EA036217B1 - Automated refractory lining method and robotic center for implementing the same - Google Patents

Automated refractory lining method and robotic center for implementing the same Download PDF

Info

Publication number
EA036217B1
EA036217B1 EA201892644A EA201892644A EA036217B1 EA 036217 B1 EA036217 B1 EA 036217B1 EA 201892644 A EA201892644 A EA 201892644A EA 201892644 A EA201892644 A EA 201892644A EA 036217 B1 EA036217 B1 EA 036217B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
lining
refractory
manipulator
installation
refractory bricks
Prior art date
Application number
EA201892644A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201892644A1 (en
Inventor
Алексей Александрович СПИРИН
Юрий Михайлович ТАРАСОВ
Original Assignee
Алексей Александрович СПИРИН
Юрий Михайлович ТАРАСОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Александрович СПИРИН, Юрий Михайлович ТАРАСОВ filed Critical Алексей Александрович СПИРИН
Priority to EA201892644A priority Critical patent/EA036217B1/en
Publication of EA201892644A1 publication Critical patent/EA201892644A1/en
Publication of EA036217B1 publication Critical patent/EA036217B1/en

Links

Landscapes

  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

An automatic refractory lining method and robotic center for implementing the same relate to the field of refractory lining of iron and steel industry equipment with refractory materials to be used directly for production and treatment processes, and may be used for installation of a new refractory lining directly inside the equipment or for replacement of a damaged lining. The technical result of the claimed invention is automated refractory lining of iron and steel industry equipment without direct human involvement in the working area during lining activities, lining process automation and mechanization, reduced lining time, provision of high quality lining in order to significantly reduce equipment downtime during lining activities, including installation of a new refractory lining.

Description

Заявляемое изобретение относится к области огнеупорной футеровки оборудования металлургической промышленности огнеупорными материалами, преимущественно к футеровке сталеразливочных ковшей, кислородных конвертеров вертикального типа, электродуговых сталеплавильных и доменных печей, агрегатов ковш-печь и иного вертикально ориентированного оборудования и агрегатов, используемых непосредственно для производственных и технологических процессов, и может быть использовано для установки новой огнеупорной футеровки непосредственно внутри оборудования или для замены вышедшей из строя футеровки.The claimed invention relates to the field of refractory lining of metallurgical industry equipment with refractory materials, mainly to the lining of steel-pouring ladles, oxygen converters of the vertical type, electric arc steelmaking and blast furnaces, ladle-furnace units and other vertically oriented equipment and units used directly for production and technological processes, and can be used to install a new refractory lining directly inside the equipment or to replace a failed lining.

Известен способ замены огнеупорной футеровки, заключающийся в том, что разбор вышедшей из строя футеровки и установки на нее новой футеровки производится без снятия свода непосредственно внутри печи. Для этого печь останавливают, охлаждают, устанавливают леса и производят демонтаж старой футеровки. Затем подготавливают поверхность и вручную порядно производят установку новой огнеупорной футеровки (см. книгу А.И.Ващенко, М.А.Глинков и др. Металлургические печи. 1964 г., с. 197-208).There is a known method of replacing a refractory lining, which consists in the fact that the analysis of a failed lining and the installation of a new lining on it is carried out without removing the roof directly inside the furnace. To do this, the furnace is stopped, cooled, scaffolding is installed and the old lining is dismantled. Then the surface is prepared and the installation of a new refractory lining is performed manually in order (see the book by A.I.Vashchenko, M.A.Glinkov and others. Metallurgical furnaces. 1964, pp. 197-208).

Недостатком известного способа является отсутствие автоматизации и механизации при его реализации, что существенно увеличивает время замены футеровки и не обеспечивает ее стабильного качества.The disadvantage of this method is the lack of automation and mechanization during its implementation, which significantly increases the time for replacing the lining and does not ensure its stable quality.

Известен способ для замены футеровки (см. патент RU 2260756, МПК F27D 1/16, опубликован 20.09.2005 г.), включающий съем с печи секции свода вместе с металлическим каркасом и футеровкой из огнеупорной кладки, установку ее на неподвижные опоры, съем и удаление разрушенной футеровки, укладку новой футеровки на место снятой и установку секции на печь, причем перед съемом и удалением разрушенной футеровки секцию вместе с футеровкой переворачивают относительно опор таким образом, что после установки секции на опоры ее огнеупорная кладка оказалась сверху, а металлический каркас - снизу, при этом укладку новой футеровки осуществляют сверху по отношению к секции, а после укладки новой футеровки производят повторный переворот секции в исходное положение.There is a known method for replacing the lining (see patent RU 2260756, IPC F27D 1/16, published on September 20, 2005), which includes removing the roof section from the furnace together with a metal frame and refractory lining, installing it on fixed supports, removing and removing the destroyed lining, laying a new lining in place of the removed one and installing the section on the furnace, and before removing and removing the destroyed lining, the section together with the lining is turned over relative to the supports in such a way that after installing the section on the supports, its refractory lining is on top, and the metal frame is on the bottom In this case, the laying of the new lining is carried out from above in relation to the section, and after the laying of the new lining, the section is re-turned to its original position.

Основным недостатком известного способа является невозможность его использования для печей, у которых внешний корпус является неразборным (отсутствует возможность демонтажа и последующего обратного монтажа секций свода). Кроме того, в известном способе установка новой футеровки осуществляется вручную, увеличивая время остановки печи для ремонта, а в местах стыков секций между собой необходимы дополнительные работы по уплотнению торцов футеровки (в противном случае места стыков будут быстро выходить из строя).The main disadvantage of the known method is the impossibility of its use for furnaces in which the outer casing is non-separable (there is no possibility of dismantling and subsequent re-assembly of the roof sections). In addition, in the known method, the installation of a new lining is carried out manually, increasing the stopping time of the furnace for repair, and at the joints of the sections, additional work is required to seal the ends of the lining (otherwise, the joints will quickly fail).

Известны устройство для автоматизированной футеровки вертикальных конвертерных печей и способ футеровки, осуществляемый с его помощью (см. патент ЕР 2199719, МПК F27D 1/16, опубликован 23.06.2010 г.). Устройство представляет собой платформу с возможностью ее вертикального перемещения, установленные на платформе манипулятор для установки в горизонтальной плоскости элементов кладки, выполненный с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси, и растворный узел, транспортер, соединенный одним своим концом с платформой, а другим - с местом подачи элементов кладки, а также устанавливаемое отдельно в верхней части конвертера лазерное устройство (сканер) измерения и контроля его габаритов. Управление элементами устройства и их взаимодействием между собой осуществляется блоком управления. Футеровку с помощью данного устройства осуществляют следующим образом. Платформу устанавливают внутри конвертера (через разобранную боковую стенку либо специально предусмотренное отверстие в ней). Сканер состояния внутренней поверхности конвертера, предварительно установленный в его верхней части, определяет параметры поверхности (ее неровности, кривизну) и передает данные в блок управления. Блок управления анализирует полученные данные и подает команду на загрузку на транспортер определенных типоразмеров элементов кладки (далее кирпичей), которые подаются на платформу в зону растворного узла, где на них наносится связующий раствор, после чего они манипулятором устанавливаются на внутренней поверхности конвертера. Установка осуществляется последовательно по окружности, ряд за рядом снизу-вверх. При этом установка каждого последующего кирпича осуществляется с поворотом манипулятора на определенный угол, а по мере подъема кладки платформа поднимается вверх так, чтобы каждый ряд кладки осуществлялся в горизонтальной плоскости манипулятора.A device for the automated lining of vertical converter furnaces and a lining method carried out with its help are known (see patent EP 2199719, IPC F27D 1/16, published on 23.06.2010). The device is a platform with the possibility of its vertical movement, a manipulator installed on the platform for installation in the horizontal plane of masonry elements, made with the possibility of rotation around its vertical axis, and a mortar unit, a conveyor connected at one end to the platform, and by the other to the supply point elements of masonry, as well as a laser device (scanner) installed separately in the upper part of the converter for measuring and controlling its dimensions. The control of the elements of the device and their interaction with each other is carried out by the control unit. Lining using this device is as follows. The platform is installed inside the converter (through the disassembled side wall or a specially provided hole in it). The scanner of the condition of the inner surface of the converter, pre-installed in its upper part, determines the parameters of the surface (its irregularities, curvature) and transmits the data to the control unit. The control unit analyzes the received data and issues a command to load certain standard sizes of masonry elements (hereinafter referred to as bricks) onto the conveyor, which are fed to the platform in the area of the mortar unit, where a binder solution is applied to them, after which they are installed by a manipulator on the inner surface of the converter. Installation is carried out sequentially along the circumference, row by row from bottom to top. In this case, the installation of each subsequent brick is carried out with a rotation of the manipulator at a certain angle, and as the masonry rises, the platform rises so that each row of masonry is carried out in the horizontal plane of the manipulator.

Недостатком известного устройства и способа является низкое качество футеровки вследствие того, что не производится контроль ориентирования манипулятора устройства относительно внутренней поверхности печи, поскольку сканер установлен отдельно и осуществляет контроль только стенок печи, а позиционирование кирпича - манипулятором, поэтому кладка в каждый момент времени выполняется за счет нескольких, напрямую не связанных между собой механизмов (отдельно высота, угол поворота и вынос относительно центральной вертикальной оси конвертера). Отсутствует возможность контроля фактического размера кирпичей, применяемых для футеровки.The disadvantage of the known device and method is the low quality of the lining due to the fact that the orientation of the device manipulator relative to the inner surface of the furnace is not monitored, since the scanner is installed separately and monitors only the walls of the furnace, and the positioning of the brick is carried out by the manipulator, therefore, the laying is performed at several, not directly connected mechanisms (separately height, angle of rotation and extension relative to the central vertical axis of the converter). There is no possibility to control the actual size of the bricks used for the lining.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога способ смены футеровки печи (см. патент RU 2274659, МПК F27D 1/16, опубликован 20.04.2006 г.), включающий охлаждение печи, получение доступа внутрь печи через входные отверстия печи путем изолирования печи от источников загружаемых материалов, снятие фурм и открывания входных отверстий, непосредственное снятие с внутренних стенок печи старой футеровки и последующую установку новой футеровки с использованием подвижной платформы для снятия и подъема элементов футеровки.Known adopted as the closest analogue of the method of changing the furnace lining (see patent RU 2274659, IPC F27D 1/16, published on 20.04.2006), including cooling the furnace, gaining access to the inside of the furnace through the furnace inlets by isolating the furnace from the sources of feed materials , removing the lances and opening the inlets, directly removing the old lining from the inner walls of the furnace and then installing a new lining using a movable platform for removing and lifting the lining elements.

