CN210215428U - 一种转炉炉门自动测温取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转炉炉门自动测温取样装置，包括在转炉炉门前地面轨道上移动的走行机构、共同安装于走行机构上的悬挂式炉前挡火门和测温取样机器人，其中，测温取样机器人在待机位时，钢渣喷溅防护板与悬挂式炉前挡火门构成完整的炉渣喷溅与高温辐射防护挡板；测温取样机器人采集炉口实时图像信息为操作工维护转炉提供信息，测温取样机器人根据采集的钢水与渣块位置信息自主决策和控制测温取样探头伸出距离和插入位置。本实用新型使用测温取样机器人替代人工进行测温取样，能避免操作工被钢渣喷溅烫伤，并且显著提高作业成功率，是一种具有广泛应用前景的先进技术。

Description

一种转炉炉门自动测温取样装置

技术领域

本实用新型属于冶金技术领域，尤其是涉及一种炼钢转炉炉门自动测温取样装置。

背景技术

转炉炼钢是大规模生产优质廉价钢水的先进工艺。大部分转炉的炼钢过程分为五步：a)将铁水、废钢、生铁等炼钢材料加入到转炉中；b)通过控制氧枪高度和流量大小来控制转炉的吹炼状态，在吹炼过程中，通过炉顶的料仓加入造渣材料并进行化渣；c)预测终点，进行取样测温；d)进行脱氧和合金化处理，钢水出钢；e)溅渣护炉。目前的测温取样作业有人工测温取样和副枪测温取样两种形式，中小转炉多数采用人工作业，而先进的大中型转炉一般采用副枪。副枪自动测温取样不用倒炉操作，可以节约2～3min的冶炼周期，是一种被广泛应用的先进技术。副枪快速提供过程碳含量及钢液温度，更有利于冶炼终点达到碳温双命中，副枪获取终点碳含量及氧活度数据等数据有利于冶炼优质钢，在提高钢的产量、质量同时，能够降低能耗及成本。

但是对于炉口较小的转炉，由于不能同时安排氧枪插入位置和副枪插入位置，测温取样时依然需要倒炉操作，在转炉炉前进行人工测温取样。即便是配置有副枪的大中型转炉在冶炼特殊钢种时，往往需要多次测温取样操作，而特殊的炉况可能使副枪自动测温取样失败。这是因为一般吹炼过程分为吹炼前期、中期和后期，三个阶段有其不同的特征。在吹炼的初期，倒入的铁水温度在1300℃左右，温度较低，加入的造渣材料石灰逐渐溶解容易形成结块。吹炼中后期碳氧反应剧烈，温度过高时渣中FeO减少，容易生成高熔点的3CaO·SiO₂等，使得炉渣返干，析出部分CaO、MgO等固态质点和大离子集团物质，炉渣变粘严重时结成大块，妨碍了副枪探头的插入。因此现有的转炉生产过程依然难免人工测温取样。

包括CN204903227U钢水自动测温取样装置、CN206599583U炼钢炉自动测温取样装置、CN104697813B炼钢炉自动测温取样装置、CN202830074U倾斜式副枪驱动装置、CN202793645U炼钢过程中的钢水自动测温和取样装置、CN206052067U转炉炼钢终点参数检测兼钢液提样探头自动送取系统及伸缩管组件等公开技术，或者固定安装于固定支架上，或者带有复杂的回转机构等，但均为一些功能单一的自动化装置，无法实时选择及改变测点位置，避开钢液中的结块，因此自动测温取样的成功率很低。

CN108444616A和CN108359767A公开了“一种炼钢转炉钢水的炉前自动测温与取样系统”和“一种炼钢转炉钢水的炉前自动测温和/或取样方法”，以非常复杂的装置和非常繁琐的方法实现了炼钢转炉钢水的炉前自动测温和/或取样，但存在多处不合理，例如从下达测温取样指令到探头插入钢水，该装置需要进行7个动作才能完成，而所配置的机器人并不执行测温取样的操作，且机器视觉系统的作用仅仅是确定测温取样枪头在套管拆装位的变形量。然而，现有的测温取样机器人采用多关节六自由度的机械臂，故障率较高，可达空间不足，且主要用在电炉或精炼炉等生产场所，因此有必要研究适合转炉炉门测温取样的新方法及智能化的多功能的测温取样机器人，克服上述不足。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种转炉炉门自动测温取样装置，以替代人工对钢水实现安全、准确测温取样，达到智能、经济、一键式自动炼钢目的。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型技术方案如下：

