CN117798199A - 一种轧后水冷设备集管自动更换系统及更换方法 - Google Patents

Abstract

一种轧后水冷设备集管自动更换系统及更换方法，包括：设置在轧后水冷设备内部的喷箱，轧后水冷设备的一侧固定设有工字形轨道，工字形轨道的上方设有天车组件，工字形轨道上安装有小车，小车上安装有升降平台，升降平台的顶部安装有推拉机构和第一滑轨，推拉机构位于升降平台远离轧后水冷设备的一侧；喷箱安装在水冷设备框架内，水冷设备框架的底部两侧设有第二滑轨，喷箱的底部设有与第二滑轨、第一滑轨滑动配合的滑槽，推拉机构配合天车组件的使用，可将喷箱水平移动至升降平台上进行集管的更换，无需对喷箱整体吊装，降低了检修风险，第一滑轨、第二滑轨和滑槽的设置便于喷箱的移动导向，方便了喷箱的转移、检修。

Description

一种轧后水冷设备集管自动更换系统及更换方法

技术领域

本发明涉及冷却设备检修技术领域，特别是涉及一种轧后水冷设备集管自动更换系统及更换方法。

背景技术

随着控制轧制与控制冷却技术的发展，快速冷却或超快速冷却技术开始在现代钢铁生产中使用，其目的是对轧后硬化奥氏体进行快速冷却，并在动态相变点终止冷却，随后进行冷却控制，以获得具有优良性能、节省合金资源和能源、利于循环利用的钢铁材料。

目前使用比较广泛的是MULPIC系统和ADCOS-PM系统，这两种系统的结构形式和布置基本相似，集管均为喷箱式设计，即集管集成安装在喷箱的箱体内，箱体为封闭式设计，以降低水污染，减少水的蒸发量，节约水资源，而封闭式的设计很容易在箱体内部产生锈蚀、污垢等情况，严重影响产品的水冷均匀性，需经常进行检修。

而现有的快速冷却系统喷箱在检修时，若采取打开排污口或拆掉部分喷嘴进行冲水的在线处理方法，其清理效果较差，因此需要拆除喷箱以进行离线清理工作，但现有的MULPIC系统或ADCOS-PM系统在拆除一组喷箱时需要耗费3小时，不仅效率低下还对拆除人员的人身安全造成一定的威胁，无法适应高节奏、高效率的生产模式。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的现有的MULPIC系统或ADCOS-PM系统喷箱拆除时间长且安全性低的技术问题，本发明提供了一种轧后水冷设备集管自动更换系统及更换方法。

本发明技术方案如下：

本发明提供了一种轧后水冷设备集管自动更换系统，包括：设置在轧后水冷设备内部的喷箱，轧后水冷设备的一侧固定设有两条平行的工字形轨道，工字形轨道沿轧后水冷设备的长度方向延伸，工字形轨道的上方设有天车组件，工字形轨道上设有小车，小车上方安装有单级剪叉，单级剪叉上方安装有升降平台，升降平台的上方安装有推拉机构和第一滑轨，推拉机构位于升降平台远离轧后水冷设备的一侧；喷箱安装在轧后水冷设备的水冷设备框架内，水冷设备框架的底部两侧设有第二滑轨，喷箱的底部两侧设有与第一滑轨、第二滑轨滑动配合的滑槽，小车的设置能够带动升降平台移动至指定位置，使用升降平台上推拉机构能够快速的对喷箱进行推拉作业，避免对喷箱的吊装，简化了检修工作，降低了更换喷箱工作的安全风险。

优选的，第一滑轨和第二滑轨的横截面均为等腰三角形，滑槽为倒置的V形结构，等腰三角形结构的轨道与倒V形滑槽为配合关系，能够有效限制喷箱的位置，便于喷箱的定位，且定位精度高，避免了喷箱在推拉移动过程中左右偏移，确保喷箱位置稳定。

优选的，第一滑轨和第二滑轨均设有两条，两条第一滑轨之间的间距与两条第二滑轨之间的间距相同，保证了喷箱的定位精度以及移动的稳定性。

优选的，推拉机构包括推拉液压缸，推拉液压缸水平设置在两条第一滑轨之间，推拉液压缸的一端与升降平台固定连接，另一端安装有第一钩子，喷箱靠近升降平台的一侧固定安装有第二钩子，可以与推拉液压缸端部的第一钩子配合，方便了喷箱顺着第一滑轨、第二滑轨的水平推拉。