- 1 036217- 1 036217

В известном способе использовано устройство для футеровки, выполненное с возможностью удержания, а также подъема и спуска элементов футеровки, позволяющее частично механизировать процесс замены футеровки печи. Недостатком такого устройства является невозможность его самостоятельного использования в футеровочном процессе (оно позволяет выполнять только вспомогательные действия).In the known method, a lining device is used, made with the possibility of holding, as well as lifting and lowering the lining elements, which makes it possible to partially mechanize the process of replacing the furnace lining. The disadvantage of such a device is the impossibility of its independent use in the lining process (it allows you to perform only auxiliary actions).

Известно принятое в качестве ближайшего аналога устройство для кладки футеровки печей (см. патент RU 2561547, МПК F27D 1/16, опубликован 27.08.2015 г.), содержащее рабочую платформу, по меньшей мере одного робота для выполнения кладки, расположенного по меньшей мере в одной имеющей форму сектора или сегмента рабочей зоне 1 робота, при этом рабочая зона 1 робота содержит первый периферийный участок рабочей платформы, и по меньшей мере одну рабочую зону 2 для выполнения работ в ней рабочим, при этом рабочая зона 2 выполнена на рабочей платформе в форме сектора или сегмента и содержит по меньшей мере один второй периферийный участок рабочей платформы, отличающаяся тем, что рабочая платформа выполнена поворотной, робот с рабочей зоной 1 расположен на поворотной рабочей платформе и рабочая зона 1 робота и рабочая зона 2 выполнены на поворотной рабочей платформе на одинаковой высоте, и на поворотной рабочей платформе расположено устройство безопасности в виде защитной ограды, отделяющей рабочую зону 1 робота от рабочей зоны 2 с возможностью безопасного нахождения в рабочей зоне 2 при работе робота в рабочей зоне 1, или в виде защитного средства электроники, соответственно в виде защитного модуля программного обеспечения для мгновенного выключения робота при приближении рабочего.Known adopted as the closest analogue device for laying the lining of furnaces (see patent RU 2561547, IPC F27D 1/16, published on August 27, 2015), containing a working platform, at least one robot for performing masonry, located at least one sector or segment-shaped working area 1 of the robot, while the working area 1 of the robot contains the first peripheral section of the working platform, and at least one working area 2 for performing work in it by the workers, while the working area 2 is made on the working platform in the form sector or segment and contains at least one second peripheral section of the working platform, characterized in that the working platform is rotary, the robot with the working area 1 is located on the rotating working platform and the working area 1 of the robot and the working area 2 are made on the rotary working platform on the same height, and a safety device in the form of a protective fence separating the work I sense the zone 1 of the robot from the working zone 2 with the possibility of safely staying in the working zone 2 when the robot is working in the working zone 1, or in the form of a protective means of electronics, respectively, in the form of a security software module for instantly turning off the robot when the worker approaches.

Известное устройство обеспечивает более быструю замену футеровки по сравнению с неавтоматизированными способами и позволяет визуально контролировать ее качество, однако обладает недостатками.The known device provides a faster replacement of the lining in comparison with non-automated methods and allows visual control of its quality, but has disadvantages.

Так, скорость замены футеровки на каждом этапе (без изменения вертикального положения устройства и его углового положения внутри печи) привязана одновременно к скорости укладки элементов футеровки роботом и скорости контроля и доработки людьми, которые находятся внутри печи на отдельной изолированной платформе. Сама точность кладки роботом устройства является условной и низкой (по сути, робот осуществляет предварительную кладку), что требует постоянного участия в процессе футеровки человека и соответственно снижает степень и уровень автоматизации и усложняет технологический процесс. Кроме того, постоянное присутствие людей в рабочей зоне робота манипулятора создает риск угрозы несчастных случаев.Thus, the rate of lining replacement at each stage (without changing the vertical position of the device and its angular position inside the furnace) is tied simultaneously to the speed of laying the lining elements by the robot and the speed of control and rework by people who are inside the furnace on a separate isolated platform. The very accuracy of laying the device by the robot is conditional and low (in fact, the robot performs preliminary laying), which requires constant participation in the process of lining a person and, accordingly, reduces the degree and level of automation and complicates the technological process. In addition, the constant presence of people in the working area of the manipulator robot creates a risk of the threat of accidents.

Заявителями 29 января 2018 г. подана заявка №2017145100/102(077226) на техническое решение Способ автоматизированной огнеупорной футеровки печей и роботизированный комплекс для его осуществления, предназначенное для футеровки печей любого типа, включающее создание 3D модели футеруемого участка печи, монтаж элементов роботизированного комплекса, разделение общей зоны футеровки на участки, сканирование футеруемого участка, корректировку 3D модели футеруемого участка с учетом данных, полученных в результате сканирования, определение количества циклов футеровки, установку платформы и манипулятора для кладки огнеупорных кирпичей, выполнение цикла футеровки, включающего определение места и установку в него первого кирпича, кладку огнеупорных кирпичей с помощью манипулятора для кладки огнеупорных кирпичей на определенную высоту печи до конца первого участка, фиксацию краев произведенной кладки, поворот печи вокруг центральной оси, повторную очередность операций цикла, окончательную фиксацию кладки, при этом на протяжении всего цикла футеровки обновление и корректировку 3D модели футеровки печи осуществляют автоматически с помощью программы для ЭВМ и корректируют типоразмер и последовательность кладки огнеупорных кирпичей с помощью данных, полученных с датчика технического зрения и программы для ЭВМ в блоке управления. Указанное техническое решение позволяет производить футеровку печей без непосредственного участия человека в рабочей зоне во время непосредственного производства футеровочных работ, автоматизировать процесс и сократить время футеровки, обеспечить ее высокое качество, позволяет существенно сократить время простоя печи на проведение футеровочных работ (на установку новой футеровки).On January 29, 2018, the applicants filed an application No. 2017145100/102 (077226) for a technical solution Method of automated refractory lining of furnaces and a robotic complex for its implementation, designed for lining of furnaces of any type, including the creation of a 3D model of the lined section of the furnace, installation of elements of a robotic complex, dividing the general lining zone into sections, scanning the lined section, adjusting the 3D model of the lined section taking into account the data obtained as a result of scanning, determining the number of lining cycles, installing a platform and manipulator for laying refractory bricks, performing a lining cycle, including determining the location and installing in it the first brick, laying refractory bricks using a manipulator for laying refractory bricks at a certain height of the furnace to the end of the first section, fixing the edges of the produced masonry, turning the furnace around the central axis, repeating the sequence of cycle operations, final fixing to At the same time, throughout the entire lining cycle, the updating and correction of the 3D model of the furnace lining is carried out automatically using a computer program and the size and sequence of laying refractory bricks is corrected using the data obtained from the vision sensor and the computer program in the control unit. This technical solution allows the lining of the furnaces to be made without direct human participation in the working area during the direct production of lining works, to automate the process and reduce the lining time, to ensure its high quality, and can significantly reduce the furnace downtime for lining work (for installing a new lining).

Данное техническое решение может применяться в том числе к оборудованию вертикального типа, однако такое устройство нуждается в усовершенствованиях для контроля расстояния до футеруемой поверхности, а также высоты расположения платформы, а также возможности передвижения платформы с манипулятором вертикально.This technical solution can be applied, among other things, to equipment of the vertical type, but such a device needs improvements to control the distance to the surface to be footed, as well as the height of the platform, as well as the ability to move the platform with the manipulator vertically.

Задачами заявляемого изобретения является способ автоматизированной огнеупорной футеровки оборудования металлургической промышленности огнеупорными материалами именно вертикального типа, например сталеразливочных ковшей, кислородных конвертеров вертикального типа, электродуговых сталеплавильных и доменных печей, агрегатов ковш-печь и иного вертикально ориентированного оборудования и агрегатов, используемых непосредственно для производственных и технологических процессов, и может быть использовано для установки новой огнеупорной футеровки непосредственно внутри оборудования или для замены вышедшей из строя футеровки. В процессе установки новой огнеупорной футеровки с использованием огнеупорных материалов (огнеупорные кирпичи, бетоны, растворы для кладки, мертели и сухие смеси, набивные материалы, прочие) оборудования металлургической промышленности следует учитывать множество изменяемых параметров, таких как следующие.The objectives of the invention are a method of automated refractory lining of metallurgical industry equipment with refractory materials of a vertical type, for example, steel-pouring ladles, oxygen converters of a vertical type, electric arc steelmaking and blast furnaces, ladle-furnace units and other vertically oriented equipment and units used directly for production and technological processes, and can be used to install a new refractory lining directly inside the equipment or to replace a failed lining. In the process of installing a new refractory lining using refractory materials (refractory bricks, concrete, mortars for masonry, mortars and dry mixes, rammed materials, etc.) of equipment in the metallurgical industry, many variable parameters should be taken into account, such as the following.

Вид (тип) оборудования: сталеразливочный ковш, кислородный конвертер вертикального типа,Type (type) of equipment: steel-pouring ladle, oxygen converter of vertical type,

- 2 036217 электродуговая сталеплавильная и доменная печь, агрегат ковш-печь, иное вертикально ориентированное оборудование и агрегаты.- 2 036217 electric arc steelmaking and blast furnace, ladle-furnace unit, other vertically oriented equipment and units.