一种转炉炉门自动测温取样装置，适用于炉前测温或取样，包括安装为一体的悬挂式炉前挡火门、炉门走行机构与测温取样机器人，所述炉前挡火门悬挂安装在所述炉门走行机构上，所述测温取样机器人铰接安装在所述炉门走行机构上，且所述机器人的钢渣喷溅防护板在待机状态时为挡火门的组成部分，所述测温取样机器人是一种计算机伺服控制的可编程的两自由度多功能智能装置，使测温或取样的纸管探头末端按规定的曲线轨迹和速度运动，到达指定的精确位置。

进一步地，两套所述炉前挡火门通过销轴可拆卸更换地安装到两套炉门走行机构上，炉门走行机构在埋设于地面的轨道上左右移动开闭炉门；所述测温取样机器人安装在其中一个炉门走行机构上，位于闭门状态时的转炉炉口位置。

进一步地，所述测温取样机器人包括测温枪导轨支架、测温枪移动小车、测温枪枪杆和探头接插件，通过可编程的计算机伺服控制，使纸管探头末端按规定的平面曲线轨迹和速度运动，并到达指定的测温或取样的精确方向及位置。

进一步地，所述测温取样机器人的测温枪导轨末端安装有机器视觉系统的图像传感器、红外温度传感器、耐高温激光探测仪。所述图像传感器、红外温度传感器、耐高温激光探测仪共同安装于有水冷和气冷综合防护的保护罩内。

进一步地，所述测温取样机器人在面向转炉炉口一面安装有钢渣喷溅防护板，在待机状态与悬挂式挡火门组成完整的挡渣防热辐射结构；所述钢渣喷溅防护板的材质为耐热铸铁，与转炉炉口对面的部位开有传感器观察孔和纸管探头伸出孔。

进一步地，所述测温取样机器人通过设置的挡块限定机器人的旋转区域，并以耐热铸铁防护板为配重，确保可旋转的重心在旋转中心处垂直线的面向转炉一侧，保证重力力矩使机器人回到待机位。

进一步地，所述测温取样机器人测温枪移动小车上设有防坠落的安全机构。

如上所述，本实用新型的有益效果是：针对中小转炉使用本测温取样机器人，可使钢水终点碳含量判断更加稳定，钢水氧含量控制准确，可快速提供终点碳含量及氧活度等数据，为快速出钢提供了判断依据，可以更加准确的进行脱氧合金化操作，减少合金消耗，提高合金收得率，有利于品种钢冶炼，在高节奏生产过程中提高了产量同时确保了钢水质量。

大中型转炉冶炼特殊钢种使用本测温取样机器人，可实现多次自动化测温取样，避免操作工被可能发生的钢渣喷溅烫伤，同时可以避免探头插到渣块上使得操作失败，提高操作的成功率和数据的可靠性、一致性。

采用本装置，还可以获得转炉设备的多种信息，便于转炉设备的故障预判和设备维护。

附图说明

图1为本实用新型安装有测温取样机器人的转炉炉门正视图；

图2为转炉吹炼状态本实用新型处于待机位示意图；

图3为转炉倒炉状态本实用新型处于探测位示意图；

图4为转炉倒炉状态本实用新型处于测温取样工作位示意图；

元件标号说明：

1为挡火门、2为测温取样机器人、3为走行机构、4为转炉炉体、5为纸管探头；21为导轨支架、22为测温枪移动小车、23为测温枪枪杆、24为传感器、25为防护罩、26为挡渣板。a、b、c三点分别是探头最远可能插入点、最优插入点和最近可能插入点。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点及功效。

实施例1

以某炼钢厂180tAOD转炉冶金生产为例。该AOD转炉用于冶炼不锈钢，钢、渣混出，平均每天出钢15炉左右。其炼钢工艺需要在冶炼过程中进行六次测温取样，由于冶炼前期渣厚超过1m，现有副枪常常取不到钢样，只能在冶炼后期用副枪完成最后一次测温取样，前5次均一直需要人工在炉门取样。然而AOD转炉采用炉壁氩氧混吹搅拌，在倾炉时会发生钢液喷溅，给人工测温取样操作带来明显危害，因此从安全角度和智能化提升角度考虑，新增炉门测温取样机器人。

