CN116734792A - 一种中间包升降高度测量装置及中间包升降方法 - Google Patents

Abstract

一种中间包升降高度测量装置及中间包升降方法，涉及炼钢领域。中间包升降高度测量装置包括用于支撑中间包的上框架、设于上框架下方的可移动的下框架、四个升降油缸及四个测量机构，四个升降油缸和四个测量机构分别沿上框架的周向间隔布置且两端分别与上框架和下框架连接，测量机构包括连接于上框架底部的测距传感器和与测距传感器对应的反射板，反射板连接于下框架顶部。本申请提供的中间包升降高度测量装置及中间包升降方法能够实现中间包升降高度的实时精准测量，并控制中间包平稳升降将钢水分配到结晶器中。

Description

一种中间包升降高度测量装置及中间包升降方法

技术领域

本申请涉及炼钢领域，具体而言，涉及一种中间包升降高度测量装置及中间包升降方法。

背景技术

中间包是炼钢使用的耐火材料容器，其用于接受连铸钢包流下来的钢水后通过中间包的水口分配到各个结晶器中去。中间包一般设置于可沿轨道移动的中间包车体上，通过中间包车体沿轨道移动带动中间包移动，同时中间包车体的四角分别通过升降油缸与中间包连接，通过升降油缸驱动中间包升降来调整中间包下方的水口插入结晶器的深度。

在实际生产过程中，由于中间包车体的钢结构在长期使用之后存在非对称变形和磨损，导致使用四个升降油缸的行程来控制中间包升降时有可能会导致水口发生偏斜，使水口在结晶器内的位置不垂直，进而造成结晶器液面波动引起卷渣、夹杂等铸坯产品质量问题；同时还可能发生四个升降油缸升降不同步导致个别油缸卡死，造成中断和无法开浇等事故。

因此需要一种中间包升降高度测量装置及中间包升降方法实现中间包升降过程的在线精准测量和中间包的稳定升降。

发明内容

本申请的目的在于提供一种中间包升降高度测量装置及中间包升降方法，其能够实现中间包升降高度的实时精准测量，从而控制中间包平稳升降将钢水分配到结晶器中。

本申请是这样实现的：

本申请提供一种中间包升降高度测量装置，其包括用于支撑中间包的上框架、设于上框架下方的可移动的下框架、四个升降油缸及四个测量机构，四个升降油缸和四个测量机构分别沿上框架的周向间隔布置且两端分别与上框架和下框架连接，测量机构包括连接于上框架底部的测距传感器和与测距传感器对应的反射板，反射板连接于下框架顶部。

在一些可选的实施方案中，测量机构还包括套设于测距传感器上的外筒和套设于反射板上的内筒，外筒和内筒分别连接于上框架底部和下框架顶部，内筒的顶部滑动插设于外筒内。

在一些可选的实施方案中，外筒的外壁和内筒的外壁连接有可伸缩的保护套。

在一些可选的实施方案中，外筒和内筒的外壁分别固定套设有上箍和下箍，保护套的两端分别与上箍和下箍连接。

在一些可选的实施方案中，下框架的两侧下方分别设有轨道，下框架的两侧两端分别通过旋转轴连接有滚动设于轨道上的车轮，下框架还连接有用于驱动至少一个车轮旋转的驱动装置，下框架沿轨道移动时使结晶器移动至或脱离下框架下方。

在一些可选的实施方案中，下框架的一侧内壁设有至少两个沿其长度方向间隔布置的信号发射器，下框架的另一侧内壁设有与信号发射器一一对应的信号接收器，信号发射器和信号接收器与结晶器位于同一高度；结晶器移动至信号发射器和对应信号接收器之间阻挡信号发射器的信号。

本申请还提供了一种中间包升降方法，其是使用上述中间包升降高度测量装置进行的，包括以下步骤：

步骤S1、使用四个测距传感器检测上框架和下框架之间的距离记为a1、a2、a3、a4；当a1、a2、a3、a4中最大值和最小值之间的差值在2mm以内时进入步骤S2，否则将a1、a2、a3、a4中最小值记为b1，控制四个升降油缸收缩使a1、a2、a3、a4均为b1时进入步骤S2；