Параметры оборудования: внутренний диаметр оборудования (например, от 2-15 м), фактическое состояние внутренней поверхности корпуса оборудования и/или футеруемой поверхности. Корпус оборудования и/или футеруемая поверхность может иметь различные неровности и деформацию, включая, но не ограничиваясь: прогары, повреждения, сварочные швы, кривизна и прочие, в том числе наличие арматурного (теплоизоляционного) слоя футеровки, который могут оставлять полностью или частично, например, при футеровке только рабочего слоя футеровки или при наличии арматурного слоя и частично рабочего слоя футеровки, которые могут оставлять при футеровке части рабочего слоя футеровки, например при футеровке шлакового пояса в сталеразливочном ковше. При этом состояние внутренней поверхности корпуса оборудования или футеруемой поверхности, включая внутренний диаметр оборудования, может меняться на каждом футеруемом участке/отрезке (погонном метре/ряде/кольце). Проект (схема, чертежи) футеровки данного вида оборудования: марки огнеупорных материалов и размеры огнеупорных кирпичей, используемых для футеровки данного вида оборудования, вес огнеупорных кирпичей, способ кладки огнеупорных кирпичей (например, в перевязку/рядами/кольцами), с использованием огнеупорного раствора и/или бетона или без их, с использованием сухих смесей и/или набивных масс или без них, количество рядов кладки, в том числе наличие арматурного слоя и 1-2 слоев рабочей футеровки.Equipment parameters: equipment inner diameter (for example, from 2-15 m), actual condition of the equipment body's inner surface and / or lined surface. The equipment body and / or lined surface can have various irregularities and deformations, including but not limited to: burnouts, damage, welds, curvature, and others, including the presence of a reinforcing (heat-insulating) lining layer, which can be left in whole or in part, for example , when lining only the working layer of the lining or in the presence of a reinforcing layer and partly of the working layer of the lining, which can leave part of the working layer of the lining during lining, for example, when lining a slag belt in a steel-pouring ladle. In this case, the condition of the inner surface of the equipment body or the lined surface, including the inner diameter of the equipment, can vary at each lined area / segment (running meter / row / ring). Project (diagram, drawings) of a lining of this type of equipment: grades of refractory materials and dimensions of refractory bricks used for lining this type of equipment, weight of refractory bricks, method of laying refractory bricks (for example, in bandaging / rows / rings), using refractory mortar and / or concrete or without them, using dry mixes and / or ramming masses or without them, the number of masonry rows, including the presence of a reinforcing layer and 1-2 layers of a working lining.

Фактические размеры огнеупорных кирпичей, применяемых при футеровке, могут отличаться от проектных (стандартных типоразмеров предприятия-изготовителя огнеупорных кирпичей) с нормой допуска +/- 5-10 мм.The actual dimensions of the refractory bricks used in the lining may differ from the design ones (standard sizes of the refractory brick manufacturer) with a tolerance rate of +/- 5-10 mm.

Также другие параметры.Also other parameters.

Учитывая множество изменяемых параметров, в качестве решения задачи автоматизированной огнеупорной футеровки применяется способ автоматизированной огнеупорной футеровки оборудования и роботизированный комплекс для осуществления данного способа, включающий блок управления, содержащий программное обеспечение с обновляемой 3D моделью футеровки, программными кодами, алгоритмами и нейронными сетями для управления роботизированным комплексом и процессом футеровки оборудования огнеупорными материалами, контролем качества футеровки на каждом футеруемом участке/отрезке (погонном метре/ряде/кольце).Given the many variable parameters, as a solution to the problem of automated refractory lining, a method of automated refractory lining of equipment and a robotic complex for implementing this method are used, including a control unit containing software with an updated 3D model of the lining, program codes, algorithms and neural networks for controlling the robotic complex. and the process of lining equipment with refractory materials, quality control of the lining at each lined section / section (running meter / row / ring).

Автоматическое обновление 3D модели футеровки внутренней поверхности оборудования (футеруемой поверхности) осуществляется каждый раз с укладкой отдельно взятого огнеупорного материала непрерывно на протяжении всего процесса футеровки на основании данных, полученных со всех датчиков технического зрения, в том числе от датчиков, установленных на манипуляторе для подачи огнеупорных кирпичей с целью определения фактических размеров огнеупорных кирпичей и контроля нормы допуска, от датчиков, установленных как на платформе для основного манипулятора, так и от датчиков, установленных на основном манипуляторе, осуществляющем футеровку, для сканирования футеруемой поверхности и контроля футеровки при позиционировании/укладке каждого отдельно взятого огнеупорного материала. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность автоматизированной огнеупорной футеровки оборудования металлургической промышленности преимущественно вертикального типа, в том числе сталеразливочных ковшей, кислородных конвертеров вертикального типа, электродуговых сталеплавильных и доменных печей, агрегатов ковш-печи и иного вертикально ориентированного оборудования и агрегатов, используемых непосредственно для производственных и технологических процессов, без непосредственного участия человека в рабочей зоне во время непосредственного производства футеровочных работ, автоматизация и механизация процесса футеровки, сокращение времени футеровки, обеспечение ее высокого качества, позволяющего существенно сократить время простоя оборудования на проведение футеровочных работ, в том числе на установку новой огнеупорной футеровки.Automatic updating of the 3D model of the lining of the inner surface of the equipment (lined surface) is carried out each time with the laying of a separate refractory material continuously throughout the entire lining process based on data obtained from all vision sensors, including from sensors installed on the manipulator for the supply of refractory bricks in order to determine the actual dimensions of refractory bricks and control the tolerance rate, from sensors installed both on the platform for the main manipulator, and from sensors installed on the main manipulator that carries out the lining to scan the lined surface and control the lining during positioning / laying of each separately taken refractory material. The technical result of the claimed invention is the possibility of automated refractory lining of equipment in the metallurgical industry, mainly of vertical type, including steel-pouring ladles, oxygen converters of the vertical type, electric arc steelmaking and blast furnaces, ladle-furnace units and other vertically oriented equipment and units used directly for production and technological processes, without direct human participation in the working area during the direct production of lining operations, automation and mechanization of the lining process, reducing the time of the lining, ensuring its high quality, which can significantly reduce the downtime of equipment for carrying out lining works, including the installation of a new refractory lining.

Технический результат изобретения достигается тем, что для автоматизированной огнеупорной футеровки оборудования металлургической промышленности преимущественно вертикального типа, в том числе сталеразливочных ковшей, кислородных конвертеров вертикального типа, электродуговых сталеплавильных и доменных печей, агрегатов ковш-печи и иного вертикально ориентированного оборудования и агрегатов, используемых непосредственно для производственных и технологических процессов, применяется способ, включающий следующее.The technical result of the invention is achieved by the fact that for automated refractory lining of equipment in the metallurgical industry, predominantly vertical type, including steel-pouring ladles, oxygen converters of the vertical type, electric arc steelmaking and blast furnaces, ladle furnace units and other vertically oriented equipment and units used directly for production and technological processes, a method is applied, including the following.

1. Подготовительные этапы, включающие построение 3D модели футеровки оборудования и загрузку 3D модели в блок управления, монтаж элементов комплекса, состоящего из по крайней мере одного манипулятора для подачи огнеупорных кирпичей, снабженного по крайней мере одним датчиком технического зрения для сканирования и определения фактических размеров огнеупорных кирпичей, а также для контроля нормы допуска (+/- 5-10 мм), конвейера с транспортерной лентой для перемещения огнеупорных кирпичей в зону футеруемого оборудования, самоходной платформы для манипулятора, выполненной с возможностью вертикального перемещения, при этом на платформе имеется датчик технического зрения для контроля высоты расположения1. Preparatory steps, including the construction of a 3D model of the equipment lining and loading the 3D model into the control unit, installation of elements of the complex, consisting of at least one manipulator for feeding refractory bricks, equipped with at least one vision sensor for scanning and determining the actual dimensions of refractory bricks, as well as to control the tolerance rate (+/- 5-10 mm), a conveyor with a conveyor belt for moving refractory bricks to the area of the lined equipment, a self-propelled platform for a manipulator, made with the possibility of vertical movement, while the platform has a vision sensor for height control

- 3 036217 платформы, а также расстояния от манипулятора до футеруемой поверхности, датчик размещен на платформе манипулятора, в том числе может быть размещен на самом манипуляторе для футеровки, также на платформе имеется установка для засыпки сухого самоспекающегося огнеупорного материала, дополнительно для определенного вида оборудования, например для сталеразливочных ковшей, конвертеров вертикального типа, агрегатов ковш-печь и электродуговых печей, подвергаемых футеровке, платформа может быть выполнена подвесного типа с возможностью горизонтального перемещения по крайней мере одного манипулятора, который установлен на платформе и который непосредственно ведет футеровку оборудования огнеупорными материалами и обладает не менее чем четырьмя степенями свободы, снабженный не менее чем одним датчиком технического зрения и не менее чем одной насадкой для засыпки сухого самоспекающегося огнеупорного материала, по крайней мере одной установки для резки огнеупорного кирпича, которая установлена по ходу движения огнеупорного кирпича в зону футеруемого оборудования и расположена до установки для нанесения раствора на огнеупорный кирпич, и которая снабжена по крайней мере одним датчиком технического зрения для контроля резки огнеупорного кирпича под требуемый размер, дополнительно установка для резки может быть также снабжена механическими зажимами для фиксации огнеупорного кирпича и механизмом для резки, снабженным алмазным диском, по крайней мере одной установки для нанесения раствора, которая снабжена по крайней мере одним датчиком технического зрения для контроля количества и зон нанесения огнеупорного раствора на огнеупорный кирпич, при этом установка для нанесения раствора может быть расположена как на платформе в непосредственной близости с манипулятором, осуществляющим футеровку, так и на любом участке транспортерной ленты конвейера, но после установки для резки огнеупорного кирпича, по крайней мере одной установки для подачи и засыпки сухого самоспекающегося огнеупорного материала (например, набивная масса и/или огнеупорный порошок, сухие смеси), установленной на манипуляторе для футеровки;- 3 036217 platforms, as well as the distance from the manipulator to the lined surface, the sensor is placed on the manipulator platform, it can also be placed on the manipulator itself for lining, there is also an installation on the platform for filling dry self-sintering refractory material, in addition for a certain type of equipment, for example, for steel-pouring ladles, vertical converters, ladle-furnace units and electric arc furnaces subjected to lining, the platform can be of a suspended type with the possibility of horizontal movement of at least one manipulator, which is installed on the platform and which directly lining the equipment with refractory materials and has at least four degrees of freedom, equipped with at least one vision sensor and at least one nozzle for filling dry self-sintering refractory material, at least one installation for cutting refractory bricks, which is installed inserted in the direction of movement of the refractory brick into the area of the lined equipment and is located before the installation for applying mortar to the refractory brick, and which is equipped with at least one vision sensor to control the cutting of refractory bricks to the required size, in addition, the cutting installation can also be equipped with mechanical clamps for fixing refractory bricks and a cutting mechanism equipped with a diamond disc of at least one mortar applicator, which is equipped with at least one vision sensor for monitoring the amount and areas of application of refractory mortar to the refractory brick, while the mortar applicator can be located both on the platform in the immediate vicinity of the manipulator carrying out the lining, and on any part of the conveyor belt of the conveyor, but after the installation for cutting refractory bricks, at least one installation for feeding and filling dry self-sintering fire porous material (for example, ramming mass and / or refractory powder, dry mixtures) installed on the manipulator for the lining;