请参阅图1，为安装有测温取样机器人的转炉炉门正视图，适用于炉前测温或取样，包括安装为一体的悬挂式炉前挡火门1、炉门走行机构3与测温取样机器人2，所述炉前挡火门悬1挂在所述炉门走行机构3上，所述测温取样机器人2铰接安装在所述炉门走行机构3上，并且所述机器人的钢渣喷溅防护板(即，挡渣板26)在待机状态时为挡火门1的组成部分，所述测温取样机器人2是一种计算机伺服控制的可编程的两自由度多功能智能装置，可使测温或取样的纸管探头末端按规定的曲线轨迹和速度运动到达指定的精确位置。

其具体的使用工艺方法如下：

1)实施自动测温取样的机器人已安装在炉门走行机构上，随炉门一起移动；

2)转炉按正常工艺降下氧枪闭门吹炼，直至需要测温或取样时提出氧枪后倒炉；

3)人工将测温探头纸管或取样器纸管插到机器人的取样枪插接件上，确认信号连接正常；

4)机测温取样器人旋转测温枪导轨，指向取样方向；

5)开启安装于测温枪上的摄像头和红外温度传感器及激光探测仪；

6)转炉炉体4转向炉前，炉口对准测温枪导轨方向；

7)摄像头将炉体转动过程中的视频图像投放到操作室的显示屏上，便于操作工观察检查炉口结渣等情况；

8)红外温度传感器记录炉体转动过程中温度变化过程，结合炉体转动角度提取出转炉炉壳温度、炉口裙板温度、炉内渣面温度、炉内耐材温度等多种信息；

9)转炉停转在指定位置，摄像头采集的图像由机器视觉软件自动判定探头最佳插入点，并将数据传到机器人控制系统；

10)转炉停转后，耐高温激光探测仪测出钢水渣面的高度数据，并将数据传到机器人控制系统；

11)机器人控制系统根据传感器输入的信息转动测温枪导轨和伸出测温枪，将探头插入钢液指定深度位置，停留规定的时间后缩回探头，并转回待机位；

12)测温取样过程完成后自动向炼钢自动控制系统输出数据，包括不成功的报警信号；

13)人工卸下已用过的探头纸管，更换下一次使用的纸管探头。

实施上述工艺方法的多功能装置是安装于AOD(氩氧精炼法的精炼设备)炉门走行机构上的测温取样机器人：2套AOD炉前挡火门各自悬挂安装在2套炉门走行机构上，其中一套走行机构靠炉口一侧安装有测温取样机器人，对应的挡火门开有供机器人进出的缺口，机器人处在待机位时，机器人面向转炉炉口一面安装的钢渣喷溅防护板的位置与形状与挡火门一致，起封闭隔离作用。本实用新型的测温取样机器人是一种2自由度的可编程智能装置，包括可旋转的测温枪导轨支架、直线移动的测温枪小车、固定有探头接插件的测温枪枪杆等部件，可使纸管探头末端按规定的曲线轨迹和速度运动，并到达指定的精确位置。

具体地，测温取样机器人包括导轨支架21、测温枪移动小车22、测温枪枪杆23、探头接插件与驱动装置(图未示出)，所述导轨支架设置于走行机构上可自由旋转活动，所述测温枪移动小车安装于所述导轨支架上，所述测温枪枪杆安装于测温枪移动小车上，所述探头接插件安装于测温枪枪杆测温取样，所述驱动装置驱动导轨支架、测温枪移动小车和测温枪枪杆欲动使探头接插件上的纸管探头末端按预设的平面曲线轨迹和速度运动到达指定位置测温或取样。

其中，探头接插件专门用于插入测温或取样的纸管探头5，所述驱动装置至少包括第一伺服电机与第二伺服电机，第一伺服电机连接第一减速机，通过第一减速机驱使导轨支架转动，实现上下运动从而调整导轨支架的倾斜角度，第二电机连接第二减速机，通过第二减速机驱使移动小车在导轨支架上前进、后退、停止，例如，通过控制信号控制第一电机与第一减速机，以及第二电机与第二减速机，通过测温枪移动小车运动带动测温枪枪杆上纸管探头的伸缩，从而在转炉液面上实现测温或取样。