步骤S2、将中间包吊运到上框架上固定；

步骤S3、控制四个升降油缸收缩，当检测到a1、a2、a3、a4中最大值和最小值之间的差值在Xmm以上时，控制最小值对应的升降油缸停止收缩直至a1、a2、a3、a4的中最大值和最小值之间的差值在Xmm以下后继续收缩，直到a1、a2、a3、a4分别为第一预设值，锁止四个升降油缸；X＝1-10；

步骤S4、控制四个升降油缸伸长，当检测到a1、a2、a3、a4中最大值和最小值之间的差值在Ymm以上时，控制最大值对应的升降油缸停止伸长直至a1、a2、a3、a4的中最大值和最小值之间的差值在Ymm以下后继续收缩，直到a1、a2、a3、a4分别为第二预设值；Y＝2-10。

在一些可选的实施方案中，步骤S3还包括以下步骤：当下框架沿轨道移动时使结晶器移动至或脱离下框架下方时，记录四个测距传感器检测上框架和下框架之间的距离记为a1’、a2’、a3’、a4’并将最小值记为b2，当b2与a1、a2、a3、a4的平均值的差值小于第一预设值时，控制四个升降油缸收缩直至b2与a1、a2、a3、a4的平均值的差值等于第一预设值时锁止四个升降油缸。

本申请的有益效果是：本申请提供的中间包升降高度测量装置包括用于支撑中间包的上框架、设于上框架下方的可移动的下框架、四个升降油缸及四个测量机构，四个升降油缸和四个测量机构分别沿上框架的周向间隔布置且两端分别与上框架和下框架连接，测量机构包括连接于上框架底部的测距传感器和与测距传感器对应的反射板，反射板连接于下框架顶部。本申请提供的中间包升降高度测量装置及中间包升降方法能够实现中间包升降高度的实时精准测量，并控制中间包平稳升降将钢水分配到结晶器中。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为本申请实施例提供的中间包升降高度测量装置的第一视角的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的中间包升降高度测量装置的第二视角的结构示意图；

图3为图1中A处的局部放大图。

图中：100、中间包；101、水口；110、轨道；120、上框架；130、下框架；140、升降油缸；150、旋转轴；160、车轮；170、驱动装置；180、信号发射器；190、信号接收器；200、测量机构；210、外筒；220、内筒；230、测距传感器；240、反射板；250、保护套；260、上箍；270、下箍；300、结晶器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。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。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的中间包升降高度测量装置及中间包升降方法的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2和图3所示，本申请提供一种中间包升降高度测量装置，其包括用于支撑中间包100的上框架120、设于上框架120下方的可移动的下框架130、四个升降油缸140及四个测量机构200，四个升降油缸140和四个测量机构200分别沿上框架120的周向间隔布置且两端分别与上框架120和下框架130连接，测量机构200包括连接于上框架120底部的测距传感器230、与测距传感器230对应的反射板240、套设于测距传感器230上的外筒210和套设于反射板240上的内筒220，反射板240连接于下框架130顶部，外筒210和内筒220分别连接于上框架120底部和下框架130顶部，内筒220的顶部滑动插设于外筒210内，外筒210的外壁和内筒220的外壁连接有可伸缩的保护套250，外筒210和内筒220的外壁分别固定套设有上箍260和下箍270，保护套250的两端分别与上箍260和下箍270连接，下框架130的两侧下方分别设有轨道110，下框架130的两侧两端分别通过旋转轴150连接有滚动设于轨道110上的车轮160，下框架130还连接有用于驱动一个车轮160旋转的驱动装置170，下框架130沿轨道110移动时使结晶器300移动至或脱离下框架130下方。

下框架130的一侧内壁设有两个沿其长度方向间隔布置的信号发射器180，下框架130的另一侧内壁设有与信号发射器180一一对应的信号接收器190，信号发射器180和信号接收器190与结晶器300位于同一高度；结晶器300移动至信号发射器180和对应信号接收器190之间阻挡信号发射器180的信号，本实施例中，信号发射器180和信号接收器190分别为激光发射器和激光接收器；在其他可选的实施例中信号发射器180和信号接收器190还可以选用红外发射器和红外接收器。