установку платформы по крайней мере с одним манипулятором для футеровки огнеупорными материалами внутри оборудования в начале первого участка, с которого будет выполняться футеровка, сканирование с помощью датчиков технического зрения, установленных на манипуляторе, осуществляющем футеровку, и платформе всей внутренней поверхности оборудования или участка, подлежащего футеровке, для определения фактического состояния внутренней поверхности и участка, подлежащих футеровке, разделение отсканированной зоны футеровки оборудования на отдельные участки для футеровки в зависимости от вида оборудования и с учетом соответствующих зон футеровки данного вида оборудования (например, шлаковый пояс и/или бойное место в сталеразливочном ковше, наличие или отсутствие арматурного слоя футеровки при футеровке рабочего слоя, прочие параметры), где могут быть использованы различные марки огнеупорных материалов и типоразмеры огнеупорных кирпичей, автоматическое обновление 3D модели футеровки с учетом фактического состояния внутренней поверхности оборудования и/или футеруемой зоны на основании данных, полученных от всех датчиков технического зрения, в результате сканирования.installation of a platform with at least one manipulator for lining with refractory materials inside the equipment at the beginning of the first section, from which the lining will be carried out, scanning with the help of vision sensors installed on the manipulator performing the lining and the platform of the entire inner surface of the equipment or the area to be lined , to determine the actual state of the inner surface and the area to be lined, dividing the scanned area of equipment lining into separate areas for lining, depending on the type of equipment and taking into account the corresponding areas of the lining of this type of equipment (for example, a slag belt and / or a hot spot in a steel-pouring ladle , the presence or absence of a reinforcing layer of the lining during the lining of the working layer, other parameters), where various brands of refractory materials and standard sizes of refractory bricks can be used, automatic updating of the 3D model of the lining, taking into account the fact the physical condition of the inner surface of the equipment and / or the footed area based on the data received from all vision sensors as a result of scanning.

2. Выполнение футеровки огнеупорных материалов оборудования, которое осуществляется с помощью блока управления, содержащего программное обеспечение с обновляемой 3D моделью, программными кодами, алгоритмами и нейронными сетями, который одновременно управляет и роботизированным комплексом, и процессом футеровки, используя данные, полученные со всех датчиков технического зрения с перемещением платформы вертикально для совершения каждого последующего цикла футеровки.2. Lining of equipment refractory materials, which is carried out using a control unit containing software with an updated 3D model, program codes, algorithms and neural networks, which simultaneously controls both the robotic complex and the lining process, using data obtained from all sensors of the technical vision with the platform moving vertically for each subsequent lining cycle.

Технический результат также достигается конструкцией роботизированного комплекса для осуществления способа автоматизированной огнеупорной футеровки оборудования металлургической промышленности, содержащего блок управления, включающий компьютер для занесения, автоматической обработки, построения, корректировки, обновления 3D модели футеровки с учетом данных фактического состояния внутренней поверхности оборудования или футеруемого участка, полученных в результате сканирования от датчиков технического зрения, выполнение расчета количества огнеупорных материалов, марки, вида, типоразмера огнеупорных кирпичей и последовательности (очередность) их использования в процессе футеровки, соединенный со всеми остальными элементами роботизированного комплекса, управляющий элементами роботизированного комплекса и роботизированным комплексом, а также процессом футеровки с помощью программы для ЭВМ с автоматически обновляемой 3D моделью футеровки, программными кодами, алгоритмами и нейронными сетями, а также установленный на платформе не менее чем один манипулятор для футеровки огнеупорных материалов не менее чем с четырьмя степенями свободы каждый, снабженный дополнительно не менее чем одним датчиком технического зрения со стороны захвата, также на платформе могут быть размещены установка для нанесения раствора, а также установка для засыпки сухого самоспекающегося огнеупорного материала, соединяемый через конвейер с установленной вне зоны футеровки оборудования по крайней мере одной установкой для нанесения раствора и установкой для резки огнеупорного кирпича,The technical result is also achieved by the design of a robotic complex for implementing the method of automated refractory lining of equipment in the metallurgical industry, containing a control unit that includes a computer for entering, automatic processing, building, correcting, updating the 3D model of the lining, taking into account the data of the actual state of the inner surface of the equipment or the lined area obtained as a result of scanning from vision sensors, calculating the amount of refractory materials, grade, type, standard size of refractory bricks and the sequence (sequence) of their use in the lining process, connected to all other elements of the robotic complex, controlling the elements of the robotic complex and the robotic complex, and the lining process using a computer program with an automatically updated 3D model of the lining, program codes, algorithms and neural networks, as well as at least one manipulator installed on the platform for lining refractory materials with at least four degrees of freedom each, equipped with at least one vision sensor on the side of the grip, and the platform can also accommodate an installation for applying mortar, as well as an installation for filling dry self-sintering refractory material, connected through a conveyor with at least one installation for applying mortar and installation for cutting refractory bricks installed outside the equipment lining zone,

- 4 036217 каждая из которых снабжена по крайней мере одним датчиком технического зрения, и по крайней мере одним манипулятором для подачи огнеупорных кирпичей, который снабжен по крайней мере одним датчиком технического зрения, предназначенным для сканирования и определения фактического размера огнеупорного кирпича, и контроля нормы допуска отклонения, устанавливается на манипуляторе для подачи огнеупорного кирпича.- 4 036217 each of which is equipped with at least one vision sensor and at least one refractory brick feed manipulator, which is equipped with at least one vision sensor for scanning and determining the actual size of the refractory brick and controlling the tolerance rate deflection, installed on the manipulator for feeding refractory bricks.

При этом в процессе футеровки платформа с основным манипулятором для футеровки огнеупорных материалов установлена с возможностью вертикального перемещения, а для определенных конструкций оборудования, подлежащего футеровке, платформа выполняется подвесной с возможностью еще и горизонтального перемещения.In this case, during the lining process, the platform with the main manipulator for lining refractory materials is installed with the possibility of vertical movement, and for certain structures of the equipment to be lined, the platform is suspended with the possibility of horizontal movement.

Блок управления может быть соединен с остальными элементами электрически.The control unit can be electrically connected to the rest of the elements.

Присутствующие в тесте данной заявки термины имеют следующие значения.Present in the test of this application, the terms have the following meanings.

Агрегат ковш-печь (установка ковш-печь или агрегат комплексной обработки стали) - установка в виде ковша с крышкой для раскисления и рафинирования стали продувкой снизу аргоном или азотом и подогрева электродами, вводимыми через отверстия в крышке.Ladle-furnace unit (ladle-furnace unit or complex steel processing unit) - unit in the form of a ladle with a lid for deoxidizing and refining steel by blowing from below with argon or nitrogen and heating with electrodes introduced through holes in the lid.

Блок управления - устройство, осуществляющее управление роботизированным комплексом и процессом кладки/футеровки оборудования. Содержит контроллеры, микропрограммные автоматы, электрические схемы. Обязательным элементом блока управления является промышленный компьютер, содержащий программное обеспечение, программные коды, алгоритмы и нейронную сеть;The control unit is a device that controls the robotic complex and the process of laying / lining equipment. Contains controllers, microprogram machines, electrical circuits. An obligatory element of the control unit is an industrial computer containing software, program codes, algorithms and a neural network;

Датчик технического зрения - устройство, формирующее двумерную или трехмерную картину окружающего пространства. В качестве таких устройств наиболее известными являются, например, лидары (лазерные радары), сонары (ультразвуковые радары), видеокамеры.A vision sensor is a device that forms a two-dimensional or three-dimensional picture of the surrounding space. As such devices, the most famous are, for example, lidars (laser radars), sonars (ultrasonic radars), video cameras.

Доменная печь (домна) - металлургическая вертикально расположенная печь шахтного типа для выплавки чугуна и ферросплавов из железорудного сырья. Доменная печь представляет собой непрерывно действующий аппарат. Огнеупорная футеровка (кладка) доменной печи предназначена для уменьшения тепловых потерь и предохранения кожуха (корпуса оборудования) от воздействия высоких температур и от контакта с жидким металлом и шлаком. Для футеровки доменной печи применяют огнеупорные материалы различных марок и качественных характеристик, прочности и плотности.Blast furnace (blast furnace) is a metallurgical vertical shaft-type furnace for smelting pig iron and ferroalloys from iron ore raw materials. The blast furnace is a continuously operating apparatus. The refractory lining (masonry) of the blast furnace is designed to reduce heat losses and protect the shell (equipment body) from high temperatures and from contact with liquid metal and slag. For the lining of a blast furnace, refractory materials of various grades and quality characteristics, strength and density are used.

Конвертер вертикального типа (кислородный конвертер) - металлургический агрегат вертикального типа для получения стали из предварительно расплавленного чугуна и шихты продувкой воздухом или технически чистым кислородом. Конвертер представляет собой емкость, состоящую из трех частей: верхней - шлема, средней - цилиндра и нижней - днища. Днище может быть приставным, вставным или цельным с цилиндрической частью. В этом случае конвертер называют глуходонным. Малые вертикальные конвертеры (30 т) используют, конвертируя штейн до получения черновой меди и для рафинирования ферроникеля путем окислительной продувки. Вместимость существующих конвертеров составляет от 30-800 т и может быть выше. Футеровка конвертера является основной, двух- или трехслойной - арматурного, примыкающего к корпусу, и 1-2 слоя рабочего. Арматурный слой непосредственно примыкает к кожуху (корпусу). Рабочий слой, как правило, толщиной 500-800 мм, контактирует с металлом и шлаком. На небольших конвертерах кладку делают из кирпичей в один ряд, на большегрузных - в два ряда вперевязку. Между рабочим и арматурным слоями обычно выполняется набивка из массы, по химсоставу соответствующей рабочему слою.Vertical type converter (oxygen converter) is a vertical type metallurgical unit for producing steel from pre-molten cast iron and charge by blowing air or technically pure oxygen. The converter is a container consisting of three parts: the upper part - the helmet, the middle part - the cylinder and the lower part - the bottom. The bottom can be attached, plug-in or solid with a cylindrical part. In this case, the converter is called deaf. Small vertical converters (30 t) are used to convert matte to blister copper and to refine ferronickel by oxidative blowing. The capacity of existing converters ranges from 30-800 tons and may be higher. The converter lining is basic, two- or three-layer - reinforcing, adjacent to the body, and 1-2 working layers. The reinforcement layer is directly adjacent to the casing (body). The working layer, usually 500-800 mm thick, is in contact with metal and slag. On small converters, the masonry is made of bricks in one row, on heavy converters - in two rows with a bandage. Between the working and reinforcing layers, packing is usually performed from a mass, according to the chemical composition, corresponding to the working layer.