在一些实施例中，导轨支架21与测温枪枪杆23均是受控制系统控制的，测温枪移动小车22活动安装于导轨支架上，且导轨支架的活动转动的角度受控制指令控制；测温枪枪杆活动连接在移动小车上，且测温枪移动小车在导轨支架上前、后滑动实现测温或取样的纸管探头前后伸缩，通过两自由度旋转活动使得纸管探头按预设的曲线轨迹与预设速度运动，达到指定位置进行测温或取样，本实施例中的测温取样机器人相对于气压采用多关节六自由度的机械臂，故障率较低，占用空间较少，成本低，便于维护。

进一步地，所述测温取样机器人的测温枪导轨末端安装有机器视觉系统的图像传感器，所述测温取样机器人的测温枪导轨末端安装红外温度传感器，所述测温取样机器人的测温枪导轨末端安装耐高温激光探测仪(距离传感器)。

在本实施例中，各个传感器24优选安装在导轨支架末端，即，靠近转炉炉口的位置，便于采集转炉内数据，通过图像传感器可采集到转炉内钢液图像；通过(红外)温度传感器采集到转炉内温度信息，结合转炉转动角度提取出转炉炉壳温度、炉口裙板温度、炉内渣面温度、炉内耐材温度等多种信息；通过激光探测仪采集钢水渣面的高度数据(信息)。

测温取样机器人受控制系统控制，控制系统通过获取的图像信息、温度信息与高度信息生成控制指令，控制测温取样机器人在预设轨迹曲线、预设运动速度达到指定位置进行测温或取样，如图4所示，至少测温点或取样点包括a、探头插入最远点，b、探头插入最优点，c、探头插入最近点，实现精确快速取样或测温。

具体地，控制系统根据转炉内的图像信息；去除所述图像信息中的无效区域，获取感兴趣区域；对所述感兴趣区域进行预处理，获取顶渣位置信息；根据顶渣位置信息计算测温取样探头的可达区域，并将所述可达区域分割为若干子区域；计算每个子区域内的顶渣面积占比；根据所述顶渣面积占比，获取测温取样的最佳测量点。

在本实施例中，通过圆形区域检测识别出图像中钢水包或铁水包位置，并提取出该位置内部的图像信息作为ROI区域，同时去除该位置外部的无效区域。将图像的ROI区域转换为灰度图，并通过m行m列的灰度矩阵表示该灰度图，再将所述灰度矩阵转换为布尔矩阵，根据所述布尔矩阵获取钢水包或铁水包中顶渣的位置信息。通过设置一个灰度值阈值Threshold，将灰度矩阵中的灰度值与灰度阈值Threshold进行数值大小的比较，获得一个m行m列的布尔矩阵，根据布尔矩阵中的数值状态，提取出钢水或铁水表面顶渣的位置信息。当布尔矩阵中的数值为0时，则说明该位置为表面顶渣的位置；当布尔矩阵中的数值为1时，则说明该位置为钢水或铁水的位置。

在本实例中，针对每个小方格对应的布尔矩阵，计算出该布尔矩阵中数值为0的数量的占比，该占比值为该小方格区域内钢水或铁水顶渣的面积占比。设定一个面积占比阈值area_threshold；比较每个小方格区域内的钢水或铁水顶渣的面积占比值与area_threshold的大小关系；面积占比值小于area_threshold的小方格可被视为理想的测温取样点，通过上述方式即可获取到测温或取样的探头插入最优点。

所述控制系统根据探头插入最优点的位置信息优化预设轨迹生成新的预设轨迹，所述控制系统控制测温取样机器人按照新的预设轨迹按相应速度运动进行测温或取样，使其能够绕过转炉内顶渣，从而提高测温或取样的准确率。

在上述实施例中，由于测温取样机器人2设有传感器24，能够采集到转炉内图像信息、温度信息与高度信息，通过反馈的信息产生控制信号控制测温取样机器人测温或取样。一方面，精准的控制采集过程，避免了采集过程中测温、取样碰到钢液中的结块而导致的操作失误，提高了采集的安全系数，缩短冶炼周期；另一方面，完全避免了人为操作的参与，使其达到一键式炼钢的目的，提高了测温取样智能化程度。