本申请还提供了一种中间包升降方法，其是使用上述的中间包升降高度测量装置进行的，包括以下步骤：

步骤S1、在初始状态下，上框架120位于最高点，此时使用四个测距传感器230实时检测测距传感器230和反射板240之间的距离，即为上框架120和下框架130之间的距离并记为a1、a2、a3、a4；当a1、a2、a3、a4中最大值和最小值之间的差值在2mm以内时进入步骤S2，否则比较a1、a2、a3、a4并将最小值记为b1，控制四个升降油缸140收缩使a1、a2、a3、a4均为b1时进入步骤S2；

步骤S2、使用吊车将中间包100及中间包100底部连接的水口101吊运到上框架120上固定，启动信号发射器180，控制驱动装置170驱动对应的车轮160旋转带动下框架130沿轨道110移动，直到结晶器300移动至信号发射器180和对应信号接收器190之间触发信号发射器180的信号，此时中间包100底部连接的水口101与下方的结晶器300对齐，进入步骤S3；

步骤S3、控制四个升降油缸140收缩，下降过程中当检测到a1、a2、a3、a4中最大值和最小值之间的差值在1mm以上时，控制最小值对应的升降油缸140停止收缩，并控制其他三个升降油缸140收缩直至a1、a2、a3、a4的中最大值和最小值之间的差值在1mm以下后控制四个升降油缸140继续收缩，记录四个测距传感器230检测上框架120和下框架130之间的距离记为a1’、a2’、a3’、a4’并将最小值记为b2，当b2与a1、a2、a3、a4的平均值的差值小于第一预设值时，控制四个升降油缸140收缩直至b2与a1、a2、a3、a4的平均值的差值等于第一预设值，锁止四个升降油缸140；第一预设值为水口插入深度设定值，一般为300-600mm。

步骤S4、控制中间包100内钢水通过水口流入结晶器300；

步骤S5、控制四个升降油缸140伸长，当检测到a1、a2、a3、a4中最大值和最小值之间的差值在Ymm以上时，控制最大值对应的升降油缸140停止伸长直至a1、a2、a3、a4的中最大值和最小值之间的差值在Ymm以下后继续收缩，直到a1、a2、a3、a4分别为第二预设值，第二预设值为上框架120位于最高点时上框架120和下框架130之间的距离；Y＝2-10；

步骤S6、关闭信号发射器180完成作业流程。

本申请实施例提供的中间包升降高度测量装置及中间包升降方法通过支撑中间包100的上框架120和通过车轮160滚动设于轨道110上的下框架130之间连接四个测量机构200，能够利用测量机构200内的测距传感器230和对应的反射板240对两端分别与上框架120和下框架130连接的各个升降油缸140的伸缩情况进行测量，从而准确的检测升降油缸140的升降高度，消除了上框架120和下框架130变形对测量结果的影响，从而通过多个测距传感器230实测数据的分析对比和及时调整，能够实现了支撑中间包100的上框架120的四角的同步升降控制，控制中间包100平稳升降将钢水分配到结晶器300中。

其中，每个测距传感器230的外面通过上下滑动连接的内筒220和外筒210进行保护，不仅可以对上框架120和下框架130升降过程中进行导向，而且通过内筒220和外筒210实现了测距传感器230的密封，延长了测距传感器230的使用寿命；通过在外筒210的外壁和内筒220的外壁连接有可伸缩的保护套250，能够进一步的利用保护套250保护测距传感器230，防止外部环境影响测距传感器230的长时间正常使用；外筒210和内筒220的外壁分别固定套设有上箍260和下箍270，保护套250的两端分别与上箍260和下箍270连接，能够保证保护套250稳定的套设于内筒220和外筒210外侧；在每个测距传感器230下方设计有单独的反射板240，提高了测量数据准确性；下框架130上设有沿其长度方向间隔布置的信号发射器180和信号接收器190，通过结晶器300遮挡信号发射器180和信号接收器190激发的信号，能实现水口101与结晶器300位置对齐的精准控制，保证水口101准确的插入结晶器300中进行钢水的输送。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