优选的，水冷设备框架内端部两侧固定安装有定位块，定位块位于喷箱抽出口的另一端，能够快速的实现喷箱安装的定位，提高了检修回装效率。

优选的，还包括位置控制模组，位置控制模组设有限位开关和位移传感器，限位开关和位移传感器均与控制中枢连接，限位开关的剪叉移动端安装在小车上，限位开关的剪叉固定端设置在工字形轨道上，位移传感器与推拉机构连接，保证了自动更换系统工作时的定位精度。

优选的，轧后水冷设备设有若干喷箱，若干喷箱沿轧后水冷设备的长度方向间隔设置，便于喷箱的依次检修，各喷箱的检修或更换工作互不干涉。

本发明还提供了一种集管的更换方法，具体如下：

确定待检修喷箱编号，拆除待检修喷箱与水冷设备框架之间的固定螺栓；

小车移动至指定位置，升降平台上升至指定高度；

推拉液压缸伸出，将推拉液压缸一端的第一钩子与喷箱上的第二钩子连接；

推拉液压缸回缩，将喷箱从水冷设备框架内拉出至升降平台上；

利用天车组件将抽出至升降平台上的旧集管吊运转移，并将新集管吊运至升降平台；

推拉液压缸将喷箱推回水冷设备框架内，喷箱利用螺栓固定。

优选的，升降平台上升至两条第一滑轨与水冷设备框架上的两条第二滑轨处于同一水平面上并一一对齐，方便了喷箱的拉出以及回装，便于喷箱回装时的定位，提高了检修效率。

优选的，喷箱回装时，通过定位块对喷箱定位，大大提高了喷箱的回装定位精度以及回装效率。

通过以上技术方案可以看出，本发明的优点在于：

1、小车的设置能够带动升降平台移动至指定位置，升降平台上推拉机构配合天车组件的使用，可将喷箱水平抽出至升降平台上进行集管的更换，无需在轧后水冷设备内对喷箱吊装，简化了检修工作，降低了检修安全风险，第一滑轨、第二滑轨和滑槽的设置便于喷箱的水平移动以及导向，进一步稳定了喷箱的转移、检修。

2、等腰三角形结构的滑轨与倒V形滑槽的配合，能够有效限制喷箱的位置，便于喷箱的定位，定位精度高，同时避免了喷箱移动过程中的晃动，喷箱移动顺滑、稳定。

3、水冷设备框架上固定安装有定位块，能够快速的实现喷箱安装的定位，大大提高了喷箱的回装定位精度以及回装效率，进而提高了检修的整体效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为本发明根据一个或多个实施方式的轧后水冷设备集管自动更换系统的平面布置示意图；

图2为本发明根据一个或多个实施方式的小车的结构示意图；

图3为本发明根据一个或多个实施方式的车轮的结构示意图；

图4为本发明根据一个或多个实施方式的动力单元的结构示意图；

图5为本发明根据一个或多个实施方式的升降单元的结构示意图；

图6为本发明根据一个或多个实施方式的第一滑轨、第二滑轨的结构示意图；

图7为本发明根据一个或多个实施方式的推拉机构的结构示意图；

图8为本发明根据一个或多个实施方式的水冷设备框架的结构示意图；

图9为本发明根据一个或多个实施方式的喷箱的剖面结构示意图；

图10为本发明根据一个或多个实施方式的水冷设备框架的纵向剖面结构示意图；

图11为本发明根据一个或多个实施方式的喷箱侧面结构示意图；

图中各附图标记所代表的组件为：

1、工字形轨道；2、车体；3、车轮；4、卡槽；5、电机；6、第一齿轮；7、第二齿轮；8、剪叉臂；9、剪叉固定端；10、剪叉移动端；11、第一液压缸；12、底座；13、升降平台；14、第一滑轨；15、第二液压缸；16、第一钩子；17、水冷设备框架；18、第二滑轨；19、箱体；20、滑槽；21、定位块；22、第二钩子；23、轧后水冷设备。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图11所示，提出了一种轧后水冷设备集管自动更换系统，包括：喷箱、工字形轨道1、小车、升降平台13、推拉机构和天车组件，其中，工字形轨道1固定设置在MULPIC系统或ADCOS-PM系统的轧后水冷设备23的一侧，且工字形轨道1沿轧后水冷设备23的长度方向延伸，天车组件位于工字形轨道1的正上方；喷箱设置在轧后水冷设备23内部，且喷箱邻近工字形轨道1的一侧侧壁上固定安装有第二钩子22；