具体地，所述测温取样机器人的图像传感器、红外温度传感器、距离传感器(耐高温激光探测仪)共同安装于有水冷和气冷综合防护的保护罩内。

在本实施例中，该防护罩25内设有水冷和气冷两种降温方式，降低防护罩内的温度以确保各个传感器正常工作，避免传感器因高温导致的寿命缩短或参数采集误差较大的现象，为控制系统提高准确的原始参数。

具体地，所述测温取样机器人整体套装在防高温辐射的轻质防护罩内，与转炉炉口对面的部位开有传感器观察孔和纸管探头伸出孔。

在本实施例中，通过开设的伸出孔只需传感器对外观察和测温取样机构的探头进行伸缩，确保了测温取样机构正常工作，不会出现高温环境所导致的寿命缩短或参数误差等现象，同时，达到防止测温取样机构被钢水喷溅的目的。

具体地，所述测温取样机器人在面向转炉炉口一面安装有钢渣喷溅防护板(挡渣板26)，起到封闭隔离的作用；在待机状态与悬挂式挡火门组成完整的挡渣防热辐射结构；所述钢渣喷溅防护板的材质为耐热铸铁，与转炉炉口对面的部位开有传感器观察孔和纸管探头伸出孔所述防护板的形状、大小与安装位置均与所述挡火门相同，其中，所述防护板的材质为耐热铸铁，起到封闭隔离实现保护与降温的目的。

具体地，所述测温取样机器人通过设置的挡块限定机器人的旋转区域，并以耐热铸铁板为配重，确保可旋转的重心在旋转中心处垂直线的面向转炉一侧，保证重力力矩使机器人回到待机位。

在本实施例中，采用挡块限制测温取样机构中导轨支架的转动(旋转)角度，同时，以防护板的重量为配重，确保所述测温取样机构可旋转的中心处于垂直线的面向转炉一侧，依据重力力矩促使测温取样机构回到待机位置，实现测温取样机构的工作方向始终朝向转炉炉门。

具体地，所述测温取样机器人测温枪移动小车上设有防坠落等安全机构，例如，采取限位块作为安全机构。

在本实施例中，所述安全机构包括设置在导轨支架上的两个限位块，确保移动小车分别停留到待机位置、探测位置(或，测温取样工作位置)，确保移动小车能够正常在导轨支架上正常滑行，不从导轨支架的两端滑落。

请参阅图2至图4，分别为自动测温取样装置在待机位置、探测位置、测温取样工作位置的工作状态图，具体如下：

当自动测温取样装置处于待机位置时，测温取样机器人依附在炉前挡火门上并与其重合，由于测温枪移动小车在导轨支架上处于待机位置，各个传感器设置导轨支架前端，也未开始工作；

当自动测温取样装置处于探测位置时，导轨支架对准转炉炉口转动角度，各个传感器开始工作采集参数信息，而测温枪移动小车也处于待机位置，未工作；

当自动测温取样装置处于测温取样工作位置时，各个传感器一直处于工作状态，而导轨支架对准转炉炉口转动，测温枪移动小车沿着导轨支架向前移动直到移动至导轨支架上的限位处停止运动，而测温枪移动小车上设置测温枪枪杆由于重力牵引的作用下，从防护罩内依次穿过防护板、挡火门的伸出孔伸入到转炉内，通过控制系统控制测温取样机器人运动，使得探头接插件上安装的纸管探头按预设曲线轨迹与预设速度运动到指定的精确位置进行测温或取样。

例如，采用上述测温取样装置可完全替代人工作业，从而避免因转炉喷溅发生伤亡事故；针对无法配置转炉副枪的炼钢转炉，本实用新型可以替代执行与副枪相同功能的自动测温取样，并且能够智能选取探头插入点，保障自动测温取样的成功率和测点深度的一致性；配合炼钢模型实现自动化炼钢，避免因测温取样数据质量问题干扰炼钢模型的有效性和可靠性。使得转炉炼钢过程中，除加入铁水、废钢以及清除炉口渣及补炉维护外，全部过程均实现闭麦操作，提高了转炉生产的安全性。