Claims (8)

1.一种中间包升降高度测量装置，其特征在于，其包括用于支撑中间包的上框架、设于所述上框架下方的可移动的下框架、四个升降油缸及四个测量机构，四个所述升降油缸和四个所述测量机构分别沿所述上框架的周向间隔布置且两端分别与所述上框架和所述下框架连接，所述测量机构包括连接于所述上框架底部的测距传感器和与所述测距传感器对应的反射板，所述反射板连接于所述下框架顶部。

2.根据权利要求1所述的中间包升降高度测量装置，其特征在于，所述测量机构还包括套设于所述测距传感器上的外筒和套设于所述反射板上的内筒，所述外筒和所述内筒分别连接于所述上框架底部和所述下框架顶部，所述内筒的顶部滑动插设于所述外筒内。

3.根据权利要求2所述的中间包升降高度测量装置，其特征在于，所述外筒的外壁和所述内筒的外壁连接有可伸缩的保护套。

4.根据权利要求3所述的中间包升降高度测量装置，其特征在于，所述外筒和所述内筒的外壁分别固定套设有上箍和下箍，所述保护套的两端分别与所述上箍和所述下箍连接。

5.根据权利要求1所述的中间包升降高度测量装置，其特征在于，所述下框架的两侧下方分别设有轨道，所述下框架的两侧两端分别通过旋转轴连接有滚动设于所述轨道上的车轮，所述下框架还连接有用于驱动至少一个所述车轮旋转的驱动装置，所述下框架沿所述轨道移动时使结晶器移动至或脱离所述下框架下方。

6.根据权利要求5所述的中间包升降高度测量装置，其特征在于，所述下框架的一侧内壁设有至少两个沿其长度方向间隔布置的信号发射器，所述下框架的另一侧内壁设有与所述信号发射器一一对应的信号接收器，所述信号发射器和所述信号接收器与结晶器位于同一高度；所述结晶器移动至所述信号发射器和对应所述信号接收器之间阻挡所述信号发射器的信号。

7.一种中间包升降方法，其特征在于，其是使用如权利要求1至6中任一项所述的中间包升降高度测量装置进行的，包括以下步骤：

步骤S1、使用四个所述测距传感器检测所述上框架和所述下框架之间的距离记为a1、a2、a3、a4；当a1、a2、a3、a4中最大值和最小值之间的差值在2mm以内时进入步骤S2，否则将a1、a2、a3、a4中最小值记为b1，控制四个所述升降油缸收缩使a1、a2、a3、a4均为b1时进入步骤S2；

步骤S2、将中间包吊运到所述上框架上固定；

步骤S3、控制四个所述升降油缸收缩，当检测到a1、a2、a3、a4中最大值和最小值之间的差值在Xmm以上时，控制最小值对应的所述升降油缸停止收缩直至a1、a2、a3、a4的中最大值和最小值之间的差值在Xmm以下后继续收缩，直到a1、a2、a3、a4分别为第一预设值，锁止四个所述升降油缸；X＝1-10；

步骤S4、控制四个升降油缸伸长，当检测到a1、a2、a3、a4中最大值和最小值之间的差值在Ymm以上时，控制最大值对应的所述升降油缸停止伸长直至a1、a2、a3、a4的中最大值和最小值之间的差值在Ymm以下后继续收缩，直到a1、a2、a3、a4分别为第二预设值；Y＝2-10。

8.根据权利要求7所述的中间包升降方法，其特征在于，步骤S3还包括以下步骤：当所述下框架沿轨道移动时使结晶器移动至或脱离所述下框架下方时，记录四个所述测距传感器检测所述上框架和所述下框架之间的距离记为a1’、a2’、a3’、a4’并将最小值记为b2，当b2与a1、a2、a3、a4的平均值的差值小于第一预设值时，控制四个所述升降油缸收缩直至b2与a1、a2、a3、a4的平均值的差值等于第一预设值时锁止四个所述升降油缸。