Манипулятор для футеровки огнеупорных материалов (основной манипулятор) - механизм для управления пространственным положением огнеупорных кирпичей и огнеупорными материалами с несколькими степенями свободы, предназначен для выполнения кладки огнеупорных кирпичей и нанесения/засыпки огнеупорных смесей, расположен на платформе внутри оборудования.Manipulator for lining refractory materials (main manipulator) - a mechanism for controlling the spatial position of refractory bricks and refractory materials with several degrees of freedom, designed for laying refractory bricks and applying / filling refractory mixtures, located on the platform inside the equipment.

Манипулятор для подачи огнеупорных кирпичей - механизм, который служит для перемещения огнеупорных кирпичей заданных типоразмеров и марок с поддонов на конвейер.Manipulator for supplying refractory bricks is a mechanism that serves to move refractory bricks of specified standard sizes and grades from pallets to a conveyor.

Набивная масса (материал) - элемент футеровки внутренней поверхности оборудования различных марок.The ramming mass (material) is an element of the lining of the inner surface of equipment of various brands.

Огнеупорный кирпич - элемент футеровки внутренней поверхности оборудования, предназначенный для защиты внутренней поверхности корпуса (кожуха), сделанного, как правило, из металла, от износа в процессе технологической и производственной эксплуатации оборудования.Refractory brick - an element of the lining of the inner surface of the equipment, designed to protect the inner surface of the housing (casing), made, as a rule, of metal, from wear during technological and industrial operation of the equipment.

Платформа - самоходная площадка (колесного, гусеничного, рельсового и подвесного типа), предназначенная для установки на ней необходимого оборудования и по крайней мере одного манипулятора для футеровки огнеупорных материалов с возможностью горизонтального и вертикального перемещения.Platform is a self-propelled platform (wheeled, tracked, rail and suspended) designed for the installation of the necessary equipment and at least one manipulator for refractory lining with the possibility of horizontal and vertical movement.

Раствор для кладки - раствор специальных огнеупорных марок, предназначенный для использования с огнеупорными кирпичами в процессе кладки/футеровки. Наносится на продольную поверхность огнеупорного кирпича различной толщиной. Также используется для выравнивания неровностей корпуса оборудования, для корректировки кирпичей в процессе кладки/футеровки.Masonry mortar - a mortar of special refractory grades intended for use with refractory bricks in the masonry / lining process. It is applied to the longitudinal surface of refractory bricks of various thicknesses. It is also used for leveling unevenness of the equipment case, for correcting bricks during the masonry / lining process.

Сталеразливочный ковш (стальковш/литейный/заливочный ковш) - стальной или чугунный сосуд для приема жидкой стали, расплавленного металла, штейна или шлака, чугуна из металлургического агрегата, кратковременного хранения, рафинирования, транспортировки и разливки, например, в изложницы или в кристаллизатор МНЛЗ; имеет форму усеченного конуса с большим основанием вверху и футе- 5 036217 руется изнутри огнеупорными материалами. Сталь из ковша могут разливать через один или два стакана в дне ковша. Отверстие стакана закрывают и открывают стопором или шиберным затвором, передвигаемым гидравлическим приводом или вручную. Например, заливочный ковш используют для заливки жидкого металла в металлургический агрегат, например для заливки чугуна в конвертер, который по форме подобен сталеразливочному ковшу, но имеет сплошное дно и снабжен сливным носком.Steel-pouring ladle (steel ladle / casting / casting ladle) - a steel or cast iron vessel for receiving liquid steel, molten metal, matte or slag, cast iron from a metallurgical unit, short-term storage, refining, transportation and casting, for example, into ingot molds or into a continuous casting machine; has the shape of a truncated cone with a large base at the top and foot. 5 036217 from the inside with refractory materials. The steel from the ladle can be poured through one or two glasses at the bottom of the ladle. The orifice of the nozzle is closed and opened with a stopper or slide gate, hydraulically or manually movable. For example, a casting ladle is used to pour liquid metal into a metallurgical unit, for example, to pour cast iron into a converter, which is similar in shape to a steel casting ladle, but has a solid bottom and is equipped with a drain nose.

Сухая смесь - самоспекающаяся сухая смесь специальных огнеупорных марок, используется в качестве набивки дна оборудования, и/или заполнения швов кладки, и/или заполнения зазоров между арматурным и/или рабочим слоями.Dry mix - self-baking dry mix of special refractory grades, used as stuffing the bottom of the equipment, and / or filling the masonry joints, and / or filling the gaps between the reinforcement and / or working layers.

Конвейер - конвейер непрерывного типа, служит для транспортировки огнеупорного кирпича от манипулятора для подачи огнеупорных кирпичей к манипулятору для кладки огнеупорных материалов. Содержит конвейерную ленту (транспортерную).Conveyor is a continuous type conveyor used to transport refractory bricks from a manipulator for supplying refractory bricks to a manipulator for laying refractory materials. Contains a conveyor belt (conveyor belt).

Цикл футеровки - процесс кладки огнеупорных кирпичей и огнеупорных материалов на определенном участке оборудования с помощью роботизированного комплекса.The lining cycle is the process of laying refractory bricks and refractory materials in a specific area of equipment using a robotic complex.

Футеровка - облицовка огнеупорными, химически стойкими, а также теплоизоляционными материалами (огнеупорные кирпичи, мертели, смеси, растворы, набивные массы и прочие), которыми футеруется внутренняя поверхность металлургических агрегатов и оборудования. К футеровке относятся любые огнеупорные материалы, которые обеспечивают защиту внутренних поверхностей от возможных механических, термических, физических и химических повреждений.Lining - lining with refractory, chemically resistant, as well as heat-insulating materials (refractory bricks, mortars, mixtures, mortars, ramming masses and others), with which the inner surface of metallurgical units and equipment is lined. Lining includes any refractory materials that provide protection of internal surfaces from possible mechanical, thermal, physical and chemical damage.

Электродуговая сталеплавильная печь (дуговая сталеплавильная печь) - электрическая плавильная печь, в которой используется тепловой эффект электрической дуги для плавки металлов и других материалов. В обозначении дуговой сталеплавильной печи, как правило, присутствует ее емкость в тоннах (например, ДСП-12). Диапазон печей варьируется от 1 до 1000 т. Одна из главных особенностей дуговой печи - возможность достижения в рабочем пространстве высокой температуры (до 2500°С) Дуговая сталеплавильная печь (ДСП) состоит из плавильной ванны (рабочего пространства), регулятора мощности дуги и вспомогательных технологических механизмов, позволяющих открыть (закрыть) свод печи, собрать шлак и выпустить расплавленный металл. Плавка стали производится в рабочем пространстве печи, которое ограничено сверху куполообразным сводом, снизу и с боков соответственно сферическим подом и стенками, кожух которых изнутри выложен огнеупорным материалом. Футеровка дуговых сталеплавильных печей состоит из трех основных частей: подины, кладки стен и свода.Electric Arc Smelting Furnace (Arc Smelting Furnace) - An electric melting furnace that uses the thermal effect of an electric arc to melt metals and other materials. In the designation of an arc steel-making furnace, as a rule, there is its capacity in tons (for example, ДСП-12). The range of furnaces varies from 1 to 1000 tons. One of the main features of an arc furnace is the ability to reach a high temperature in the working space (up to 2500 ° C). The arc furnace mechanisms allowing to open (close) the furnace roof, collect slag and release molten metal. Smelting of steel is carried out in the working space of the furnace, which is bounded from above by a domed vault, from below and from the sides, respectively, by a spherical hearth and walls, the casing of which is lined with refractory material from the inside. The lining of arc furnaces consists of three main parts: hearth, wall masonry and vault.

Электрическое соединение - соединение участков и элементов роботизированного комплекса в общую электрическую цепь.Electrical connection - connecting sections and elements of a robotic complex into a common electrical circuit.

Арматурный слой футеровки - элемент конструкции футеровки, обеспечивающий тепловую изоляцию для создания стабильных условий разливки, а также гарантирует безопасность для корпуса (кожуха) оборудования, сделанного из металла, в случае разрушения рабочего слоя. Кладку стен арматурного слоя выполняют, как правило, с использованием огнеупорных растворов, по химсоставу соответствующих марке используемого огнеупорного кирпича. Как правило, толщина арматурного слоя увеличивается с повышением вместимости оборудования.Reinforcing lining layer is an element of the lining design that provides thermal insulation to create stable pouring conditions, and also guarantees safety for the body (casing) of equipment made of metal in the event of destruction of the working layer. The laying of the walls of the reinforcing layer is performed, as a rule, using refractory mortars, according to the chemical composition of the brand of used refractory bricks. Typically, the thickness of the reinforcement layer increases with the capacity of the equipment.

Рабочий слой футеровки - элемент конструкции футеровки, который находится в непосредственном контакте с расплавом, изнашивается быстро, определяя общую стойкость для оборудования. При определении необходимой толщины рабочего слоя учитывается топография его износа по высоте и периметру оборудования. Огнеупорные кирпичи рабочего слоя изнашиваются неравномерно. Повышенный износ огнеупоров наблюдается в районе шлакового пояса и при попадании струи выпускаемого металла на стенки ковша. В нижней части кладка изнашивается в два раза быстрее, чем в верхней. Это связано с более продолжительным воздействием расплава на нижние участки футеровки и большим гидростатическим давлением, повышающим пропитку огнеупоров металлом. Поэтому для удлинения компании ковшей и снижения удельного расхода огнеупоров, кладку по высоте ковша изготовляют, увеличивая толщину пропорционально ее износу, а также усиливают ее боевую часть.The working layer of the lining - a structural element of the lining that is in direct contact with the melt, wears out quickly, determining the overall durability of the equipment. When determining the required thickness of the working layer, the topography of its wear along the height and perimeter of the equipment is taken into account. Refractory bricks of the working layer wear out unevenly. Increased wear of refractories is observed in the area of the slag belt and when the jet of the produced metal hits the ladle walls. In the lower part, the masonry wears out twice as fast as in the upper one. This is due to the longer exposure of the lower parts of the lining to the melt and the high hydrostatic pressure, which increases the metal impregnation of the refractories. Therefore, to lengthen the ladle company and reduce the specific consumption of refractories, the masonry is made along the ladle height, increasing the thickness in proportion to its wear, and also reinforcing its warhead.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 схематически представлен роботизированный комплекс для футеровки оборудования вертикального типа в базовом исполнении с возможностью вертикального перемещения платформы с датчиком технического зрения на платформе манипулятора, датчиками фактического состояния кирпичей на платформе манипулятора, установкой для нанесения раствора на платформе манипулятора.FIG. 1 schematically shows a robotic complex for lining vertical equipment in a basic design with the possibility of vertical movement of the platform with a vision sensor on the manipulator platform, sensors of the actual state of bricks on the manipulator platform, and an installation for applying mortar on the manipulator platform.

