上；

所述识别器安装于所述自动导航运输车上，用于识别红外热成像智能测温信号，根据所述测温信号判断渣罐内是否为热熔渣；若是，则向所述自动导航运输车发送控制信号，使所述自动导航运输车执行运载作业，将所述转运架运输并卸载至所述喷淋浸泡装置的工位上；所述红外热成像智能测温信号由安装于无人化行车上的红外测温器发出；

所述自动导航运输车执行完运载作业后，离开所述喷淋浸泡装置，进入待作业状态；

所述喷淋浸泡装置设置多个冷却工位，每个所述冷却工位对应设置喷淋器，对渣罐内的热熔渣进行喷淋洗涤，迅速降温；

所述除尘装置包括多个除尘罩、风机、烟管、主烟道及净化器，所述除尘罩安装于喷淋器上方，所述风机安装于除尘罩内，将喷淋热熔渣过程中产生的烟尘，通过除尘罩上的抽风口排入所述烟管内；

各冷却工位上的烟管连通所述主烟道，所述主烟道连接所述净化器，从而实现除尘净化。

根据本发明一实施例，所述自动导航运输车还被配置为在热熔渣冷却后，将所述转运架自冷却工位运输并卸载至待机位，等待处理；所述转运架上放置装有冷渣的渣罐。

根据本发明一实施例，所述无人化行车还用于获取所述待机位的位置，识别待机位上是否放置待处理的渣罐，若是，则自动行进至所述待机位上方，将装有冷渣的渣罐吊起，运载至冷渣堆场执行翻渣、扣罐作业；并将空的渣罐运输至渣罐运输车。

根据本发明一实施例，所述无人化行车通过格雷母线定位系统，实时记录无人化行车在运行过程中的平面坐标，运行至待机位的上方；并结合所述无人化行车上的位移传感器记录无人化行车在Z轴方向上相对地面的距离，执行挂钩作业，吊起渣罐。

根据本发明一实施例，铁水脱硫渣无人化处理系统还包括水循环装置，所述水循环装置包括进水管、沉淀池及出水管；

所述进水管连接冷却工位，将冷却工位产生的浊水排入所述沉淀池；

所述出水管的一端置于所述沉淀池中，另一端连接喷淋器，将经所述沉淀池沉淀后的清水输送至喷淋器，实现水循环。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1.本发明一实施例中的铁水脱硫渣无人化处理系统，通过无人化行车与车间主控系统建立通信连接，实现自动吊运渣罐(热熔渣)至转运架和自动对渣罐(冷渣)挂钩、翻渣和扣罐，并将空渣罐放置在由炼钢车间过来的渣罐运输车上，作业过程智能化。

2.自动导航运输车能够按预先给定的目标路径自动行驶，无需人工参与控制；行驶过程中能自动探测并规避车体周边障碍物；能自动导航进出转运架，并顶升、下放转运架；能定点停车；出现异常情况时，可以紧急制动保证安全；无线通讯网络稳定、可靠，车辆行驶在不同无线覆盖范围内可以实现瞬时切换。

3.铁水脱硫渣喷淋浸泡过程中，自动导航运输车(较轨道运输车)无需长时间停留在除尘罩中，仅转运架与渣罐参与喷淋浸泡过程，喷淋浸泡产生烟气和浊水对运输车不产生腐蚀，设备使用寿命较长。

4.喷淋浸泡装置由若干带喷淋的除尘罩组成(除尘罩数量根据场地及渣处理量确定)，当转运架及渣罐运至除尘罩中，除尘罩即可自动关闭封闭移门(非完全封闭)，利于负压抽吸，无明显烟气外溢；喷淋浸泡装置与除尘装置所产生的污水汇集至水循环装置进行沉淀、循环，处理过程环保。

附图说明

图1为本发明一实施例中的铁水脱硫渣无人化处理系统的示意图；

图2为本发明一实施例中的铁水脱硫渣无人化处理系统的工作流图。

附图标记说明：

1：无人化行车；2：自动导航运输车；3：渣罐；4：转运架；5：冷渣堆场；6：喷淋浸泡装置；7：除尘装置；8：水循环装置。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种铁水脱硫渣无人化处理系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

本实施例提供了一种铁水脱硫渣无人化处理系统，请参看图1，该铁水脱硫渣无人化处理系统包括：无人化行车1、识别器、转运架4、自动导航运输车2、喷淋浸泡装置6及除尘装置7。其中，无人化行车1吊装于渣处理车间，无人化行车1上设置数据采集装置及控制装置，数据采集装置用于采集渣罐运输车上的称重传感器传输的信号，控制装置根据采集的信号判断渣罐运输车上是否有渣，若有渣，则控制无人化行车1执行吊罐作业，将盛有铁水脱硫渣的渣罐3从渣罐运输车转移到转运架4上。