所以，无论在现有的炼钢生产流程中，还是在目前正蓬勃发展的智能制造的先进技术中，本实用新型替代人工对钢水实现安全、准确测温取样，达到智能、经济、一键式自动炼钢，有着广阔的应用前景。

实施例2

某钢厂100t碳钢转炉，由于炉口较小，没有配置转炉副枪设备，每炉次测温和取样均需摇炉至炉前位，由人工进行测温取样操作，时常面临钢水喷溅的危险。采用本实用新型自动测温取样方法取代人工作业，按下述步骤执行操作：

1)测温取样机器人已安装在自行式炉前挡火门上，随炉门一起移动；

2)转炉按正常工艺降下氧枪闭门吹炼，直至需要测温或取样时提出氧枪后倒炉；

3)人工将测温探头纸管或取样器纸管插到机器人的取样枪插接件上，确认信号连接正常；

4)机测温取样器人旋转测温枪导轨，指向取样方向；

5)开启安装于测温枪上的摄像头和红外温度传感器及激光探测仪；

6)转炉炉体转向炉前，炉口对准测温枪导轨方向；

7)摄像头将炉体转动过程中的视频图像投放到操作室的显示屏上，便于操作工观察检查炉口结渣等情况；

8)红外温度传感器记录炉体转动过程中温度变化过程，结合炉体转动角度提取出转炉炉壳温度、炉口裙板温度、炉内渣面温度、炉内耐材温度等多种信息；

9)转炉停转在指定位置，摄像头采集的图像由机器视觉软件自动判定探头最佳插入点，并将数据传到机器人控制系统；

10)转炉停转后，高温激光探测仪测出钢水渣面的高度数据，并将数据传到机器人控制系统；

11)机器人控制系统根据传感器输入的信息转动测温枪导轨和伸出测温枪，将探头插入钢液指定深度位置，停留规定的时间后缩回探头，并转回待机位；

12)测温取样过程完成后自动向炼钢自动控制系统输出数据，包括不成功的报警信号；

13)人工卸下已用过的探头纸管，更换下一次使用的纸管探头。

14)转炉出钢后摇炉，将炉口转向炉前，同时测温取样器人旋转测温枪导轨指向转炉炉口，开启激光探测仪进行炉况探测，数据用于补炉和溅渣护炉。

实施上述工艺方法的多功能装置是安装在该碳钢转炉自行走炉前挡火门装置上的测温取样机器人：左右两套自行走炉前挡火门装置在碳钢转炉加入铁水及加入废钢时开启，在吹氧冶炼时关闭。其中一套自行走炉前挡火门装置靠炉口一侧安装有测温取样机器人，对应的挡火门开有供机器人进出的缺口，机器人处在待机位时，机器人面向转炉炉口一面安装的钢渣喷溅防护板的位置与形状与挡火门一致，起封闭隔离作用。本实用新型的测温取样机器人是一种2自由度的可编程智能装置，包括测温枪导轨支架、测温枪移动小车、测温枪枪杆、探头接插件等部件，可使纸管探头末端按规定的曲线轨迹和速度运动，并到达指定的精确位置。

具体地，两套所述炉前挡火门通过销轴可拆卸更换地安装到两套炉门走行机构上，炉门走行机构在埋设于地面的轨道上左右移动开闭炉门；所述测温取样机器人安装在其中一个炉门走行机构上，位于闭门状态时的转炉炉口位置。

具体地，所述测温取样机器人包括测温枪导轨支架、测温枪移动小车、测温枪枪杆和探头接插件，通过可编程的计算机伺服控制，使纸管探头末端按规定的平面曲线轨迹和速度运动，并到达指定的测温或取样的精确方向及位置。

具体地，所述测温取样机器人的测温枪导轨末端安装有机器视觉系统的图像传感器、红外温度传感器、耐高温激光探测仪。所述图像传感器、红外温度传感器、耐高温激光探测仪共同安装于有水冷和气冷综合防护的保护罩内。

具体地，所述测温取样机器人在面向转炉炉口一面安装有钢渣喷溅防护板，在待机状态与悬挂式挡火门组成完整的挡渣防热辐射结构；所述钢渣喷溅防护板的材质为耐热铸铁，与转炉炉口对面的部位开有传感器观察孔和纸管探头伸出孔。