小车设置在工字形轨道1上，小车能够沿着工字形轨道1移动，升降平台13安装在小车上，推拉机构为伸缩结构，推拉机构安装在升降平台13上，推拉机构位于升降平台13远离轧后水冷设备23的一侧。

当需要检修喷箱时，人工取消喷箱与轧后水冷设备23的连接，小车沿工字形轨道1移动至指定位置，升降平台13上升直至升降平台13的上表面与喷箱的底部处于同一水平面内，然后推拉机构伸出并与喷箱上的第二钩子22连接，推拉机构回缩并将喷箱拉至升降平台13上，检修人员可通过天车组件将喷箱内的集管调走替换，喷箱的拆装过程简单、快速且安全。

具体的，工字形轨道1为工字型轨道，两条工字形轨道1相对设置，工字形轨道1的两端配置有止挡块，以限制小车的移动距离，避免小车从工字形轨道1上向外脱出。

如图2-图4所示，小车包括车体2和转动设置在车体2底部的车轮3，车轮3含有内轮缘，车轮3至少设有两组，每组均由两个相对设置的车轮3和用于连接两个车轮3的轮轴组成，同一组的两个车轮3通过内轮缘与工字形轨道1配合。

可以理解的是，同一组两个车轮3上的内轮缘之间的距离与工字形轨道2两条工字型轨道内侧壁之间的距离相匹配，具体的这里不做过多的限制。

轮轴通过动力单元驱动，具体的，每个轮轴上固定安装有一个第一齿轮6，车体2的内部安装有电机5，电机5的输出端固定安装有一个第二齿轮7，电机5通过第二齿轮7与轮轴上的第一齿轮6连接，通过电机5为小车的移动提供动力支撑，进而通过车轮3与工字形轨道1之间的摩擦使得小车移动。

卡槽4设置在车体2的上表面，主要用于升降单元的安装，升降平台13设置在车体2的正上方，升降平台13的底部通过升降单元与车体2的上表面连接。

如图5所示，升降单元为单级剪叉结构，包括两根剪叉臂9、第一液压缸11，和底座12组成，其中，底座12固定安装在车体2顶部的卡槽4内，升降平台13位于底座12的正上方，两根剪叉臂9交叉设置在升降平台13与底座12之间。

两根剪叉臂8位于同一侧的一端分别与邻近的升降平台13和底座12铰接，以形成剪叉固定端9；另外两个位于同一侧的一端分别与邻近的升降平台13和底座12通过滑轮连接，以形成剪叉移动端10，升降平台13和底座12上设有导向槽，以允许滑轮在导向槽内滑动。

第一液压缸11安装在剪叉臂8上，第一液压缸11的一端与一个剪叉臂8的剪叉移动端10铰接，第一液压缸11的另一端与固定安装在另一根剪叉臂8上的杠杆臂铰接，从而通过第一液压缸11的伸缩带动两个剪叉臂8绕轴运动，进而实现升降平台13的升降动作。

可以理解的是，本实施例中所述的升降单元可以是现有的单级剪叉结构(如公开号CN203333239U)，也可以是多级剪叉结构，具体的结构形式可根据实际设计要求进行确定，这里不做过多的限制。