На фиг. 2 схематически представлен роботизированный комплекс для футеровки оборудования вертикального типа в базовом исполнении с возможностью вертикального перемещения платформы с датчиком технического зрения на платформе манипулятора, датчиками фактического состояния кирпичей на платформе манипулятора, установкой для нанесения раствора на платформе манипулятора, помещенный полностью в рамках оборудования, подлежащего футеровке.FIG. 2 schematically shows a robotic complex for the lining of vertical equipment in the basic version with the possibility of vertical movement of the platform with a vision sensor on the manipulator platform, sensors of the actual state of bricks on the manipulator platform, an installation for applying mortar on the manipulator platform, placed entirely within the equipment to be lined ...

На фиг. 3 схематически представлен роботизированный комплекс с датчиками фактического состояния кирпичей и установкой для нанесения раствора на транспортерной ленте.FIG. 3 schematically shows a robotic complex with sensors of the actual state of bricks and an installation for applying mortar on a conveyor belt.

На фиг. 4 схематически представлен роботизированный комплекс с датчиками фактического состояния кирпичей и установкой для нанесения раствора на транспортерной ленте, помещенный в рамках оборудования, подлежащего футеровке.FIG. 4 schematically shows a robotic complex with sensors of the actual state of bricks and an installation for applying mortar on a conveyor belt, placed within the equipment to be lined.

- 6 036217- 6 036217

На фиг. 5 представлен роботизированный комплекс для футеровки оборудования вертикального типа в подвесном исполнении с возможностью дополнительного горизонтального перемещения, размещенный на футеровочной яме.FIG. 5 shows a robotic complex for lining vertical equipment in a suspended version with the possibility of additional horizontal movement, located on a lining pit.

На фиг. 6 представлен роботизированный комплекс для футеровки оборудования вертикального типа в подвесном исполнении с возможностью дополнительного горизонтального перемещения, размещенный на приставке.FIG. 6 shows a robotic complex for lining vertical equipment in a suspended version with the possibility of additional horizontal movement, placed on an attachment.

На представленных фигурах имеются следующие позиции:The figures shown have the following positions:

- манипулятор для подачи огнеупорных кирпичей;- manipulator for feeding refractory bricks;

- конвейер для перемещения огнеупорных кирпичей в зону футеровки;- conveyor for moving refractory bricks to the lining area;

- установка для резки огнеупорного кирпича;- installation for cutting refractory bricks;

- установка для нанесения раствора для кладки огнеупорного кирпича;- installation for applying mortar for laying refractory bricks;

- платформа для манипулятора для футеровки;- platform for a manipulator for lining;

- манипулятор для футеровки;- manipulator for lining;

- датчик технического зрения на манипуляторе для футеровки;- vision sensor on the lining manipulator;

- установка для нанесения раствора на огнеупорный кирпич;- installation for applying mortar to refractory bricks;

- установка для засыпки и заполнения сухих материалов;- installation for filling and filling dry materials;

- блок управления;- Control block;

- датчик технического зрения на установке для резки кирпича;- vision sensor on a brick cutting installation;

- датчик технического зрения на установке для нанесения раствора;- vision sensor on the installation for applying the solution;

- датчик технического зрения на платформе для манипулятора для футеровки;- vision sensor on the platform for the manipulator for the lining;

- датчик технического зрения для контроля фактического состояния футеруемых кирпичей, установленный на манипуляторе для подачи кирпичей;- a vision sensor for monitoring the actual state of the bricks being lined, installed on a manipulator for feeding bricks;

14.1 - датчик технического зрения для контроля фактического состояния футеруемых кирпичей, установленный на транспортерной ленте;14.1 - vision sensor for monitoring the actual state of the bricks being lined, installed on the conveyor belt;

- механические зажимы для фиксации кирпичей на установке для резки;- mechanical clamps for fixing the bricks on the cutting machine;

- насадка для засыпки и заполнения сухих материалов;- nozzle for filling and filling dry materials;

- поддон с футеровочными кирпичами.- pallet with lining bricks.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Роботизированный комплекс состоит из по крайней мере одного манипулятора 1 для подачи огнеупорных кирпичей, который снабжен по крайней мере одним датчиком 14 технического зрения, такой датчик технического зрения может быть установлен как на самом манипуляторе, так и на транспортерной ленте отдельно 14.1, по крайней мере одного конвейера 2 с транспортерной лентой, по крайней мере одной установки 3 для резки огнеупорного кирпича, расположенной на конвейере 2 по ходу движения огнеупорного кирпича к манипулятору 6, осуществляющему футеровку оборудования, и снабженной по крайней мере одним датчиком 11 технического зрения, по крайней мере одной установки 4 для нанесения раствора для кладки, расположенной на конвейере 2 по ходу движения огнеупорного кирпича к оборудованию, и снабженной по крайней мере одним датчиком 12 технического зрения, по крайней мере одной платформы 5 для манипулятора для футеровки, снабженной по крайней мере одним датчиком 13 технического зрения и установкой 9 для засыпки и заполнения сухих материалов, установленного на платформе 5 по крайней мере одного манипулятора 6 для футеровки, снабженного по крайней мере одним датчиком 7 технического зрения, по крайней мере одной насадки 16 для засыпки и заполнения сухих материалов и блока 10 управления.The robotic complex consists of at least one manipulator 1 for feeding refractory bricks, which is equipped with at least one vision sensor 14, such a vision sensor can be installed both on the manipulator itself and on the conveyor belt separately 14.1, at least one conveyor 2 with a conveyor belt, at least one installation 3 for cutting refractory bricks, located on the conveyor 2 in the direction of movement of refractory bricks to the manipulator 6, which lining the equipment, and equipped with at least one sensor 11 of technical vision, at least one installation 4 for applying mortar for masonry, located on a conveyor 2 along the direction of movement of refractory bricks to the equipment, and equipped with at least one vision sensor 12, at least one platform 5 for a lining manipulator equipped with at least one vision sensor 13 and installation 9 for backfill ki and filling dry materials, installed on the platform 5 at least one manipulator 6 for the lining, equipped with at least one sensor 7 technical vision, at least one nozzle 16 for filling and filling dry materials and the control unit 10.

При этом по крайней мере один манипулятор 1 для подачи огнеупорных кирпичей, снабженный по крайней мере одним датчиком 14 технического зрения, устанавливается рядом с местом или в зоне складирования огнеупорных кирпичей и материалов, в определенном исполнении (фиг. 2 и 4) манипулятор для подачи огнеупорных кирпичей может быть расположен в рамках оборудования, подлежащего футеровке.In this case, at least one manipulator 1 for supplying refractory bricks, equipped with at least one vision sensor 14, is installed near the place or in the storage area of refractory bricks and materials, in a certain design (Figs. 2 and 4) a manipulator for supplying refractory bricks bricks can be located within the equipment to be lined.

С помощью по крайней мере одного манипулятора 1 для подачи огнеупорных кирпичей осуществляется перемещение огнеупорных кирпичей заданных марок и типоразмеров в определенной последовательности на конвейер 2, с помощью по крайней мере одного датчика 14 технического зрения, установленного на манипуляторе 1 для подачи огнеупорных кирпичей, либо датчика 14.1 технического зрения, расположенного на транспортерной ленте, сканируется каждый огнеупорный кирпич для определения фактического размера огнеупорного кирпича и контроля нормы допуска отклонения в размере, при этом если фактический размер огнеупорного кирпича не соответствует норме допуска, то данный огнеупорный кирпич перемещается манипулятором для подачи огнеупорного кирпича в зону брака, которая может располагаться в непосредственной близости от зоны расположения/установки манипулятора 1 для подачи огнеупорных кирпичей.With the help of at least one manipulator 1 for supplying refractory bricks, refractory bricks of specified grades and standard sizes are moved in a certain sequence to the conveyor 2, using at least one vision sensor 14 installed on the manipulator 1 for supplying refractory bricks, or sensor 14.1 technical vision, located on the conveyor belt, each refractory brick is scanned to determine the actual size of the refractory brick and control the tolerance rate of deviation in size, while if the actual size of the refractory brick does not correspond to the tolerance rate, then this refractory brick is moved by a manipulator to feed the refractory brick into the zone scrap, which can be located in the immediate vicinity of the location / installation area of the manipulator 1 for feeding refractory bricks.

По крайней мере один конвейер 2 с транспортерной лентой одним своим концом размещен рядом с манипулятором 1 для подачи огнеупорных кирпичей, а другим заведен в зону футеровки и расположенAt least one conveyor 2 with a conveyor belt at one end is located next to the manipulator 1 for feeding refractory bricks, and the other is brought into the lining zone and located

- 7 036217 непосредственно рядом с платформой 5 таким образом, чтобы по крайней мере один манипулятор 6 для футеровки огнеупорных материалов, установленный на платформе 5, имел возможность снятия с него огнеупорных кирпичей.- 7 036217 directly adjacent to the platform 5 so that at least one manipulator 6 for lining refractory materials, installed on the platform 5, has the ability to remove the refractory bricks from it.