识别器安装于自动导航运输车2上，用于识别红外热成像智能测温信号，根据测温信号判断渣罐内是否为热熔渣；若是，则向自动导航运输车2发送控制信号，使自动导航运输车2执行运载作业，将转运架4运输并卸载至喷淋浸泡装置6的工位上；该红外热成像智能测温信号由安装于无人化行车1上的红外测温器发出。

自动导航运输车2执行完运载作业后，离开喷淋浸泡装置6，进入待作业状态。

喷淋浸泡装置6设置多个冷却工位，每个冷却工位对应设置喷淋器，对渣罐3内的热熔渣进行喷淋洗涤，迅速降温。

除尘装置7包括多个除尘罩、风机、烟管、主烟道及净化器，除尘罩安装于喷淋器上方，风机安装于除尘罩内，将喷淋热熔渣过程中产生的烟尘，通过除尘罩上的抽风口排入烟管内。各冷却工位上的烟管连通主烟道，主烟道连接净化器，从而实现除尘净化。

除尘装置7采用负压、湿式变流深度净化除尘系统，风机的负压抽吸对喷淋侵泡装置中产生的含尘蒸汽进行收集，经除尘系统的喷淋洗涤、喷射净化、水汽分离和深度净化降湿后，粉尘达标排放(粉尘排放浓度<15mg/Nm³)。

进一步地，自动导航运输车2还被配置为在热熔渣冷却后，将转运架4自冷却工位运输并卸载至待机位，等待处理；转运架上放置装有冷渣的渣罐。待机位是渣处理车间内一固定位置。

在实际应用中，自动导航运输车动力系统采用纯电驱动，配备电池管理系统和自动充电机械手,导航系统采用以激光雷达、视觉、惯导为主的导航模式，并配有重载转运架(根据场地及渣处理量，一个转运架上可放置数个渣罐)。运输车的载货平台具有平升平降及自动调平功能；具有直行八字转向、直行斜行、横行八字转向、横行斜行、前轴汽车驾驶(前摆转)、后轴汽车驾驶(后摆转)和中心回转等多种行驶和转向模式；设置多个故障检测点，现场维修和保养方便；液压悬挂油缸具有管路破裂双管路安全保护功能。能够按预先给定的目标路径自动行驶，无需人工参与控制；行驶过程中能自动探测并规避车体周边障碍物；能自动导航进出转运架，并顶升、下放转运架；能定点停车；出现异常情况时，可以紧急制动保证安全；无线通讯网络稳定、可靠，车辆行驶在不同无线覆盖范围内可以实现瞬时切换。

一台自动导航运输车即可满足处理大型钢厂的铁水脱硫渣量，若便于检修维护切换，可再备用一台，处理一定规模渣量所需要的动力设备数量远少于轨道运输车的运输方式。自动导航运输车配置的每个转运架可以承载两个或多个满渣罐(根据渣处理量确定)，转运架上设有专门的渣罐鞍座，便于渣罐导向定位；转运架内设置导向，方便车辆进出、就位；运输过程安全、高效。

进一步地，无人化行车1还用于获取待机位的位置，识别待机位上是否放置待处理的渣罐3，若是，则自动行进至待机位上方，将装有冷渣的渣罐吊起，运载至冷渣堆场执行翻渣、扣罐作业；并将空的渣罐3运输至渣罐运输车。

具体的，由于待机位是一固定位置，可预先将待机位的平面坐标记录，预存至无人化行车的控制装置中。无人化行车1通过格雷母线定位系统，实时记录无人化行车1在运行过程中的平面坐标，运行至待机位的上方；并结合无人化行车上的位移传感器记录无人化行车在Z轴方向上相对地面的距离，执行挂钩作业，吊起渣罐。

格雷母线定位系统包括一台地面电气柜(含地址解码器等)、一台车载电气柜(含地址编码器等)、格雷码母线以及天线箱等。其中格雷码母线是由扁平状的尼龙加纤合成材质外壳材料和内部按照二进制数字编码规律编制的芯线构成，类似一把有刻度的标尺，安装在无人化行车运行轨道单侧边，或者沿运行轨迹铺设在地面上；天线箱安装在无人化行车上，用于识别其自身所在的位置。天线箱相对格雷码母线平行非接触移动，天线箱指向的刻度即是当前位置值，无需初始参考点，定位精度5毫米，分辨率2毫米；可以断续或连续检测。

进一步地，铁水脱硫渣无人化处理系统还包括水循环装置8，该水循环装置8包括进水管、沉淀池及出水管。进水管连接冷却工位，将冷却工位产生的浊水排入沉淀池；出水管的一端置于沉淀池中，另一端连接喷淋器，将经沉淀池沉淀后的清水输送至喷淋器，实现水循环。