升降平台13的上表面固定设有第一滑轨14，以用于喷箱的导向，便于喷箱的拉出以及回装，使得喷箱能够在轧后水冷设备23与升降平台13之间快速、方便的转移。

第一滑轨14为三角形轨道，具体的，第一滑轨14的横截面为等腰三角形结构(如图6所示)，第一滑轨14能够与喷箱底部的滑槽20配合，起到导向支撑的作用。

推拉机构同样安装在升降平台13的上表面，且推拉机构位于两个第一滑轨14之间，如图7所示，推拉机构包括伸缩单元和第一钩子16，本实施例中伸缩单元为第二液压缸15(即推拉液压缸)，第二液压缸15水平设置，第一钩子16安装在第二液压缸15上，以通过第二液压缸15控制第一钩子16将喷箱从轧后水冷设备23处拉取至升降平台13上，升降平台13上含有操作工位，以便于工作人员的站立以及工作。

可以理解的是，第二液压缸15也可以是电动伸缩杆、伸缩气缸等伸缩结构，具体的可根据实际需求进行选择，只要能够具有伸缩能力即可，这里不做过多的限制。

喷箱通过水冷设备框架17固定安装在轧后水冷设备23上，如图8所示，水冷设备框架17的底部两侧分别固定设有一个第二滑轨18，第二滑轨18的结构与第一滑轨14相同，同样是三角形轨道，第二滑轨18的横截面尺寸与第一滑轨14相同，且两个第一滑轨18之间的间距与两个第一滑轨14之间的间距相同，以便于对喷箱的导向支撑，方便喷箱从轧后水冷设备23拉出和装回。

可以理解的是，喷箱设有多个，且沿着轧后水冷设备23的长度方向间隔设置。

第二滑轨18朝向远离升降平台13的方向延伸，且第二滑轨18远离升降平台13的一端设有定位块21，定位块21固定安装在水冷设备框架17上，方便喷箱复位回装时的快速定位。

如图9所示，喷箱包括箱体19和滑槽20，箱体19通过螺栓与水冷设备框架17固定连接，箱体19内装有集管，箱体19的底部两侧分别设有一条滑槽20，滑槽20为倒置的V形结构，滑槽20的形状、尺寸均与第一滑轨14、第二滑轨18相匹配，且两个滑槽20之间的间距与两条第一滑轨14之间、两条第二滑轨18之间的间距相同。

采用等腰三角形结构的轨道、滑槽，能够有效限制喷箱的位置，避免喷箱移动过程中的晃动，喷箱移动顺滑、稳定，同时，便于喷箱的定位，定位精度高。

如图11所述，箱体19邻近升降平台13的一侧固定设有第二钩子22，以便于与第一钩子16的配合。

还包括位置控制模组，位置控制模组由限位开关、位移传感器和控制中枢等组成，限位开关用于小车位置定位及小车极限行程控制，每组喷箱有一个限位开关并进行编号，剪叉移动端位于小车外侧的中间位置，剪叉固定端位于外侧工字形轨道1外的位置；位移传感器用于升降平台13上推拉机构的伸缩行程控制。

可以理解的是，位置控制模组为现有技术，主要起到定位和自动控制的作用，具体的布置方式这里不做过多的赘述。

实施例2

本发明的一种典型的实施方式中，提出了一种轧后水冷设备集管的更换方法，利用了实施例1中所述的轧后水冷设备集管自动更换系统，具体如下：

确定需要检修的喷箱编号并输入至控制中枢，操作人员将水冷设备框架17降至最低位，并将进水口软连接，拆除喷箱与水冷设备框架17之间的螺栓；

可以理解的是，当升降单元的升降高度能够满足于水冷设备框架17的实际高度时，可无需降低水冷设备框架17。

小车在控制中枢的控制下沿着工字形轨道1自动移动至指定编号喷箱的一侧，然后升降单元带动升降平台13上升，直至升降平台13上的两条第一滑轨14与水冷设备框架17上的两条第二滑轨18一一对齐；