Установка 3 для резки огнеупорного кирпича размещена непосредственно рядом либо на транспортерной ленте 2 таким образом, чтобы обеспечивать резку огнеупорного кирпича по его длине под требуемые размеры, определяемые блоком 10 управления в результате сканирования футеруемой зоны на основании данных от датчиков 11 технического зрения. Контроль резки огнеупорного кирпича под требуемый размер и фактический размер требуемой части огнеупорного кирпича после резки осуществляется с помощью по крайней мере одного датчика 11 технического зрения, установленного в непосредственной близости от установки 3 или на самой установке 3. Резка огнеупорного кирпича осуществляется установкой 3 по длине огнеупорного кирпича. В процессе резки огнеупорный кирпич может быть зафиксирован с помощью по крайней мере 2 (двух) механических зажимов 15. Резка может осуществляется установкой 3, как сверху, так и снизу огнеупорного кирпича, механизмом для резки. Механизм для резки может быть снабжен алмазным диском. Скорректированный размер огнеупорного кирпича после сканирования фактического размера датчиками технического зрения продолжает движение конвейером 2 к манипулятору 6 для футеровки огнеупорных материалов для его последующего позиционирования в ряд/кольцо.Installation 3 for cutting refractory bricks is placed directly next to or on the conveyor belt 2 in such a way as to ensure cutting of refractory bricks along its length to the required dimensions, determined by the control unit 10 as a result of scanning the area to be lined on the basis of data from the vision sensors 11. Control of the cutting of refractory bricks to the required size and the actual size of the required part of the refractory brick after cutting is carried out using at least one vision sensor 11 installed in the immediate vicinity of installation 3 or on the installation itself 3. Cutting of refractory bricks is carried out by installation 3 along the length of the refractory bricks. In the process of cutting, the refractory brick can be fixed with at least 2 (two) mechanical clamps 15. Cutting can be carried out by installing 3, both above and below the refractory brick, by a cutting mechanism. The cutting mechanism can be equipped with a diamond disc. The corrected size of the refractory brick, after scanning the actual size with vision sensors, continues to move with the conveyor 2 to the manipulator 6 for lining refractory materials for its subsequent positioning in a row / ring.

Установка 4 для нанесения раствора для кладки может быть размещена и снаружи (фиг. 3) футеруемого оборудования непосредственно либо на транспортерной ленте конвейера 2 таким образом, чтобы обеспечивать нанесение раствора на перемещаемые транспортерной лентой огнеупорные кирпичи, если существуют ограничения внутреннего диаметра оборудования (футеруемой поверхности), либо на платформе 5 в непосредственной близости с манипулятором 6 для футеровки огнеупорных материалов (фиг. 3, 4) таким образом, чтобы обеспечить нанесение раствора на огнеупорный кирпич непосредственно в зоне футеровки для сокращения времени данной операции.Installation 4 for applying mortar for masonry can be placed outside (Fig. 3) of the lined equipment directly or on the conveyor belt 2 in such a way as to ensure the application of the mortar on the refractory bricks moved by the conveyor belt, if there are restrictions on the inner diameter of the equipment (lined surface) , or on the platform 5 in close proximity to the manipulator 6 for lining refractory materials (Fig. 3, 4) in such a way as to ensure the application of the solution to the refractory brick directly in the lining zone to reduce the time of this operation.

Если установка 4 располагается снаружи, то она устанавливается после установки 3 для резки огнеупорного кирпича, чтобы в случае необходимости после корректировки размера огнеупорного под требуемый размер, определенный блоком 10 управления, выполнить нанесение огнеупорного раствора на данный огнеупорный кирпич, при этом контроль за нанесением огнеупорного раствора, включая его толщину, количество и зоны нанесения на огнеупорный кирпич, осуществляется с помощью по крайней мере одного датчика 11 технического зрения, установленного в непосредственной близости от установки 4 или на самой установке 4.If installation 4 is located outside, then it is installed after installation 3 for cutting refractory bricks, so that, if necessary, after adjusting the size of the refractory to the required size determined by the control unit 10, apply a refractory mortar to this refractory brick, while monitoring the application of refractory mortar , including its thickness, number and areas of application on refractory bricks, is carried out using at least one vision sensor 11 installed in the immediate vicinity of installation 4 or on the installation 4 itself.

Если установка 4 располагается на платформе 5, то контроль за нанесением огнеупорного раствора, включая его толщину, количество и зоны нанесения на огнеупорный кирпич, может осуществляться с помощью по крайней мере одного датчика 13 технического зрения, расположенного на платформе 5 или на манипуляторе 6 для футеровки огнеупорных материалов.If the installation 4 is located on the platform 5, then the control over the application of the refractory mortar, including its thickness, quantity and areas of application to the refractory brick, can be carried out using at least one vision sensor 13 located on the platform 5 or on the manipulator 6 for lining refractory materials.

Манипулятор 6 для футеровки огнеупорных материалов установлен на платформе 5 и снабжен по крайней мере одним датчиком 7 технического зрения, по крайней мере одной насадкой 16 для засыпки и заполнения сухих самоспекающихся материалов.The manipulator 6 for lining refractory materials is installed on the platform 5 and is equipped with at least one vision sensor 7, at least one nozzle 16 for filling and filling dry self-sintering materials.

Самоходная платформа 5, снабженная по крайней мере одним датчиком 13 технического зрения, имеет поворотную базу для манипулятора 6 и может иметь следующие варианты исполнения в зависимости от вида оборудования, подлежащего футеровке.The self-propelled platform 5, equipped with at least one vision sensor 13, has a rotary base for the manipulator 6 and can have the following versions, depending on the type of equipment to be lined.

При футеровке кислородного конвертера вертикального типа, доменной печи платформа 5 выполняется с использованием подъемного механизма с неповоротной базой, который перемещает платформу 5 с заданной скоростью снизу вверх по ходу выполнения футеровки манипулятором 6 для футеровки огнеупорных материалов, подъемный механизм при этом может быть реализован, например, в виде подъемного гидравлического механизма, состоящего из двух параллельных ножничных подъемников, которые поднимают платформу. При этом сама платформа поднимается вертикально, находясь строго в горизонтальном положении. Это достигается креплением верхней части рычагов в точках у внешней части опорного стола, на котором размещена платформа. Перемещение платформы снизу вверх приводит в действие стационарный гидравлический ножничный подъемный стол одним или двумя гидроцилиндрами, которые воздействуют на поперечную балку, соединяющую оси вращения штанг. Описанный механизм является одним из возможных. Для реализации изобретения может быть применен любой доступный механизм вертикального подъема оборудования.When lining an oxygen converter of a vertical type, a blast furnace platform 5 is made using a lifting mechanism with a non-rotating base, which moves the platform 5 at a predetermined speed from the bottom up along the course of the lining by a manipulator 6 for lining refractory materials, the lifting mechanism can be realized, for example, in the form of a hydraulic lifting mechanism, consisting of two parallel scissor lifts that raise the platform. In this case, the platform itself rises vertically, being strictly in a horizontal position. This is accomplished by attaching the top of the arms at points on the outside of the support table on which the platform is located. Moving the platform from bottom to top drives the stationary hydraulic scissor lift table with one or two hydraulic cylinders, which act on the cross beam connecting the rods rotation axes. The described mechanism is one of the possible. Any available vertical lifting mechanism can be used to implement the invention.

При футеровке сталеразливочного ковша, агрегата ковш-печь и электродуговой сталеплавильной печи платформа 5 может выполняться подвесного типа с наличием балки и колонн для крепления балки, а также линейной оси горизонтального и/или вертикального типа для перемещения с помощью трека, установленного по длине линейной оси, по крайней мере одного манипулятора 6 для футеровки огнеупорных материалов (фиг. 5, 6).When lining a steel-pouring ladle, a ladle-furnace unit and an electric arc steelmaking furnace, platform 5 can be made of a suspended type with a beam and columns for fastening the beam, as well as a linear axis of the horizontal and / or vertical type for movement using a track installed along the length of the linear axis, at least one manipulator 6 for lining refractory materials (Fig. 5, 6).

При этом конвейер подведен к верхней кромке оборудования, подлежащего футеровке. На фиг. 5 представлен вариант выполнения конструкции с расположением оборудования на футеровочной яме. На фиг. 6 представлен вариант выполнения конструкции с расположением конвейера на приставке к оборудованию, подлежащему футеровке.In this case, the conveyor is brought up to the upper edge of the equipment to be lined. FIG. 5 shows an embodiment of the structure with the location of the equipment on the lining pit. FIG. 6 shows an embodiment of the design with the location of the conveyor attached to the equipment to be lined.

- 8 036217- 8 036217

При этом вне зависимости от варианта исполнения платформы 5 футеровка любого вида оборудования выполняется манипулятором 6 для футеровки огнеупорных материалов снизу вверх.In this case, regardless of the version of the platform 5, the lining of any type of equipment is performed by the manipulator 6 for lining refractory materials from the bottom up.

Манипулятор 6 для футеровки огнеупорных материалов устанавливается на платформе 5 и снабжен по крайней мере одним датчиком 7 технического зрения, по крайней мере одной установкой 8 для нанесения раствора на огнеупорный кирпич и по крайней мере одной насадкой 16 для засыпки и заполнения сухих самоспекающихся материалов (насадка пескоструйного типа). Установка для засыпки и заполнения сухих самоспекающихся материалов расположена на платформе 5 манипулятора 6 для футеровки.Manipulator 6 for lining refractory materials is installed on platform 5 and is equipped with at least one vision sensor 7, at least one installation 8 for applying mortar to refractory bricks and at least one nozzle 16 for backfilling and filling dry self-sintering materials (nozzle for sandblasting type). Installation for filling and filling dry self-sintering materials is located on the platform 5 of the manipulator 6 for lining.

Блок 10 управления может располагаться отдельно вне зоны футеруемого оборудования, но в любом случае электрически соединен со всеми элементами роботизированного комплекса, чтобы обеспечивать их взаимодействие между собой. Блок 10 управления включает по крайней мере один промышленный компьютер (ЭВМ), содержащий программное обеспечение с обновляемой 3D моделью, программными кодами, алгоритмами и нейронными сетями, осуществляющий управление роботизированным комплексом и процессом футеровки. На блок 10 управления установлено программное обеспечение, позволяющее обрабатывать данные, полученные от датчиков технического зрения в результате сканирования, формировать реальную и фактическую 3D модель футеруемой поверхности с учетом каждого отдельно уложенного огнеупорного кирпича и огнеупорного материала, а также управлять процессом футеровки с учетом данных, поступающих с датчиков технического зрения в процессе футеровки.The control unit 10 can be located separately outside the area of the equipment to be lined, but in any case it is electrically connected to all elements of the robotic complex in order to ensure their interaction with each other. The control unit 10 includes at least one industrial computer (computer) containing software with an updated 3D model, program codes, algorithms and neural networks, which controls the robotic complex and the lining process. The control unit 10 is equipped with software that allows processing the data received from the vision sensors as a result of scanning, forming a real and actual 3D model of the lined surface, taking into account each separately laid refractory bricks and refractory material, and also controlling the lining process taking into account the data received from vision sensors during the lining process.

Реализация конструкции манипулятора 6 для футеровки огнеупорных материалов может быть различной. Основным требованием к ней является наличие не менее четырех степеней свободы для обеспечения досягаемости к любому участку футеруемой поверхности огнеупорными материалами.Implementation of the design of manipulator 6 for lining refractory materials can be different. The main requirement for it is the presence of at least four degrees of freedom to ensure that refractory materials can reach any part of the lined surface.