具体地，所述测温取样机器人通过设置的挡块限定机器人的旋转区域，并以耐热铸铁防护板为配重，确保可旋转的重心在旋转中心处垂直线的面向转炉一侧，保证重力力矩使机器人回到待机位。

由于实施例2与实施例1所使用的测温取样装置相同，其对应的技术细节与技术效果参照实施例1，在此不一一追溯。

本实用新型转炉炉门自动测温取样方法及装置实施例取得了如下效果：

1)替代人工作业，避免因转炉喷溅发生伤亡事故。

2)无法配置转炉副枪的炼钢转炉，可以替代执行与副枪相同功能的自动测温取样，并且能够智能选取探头插入点，保障自动测温取样的成功率和测点深度的一致性。

3)配合炼钢模型实现自动化炼钢，避免因测温取样数据质量问题干扰炼钢模型的有效性和可靠性。

4)使得转炉炼钢过程中，除加入铁水、废钢以及清除炉口渣及补炉维护外，全部过程均实现闭麦操作，提高了转炉生产的安全性。

所以，无论在现有的炼钢生产流程中，还是在目前正蓬勃发展的智能制造的先进技术中，本实用新型替代人工对钢水实现安全、准确测温取样，达到智能、经济、一键式自动炼钢，有着广阔的应用前景。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种转炉炉门自动测温取样装置，适用于炉前测温或取样，其特征在于：包括安装为一体的悬挂式炉前挡火门、炉门走行机构与测温取样机器人，所述炉前挡火门悬挂安装在所述炉门走行机构上，所述测温取样机器人铰接安装在所述炉门走行机构上，且所述机器人的钢渣喷溅防护板在待机状态时为挡火门的组成部分，所述测温取样机器人是一种计算机伺服控制的两自由度多功能智能装置，使测温或取样的纸管探头末端按规定的曲线轨迹和速度运动到达指定的精确位置。

2.根据权利要求1所述的一种转炉炉门自动测温取样装置，其特征在于：两套所述炉前挡火门通过销轴可拆卸更换地安装到两套炉门走行机构上，炉门走行机构在埋设于地面的轨道上左右移动开闭炉门；所述测温取样机器人安装在其中一个炉门走行机构上，位于闭门状态时的转炉炉口位置。

3.根据权利要求1所述的一种转炉炉门自动测温取样装置，其特征在于：所述测温取样机器人包括测温枪导轨支架、测温枪移动小车、测温枪枪杆和探头接插件，通过计算机伺服控制，使纸管探头末端按规定的平面曲线轨迹和速度运动，并到达指定的测温或取样的精确方向及位置。

4.根据权利要求1所述的一种转炉炉门自动测温取样装置，其特征在于：所述测温取样机器人的测温枪导轨末端安装有机器视觉系统的图像传感器。

5.根据权利要求1所述的一种转炉炉门自动测温取样装置，其特征在于：所述测温取样机器人的测温枪导轨末端安装红外温度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种转炉炉门自动测温取样装置，其特征在于：所述测温取样机器人的测温枪导轨末端安装耐高温激光探测仪。

7.根据权利要求1所述的一种转炉炉门自动测温取样装置，其特征在于：所述测温取样机器人的图像传感器、红外温度传感器、耐高温激光探测仪共同安装于有水冷和气冷综合防护的保护罩内。

8.根据权利要求1所述的一种转炉炉门自动测温取样装置，其特征在于：所述测温取样机器人在面向转炉炉口的一面安装有钢渣喷溅防护板，在待机状态与悬挂式挡火门组成完整的挡渣防热辐射结构；所述钢渣喷溅防护板的材质为耐热铸铁，与转炉炉口对面的部位开有传感器观察孔和纸管探头伸出孔。

9.根据权利要求1所述的一种转炉炉门自动测温取样装置，其特征在于：所述测温取样机器人通过设置的挡块限定机器人的旋转区域，并以耐热铸铁防护板为配重，确保可旋转的重心在旋转中心处垂直线的面向转炉一侧，保证重力力矩使机器人回到待机位。

10.根据权利要求1所述的一种转炉炉门自动测温取样装置，其特征在于：所述测温取样机器人测温枪移动小车上设有防坠落的安全机构。

Images