需要注意的是，本实施例所述的一一对齐为第一滑轨14与第二滑轨18一一对应，且处于同一水平面内并同轴。

伸缩单元伸出并带动其端部的第一钩子16朝向靠近喷箱的方向移动，当第一钩子16靠近第二钩子22后，将第一钩子16与第二钩子22可靠连接；

可以理解的是，第一钩子16可以是人工连接，也可以是通过碰撞的方式与第二钩子22自动连接，具体的可根据实际设计要求进行确定。

当第一钩子16与第二钩子22可靠连接后，伸缩单元回缩并将喷箱整体从水冷设备框架17内拉出，使得喷箱沿着第二滑轨18、第一滑轨14移动至升降平台13上；

当喷箱拉动至升降平台13上后，操作人员通过天车将喷箱内的旧集管吊运移走，并将新集管吊运至喷箱内安装；

集管更换完成后通过伸缩单元将喷箱退回至对应的水冷设备框架17内，通过定位块21实现喷箱的快速定位，然后利用螺栓将喷箱与水冷设备框架17固定连接。

通过上述操作，能够快速的将喷箱从轧后水冷设备23处取出并替换集管，整个检修过程操作简单、快速，大大劳动强度低，提高了检修安全性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轧后水冷设备集管自动更换系统，包括：设置在轧后水冷设备(23)内部的喷箱，其特征在于，轧后水冷设备(23)的一侧固定设有工字形轨道(1)，工字形轨道(1)沿轧后水冷设备(23)的长度方向延伸，工字形轨道(1)的上方设有天车组件，工字形轨道(1)上安装有小车，小车上方安装有单级剪叉，单级剪叉上方安装有升降平台(13)，升降平台(13)的上方安装有推拉机构和第一滑轨(14)，推拉机构位于升降平台(13)远离轧后水冷设备(23)的一侧；喷箱安装在水冷设备框架(17)内，水冷设备框架(17)的底部两侧设有第二滑轨(18)，喷箱的底部两侧设有与第二滑轨(18)、第一滑轨(14)滑动配合的滑槽(20)。

2.根据权利要求1所述的一种轧后水冷设备集管自动更换系统，其特征在于，第一滑轨(14)和第二滑轨(18)的横截面均为等腰三角形，滑槽(20)为倒置的V形结构。

3.根据权利要求1所述的一种轧后水冷设备集管自动更换系统，其特征在于，第一滑轨(14)和第二滑轨(18)均设有两条，两条第一滑轨(14)之间的间距与两条第二滑轨(18)之间的间距相同。

4.根据权利要求3所述的一种轧后水冷设备集管自动更换系统，其特征在于，推拉机构包括推拉液压缸，推拉液压缸水平设置在两条第一滑轨(14)之间，推拉液压缸的一端与升降平台(13)固定连接，另一端安装有第一钩子(16)，喷箱靠近升降平台(13)的一侧固定安装有第二钩子(22)。

5.根据权利要求1所述的一种轧后水冷设备集管自动更换系统，其特征在于，水冷设备框架(17)上固定安装有定位块(21)，定位块(21)位于第二滑轨(18)远离升降平台(13)的一端。

6.根据权利要求1所述的一种轧后水冷设备集管自动更换系统，其特征在于，还包括位置控制模组，位置控制模组设有限位开关和位移传感器，限位开关和位移传感器均与控制中枢连接，限位开关的剪叉移动端(10)安装在小车上，限位开关的剪叉固定端(9)设置在工字形轨道(1)上，位移传感器与推拉机构连接。

7.根据权利要求1所述的一种轧后水冷设备集管自动更换系统，其特征在于，轧后水冷设备设有若干喷箱，若干喷箱沿轧后水冷设备(23)的长度方向间隔设置。

8.一种集管的更换方法，其特征在于，利用了如权利要求1-7中任一项所述的轧后水冷设备集管自动更换系统，具体如下：

确定待检修喷箱编号，拆除待检修喷箱与水冷设备框架(17)之间的固定螺栓；

小车移动至指定位置，升降平台(13)上升至指定高度；

推拉液压缸伸出，将第一钩子(16)与喷箱上的第二钩子(22)连接；

推拉液压缸回缩，将喷箱从水冷设备框架(17)内拉出至升降平台(13)上；

利用天车组件将抽出至升降平台上的旧集管吊运转移，并将新集管吊运至升降平台；

集管更换完成后，推拉液压缸将喷箱推回水冷设备框架(17)内，喷箱利用螺栓固定。

9.根据权利要求8所述的更换方法，其特征在于，升降平台(13)上升至两条第一滑轨(14)与水冷设备框架(17)上的两条第二滑轨(18)一一对齐。

10.根据权利要求8所述的更换方法，其特征在于，喷箱回装时，通过定位块(21)对喷箱定位。