应用例

请参看图2，该铁水脱硫渣无人化处理系统在实际应用中，铁水脱硫渣是铁水进入转炉(炼钢)前进行预脱硫处理过程中产生的渣，熔融态的铁水脱硫渣经扒渣进入渣罐3，从炼钢车间由渣罐运输车运至渣处理车间，渣处理车间内的无人化行车1通过渣罐运输车上的称重传感器或红外热成像智能测温信号来判别渣罐3内是否有渣，若有渣即执行自动吊罐作业——从渣罐运输车吊运渣罐3，将渣罐3放置于转运架4。通过对转运架4上渣罐3的红外热成像智能测温信号来判别渣罐3内是热熔渣还是冷渣，若是热熔渣，即执行自动导航运输车2运罐作业——自动导航运输车2将转运架4、渣罐3和热熔渣运至喷淋浸泡装置6的冷却工位，喷淋浸泡装置6由若干相对封闭的除尘罩组成，除尘罩内设喷嘴进行喷淋，除尘罩的各抽风口汇集于主烟道，除尘装置7采用负压、湿式变流深度净化除尘系统，风机的负压抽吸对喷淋浸泡装置6中产生的含尘蒸汽进行收集，经喷淋洗涤、喷射净化、水汽分离和深度净化降湿后，粉尘达标排放；除尘装置补给的泥水与喷淋侵泡中产生的泥水经排水沟排入水循环装置8中的沉淀池进行沉淀，沉淀后的清水进行循环利用。热熔渣在喷淋浸泡装置6中冷却若干小时后，由自动导航运输车2将转运架4、渣罐3和冷渣运出到待机位，经渣温判别、激光测距仪等信号判别渣罐3位置，无人化行车1执行自动程序对冷态渣罐3进行挂钩、翻渣、扣罐作业，成品渣进入冷渣堆场5存储，空渣罐3由无人化行车1吊至渣罐运输车，最后返至炼钢车间，进行下一次的热态脱硫渣处理。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种铁水脱硫渣无人化处理系统，其特征在于，包括：无人化行车、识别器、转运架、自动导航运输车、喷淋浸泡装置及除尘装置；

所述无人化行车吊装于渣处理车间，所述无人化行车上设置数据采集装置及控制装置，所述数据采集装置用于采集渣罐运输车上的称重传感器传输的信号，所述控制装置根据采集的信号判断渣罐运输车上是否有渣，若有渣，则控制所述无人化行车执行吊罐作业，将盛有铁水脱硫渣的渣罐从渣罐运输车转移到所述转运架上；

所述识别器安装于所述自动导航运输车上，用于识别红外热成像智能测温信号，根据所述测温信号判断渣罐内是否为热熔渣；若是，则向所述自动导航运输车发送控制信号，使所述自动导航运输车执行运载作业，将所述转运架运输并卸载至所述喷淋浸泡装置的工位上；所述红外热成像智能测温信号由安装于无人化行车上的红外测温器发出；

所述自动导航运输车执行完运载作业后，离开所述喷淋浸泡装置，进入待作业状态；

所述喷淋浸泡装置设置多个冷却工位，每个所述冷却工位对应设置喷淋器，对渣罐内的热熔渣进行喷淋洗涤，迅速降温；

所述除尘装置包括多个除尘罩、风机、烟管、主烟道及净化器，所述除尘罩安装于喷淋器上方，所述风机安装于除尘罩内，将喷淋热熔渣过程中产生的烟尘，通过除尘罩上的抽风口排入所述烟管内；

各冷却工位上的烟管连通所述主烟道，所述主烟道连接所述净化器，从而实现除尘净化。

2.如权利要求1所述的铁水脱硫渣无人化处理系统，其特征在于，所述自动导航运输车还被配置为在热熔渣冷却后，将所述转运架自冷却工位运输并卸载至待机位，等待处理；所述转运架上放置装有冷渣的渣罐。

3.如权利要求2所述的铁水脱硫渣无人化处理系统，其特征在于，所述无人化行车还用于获取所述待机位的位置，识别待机位上是否放置待处理的渣罐，若是，则自动行进至所述待机位上方，将装有冷渣的渣罐吊起，运载至冷渣堆场执行翻渣、扣罐作业；并将空的渣罐运输至渣罐运输车。

4.如权利要求3所述的铁水脱硫渣无人化处理系统，其特征在于，所述无人化行车通过格雷母线定位系统，实时记录无人化行车在运行过程中的平面坐标，运行至待机位的上方；并结合所述无人化行车上的位移传感器记录无人化行车在Z轴方向上相对地面的距离，执行挂钩作业，吊起渣罐。

5.如权利要求1所述的铁水脱硫渣无人化处理系统，其特征在于，还包括水循环装置，所述水循环装置包括进水管、沉淀池及出水管；

所述进水管连接冷却工位，将冷却工位产生的浊水排入所述沉淀池；

所述出水管的一端置于所述沉淀池中，另一端连接喷淋器，将经所述沉淀池沉淀后的清水输送至喷淋器，实现水循环。