Данное требование может быть выполнено путем установки манипулятора, имеющего, например, три шарнирных узловых соединения, два сустава и механизм захвата (схематично представлен на чертеже), однако возможны любые другие конструкции, обеспечивающие вышеуказанное требование о наличии не менее четырех степеней свободы.This requirement can be met by installing a manipulator having, for example, three articulated nodal connections, two joints and a gripping mechanism (shown schematically in the drawing), however, any other designs are possible that provide the above requirement for the presence of at least four degrees of freedom.

В качестве датчиков технического зрения (7, 11, 12, 13, 14) могут быть использованы лидары (лазерный радар) и камеры технического зрения, которые позволяют получать данные для обработки, построения и обновления 3D модели внутренней поверхности оборудования и/или футеруемого участка оборудования.Lidars (laser radar) and vision cameras can be used as vision sensors (7, 11, 12, 13, 14), which allow obtaining data for processing, constructing and updating a 3D model of the inner surface of equipment and / or a footed area of equipment. ...

Блок 10 управления включает промышленный компьютер (ЭВМ) для размещения программного обеспечения. Блок 10 управления получает данные от всех датчиков технического зрения (7, 11, 12, 13, 14), и управляет всеми элементами роботизированного комплекса, включая обработку данных, полученных от датчиков технического зрения в результате сканирования, построение и обновление 3D модели внутренней поверхности корпуса оборудования, определяет с помощью программных кодов и алгоритмов последовательность кладки каждого отдельно взятого огнеупорного кирпича и их типоразмер, необходимость и количество нанесения раствора, необходимость и количество заполнения зазоров между рядами или кольцами с помощью сухой смеси, управляет процессом футеровки.The control unit 10 includes an industrial computer (ECM) for placing software. The control unit 10 receives data from all vision sensors (7, 11, 12, 13, 14), and controls all elements of the robotic complex, including the processing of data received from vision sensors as a result of scanning, building and updating a 3D model of the inner surface of the case equipment, determines, using program codes and algorithms, the sequence of laying each individual refractory bricks and their standard size, the need and amount of mortar application, the need and amount of filling the gaps between rows or rings using a dry mixture, and controls the lining process.

Подробное описание изобретения в части заявляемого способаDetailed description of the invention in terms of the proposed method

Способ автоматизированной огнеупорной футеровки оборудования металлургической промышленности огнеупорными материалами вертикального типа, преимущественно сталеразливочных ковшей, кислородных конвертеров вертикального типа, электродуговых сталеплавильных и доменных печей, агрегатов ковш-печь и иного вертикально ориентированного оборудования и агрегатов, используемых непосредственно для производственных и технологических процессов, при помощи заявляемого роботизированного комплекса осуществляется следующим образом.The method of automated refractory lining of metallurgical industry equipment with refractory materials of vertical type, mainly steel-pouring ladles, oxygen converters of the vertical type, electric arc steelmaking and blast furnaces, ladle-furnace units and other vertically oriented equipment and units used directly for production and technological processes, using the claimed the robotic complex is carried out as follows.

Подготовительный этап перед началом футеровки.Preparatory stage before the start of lining.

1. На основании актуальных версий чертежей/схем футеровки производят создание проекта 3D модели футеровки данного вида оборудования, включающей, например, общие данные об оборудовании (внутренний диаметр, габариты и размеры оборудования), данные об общей зоне, подлежащей футеровке, с возможным разделением зоны на участки, указание количества слоев футеровки (например, двухили трехслойная футеровка: наличие арматурного слоя и один-два слоя рабочего слоя футеровки), при этом футеровке также может подлежать лишь один слой, информацию о раскладке огнеупорных кирпичей и материалов на каждом из участков оборудования, количестве огнеупорных кирпичей и их типоразмерах, способе кладки, включая использование огнеупорного раствора и/или набивных масс, сухих смесей, марок огнеупорных кирпичей и материалов с привязкой к зонам оборудования и прочие данные.1. Based on the current versions of the drawings / lining diagrams, a 3D model of the lining of this type of equipment is created, including, for example, general information about the equipment (inner diameter, dimensions and dimensions of the equipment), data on the total area to be lined, with possible division of the zone into sections, an indication of the number of lining layers (for example, two or three-layer lining: the presence of a reinforcing layer and one or two layers of the working layer of the lining), while only one layer can also be lined, information on the layout of refractory bricks and materials on each of the equipment sections, the number of refractory bricks and their standard sizes, the method of masonry, including the use of refractory mortar and / or ramming masses, dry mixes, brands of refractory bricks and materials with reference to equipment zones and other data.

Типоразмеры огнеупорных кирпичей, которые используются при футеровке, в большей степени зависят от проекта футеровки, который был сделан производителем оборудования и/или определяется предприятием, эксплуатирующим оборудование самостоятельно. Марка огнеупорного кирпича и/или материала, которая будет использована при футеровке на каждом участке или зоне оборудования (например, шлаковый пояс и бойное место в сталеразливочном ковше, наличие или отсутствие арматурного слоя футеровки, наличие 2 слоев рабочей футеровки и 1 слоя рабочей футеровки) определяется предприятием, эксплуатирующим оборудование, самостоятельно. Данную 3D модель загружают в блок 10 управления.The standard sizes of refractory bricks that are used for lining are largely dependent on the design of the lining, which was made by the equipment manufacturer and / or is determined by the enterprise that operates the equipment on its own. The grade of refractory bricks and / or material that will be used for lining at each section or zone of equipment (for example, a slag belt and a hot spot in a steel-pouring ladle, the presence or absence of a reinforcing layer of a lining, the presence of 2 layers of a working lining and 1 layer of a working lining) is determined the enterprise operating the equipment independently. This 3D model is loaded into the control unit 10.

2. Производят монтаж элементов роботизированного комплекса, описанных выше в соответствии с2. Assemble the elements of the robotic complex described above in accordance with

- 9 036217 представленной схемой и в зависимости от вида оборудования, подлежащего футеровке.- 9 036217 presented by the diagram and depending on the type of equipment to be lined.

Формирование уточненной 3D модели футеровки.Formation of a refined 3D model of the lining.

С помощью датчиков 13 и 7 технического зрения, которые расположены на платформе 5 и манипуляторе 6 для футеровки огнеупорных материалов, выполняют сканирование внутренней поверхности оборудования или участка футеровки по всей длине участка, планируемого к футеровке. Полученные данные автоматически обрабатываются блоком 10 управления, который с помощью программного обеспечения строит первую версию 3D модели футеровки с учетом фактического состояния внутренней поверхности футеруемого участка, уточненная 3D модель строится с учетом уже занесенных данных на подготовительном этапе о типоразмерах, марках, способе кладки и последовательности укладки кирпичей, а также о необходимости использования раствора для кладки и сухого самоспекающегося материала, его количества и зон, где раствор для кладки или иной материал будет использоваться.With the help of sensors 13 and 7 of technical vision, which are located on the platform 5 and the manipulator 6 for lining refractory materials, scan the inner surface of the equipment or a section of the lining along the entire length of the section planned to be lined. The obtained data are automatically processed by the control unit 10, which, with the help of software, builds the first version of the 3D model of the lining, taking into account the actual state of the inner surface of the lined section, the refined 3D model is built taking into account the data already entered at the preparatory stage about the standard sizes, brands, the method of laying and the sequence of laying bricks, as well as the need to use mortar for masonry and dry self-baking material, its quantity and areas where mortar or other material will be used.

Сканирование внутренней поверхности футеруемого участка выполняется для оценки фактического состояния внутренней поверхности, так как за время эксплуатации корпус оборудования деформируется под воздействием различных технологических факторов, так и арматурный слой футеровки изнашивается, если футеровку планируют выполнять только рабочего слоя или его части.Scanning of the inner surface of the lined area is performed to assess the actual state of the inner surface, since during operation the equipment body is deformed under the influence of various technological factors, and the reinforcing layer of the lining wears out if only the working layer or its part is planned to be lined.

Например, при деформации корпуса оборудования отношение огнеупорных кирпичей в каждом кольце/ряде может отличаться от проектной, в большую или меньшую степень по количеству одного типоразмера по отношению ко второму типоразмеру.For example, when the equipment body is deformed, the ratio of refractory bricks in each ring / row may differ from the design, to a greater or lesser extent in the number of one standard size in relation to the second standard size.

Кроме того, при деформации корпуса оборудования в местах, где используется раствор для кладки, например в зонах расположения сварных швов или для корректировки положения огнеупорного кирпича, чтобы сохранить радиальное положение кольца/ряда, каждый огнеупорный кирпич дает незначительное отклонение в кольце/ряде, поэтому, когда остается положить последние 3-4 кирпича, чтобы закрыть/замкнуть кольцо/ряд, как правило, типоразмеры не подходят по толщине, чтобы заполнить оставшуюся зону в кольце/ряде. Для этих целей могут использоваться замковые (клиновидные) огнеупорные кирпичи, которые отличаются от стандартных типоразмеров в большей и меньшей степени. В определенных случаях стандартные типоразмеры могут быть скорректированы по необходимому размеру путем корректировки огнеупорного кирпича с помощью установки 2 для резки огнеупорного кирпича, содержащей алмазный диск.In addition, when the equipment body deforms in places where masonry mortar is used, for example in areas where welds are located or to adjust the position of the refractory brick in order to maintain the radial position of the ring / row, each refractory brick gives a slight deviation in the ring / row, therefore, when it remains to put the last 3-4 bricks to close / close the ring / row, as a rule, the standard sizes do not fit in thickness to fill the remaining zone in the ring / row. For these purposes, lock (wedge-shaped) refractory bricks can be used, which differ from standard sizes to a greater and lesser extent. In certain cases, the standard sizes can be adjusted to the required size by adjusting the refractory brick using a refractory brick cutting machine 2 containing a diamond disc.

Таким образом, 3D модель футеровки с учетом фактических данных о состоянии футеруемой зоны будет содержать данные об общем количестве огнеупорных кирпичей и типоразмерах, требуемых для футеровки как одного кольца/ряда, так и всей зоны, предполагаемой для футеровки, а также данные о последовательности футеровки каждого отдельно взятого огнеупорного кирпича с учетом необходимого количества раствора для кладки и иных материалов.Thus, the 3D model of the lining, taking into account the actual data on the state of the lined zone, will contain data on the total number of refractory bricks and standard sizes required for lining both one ring / row and the entire zone intended for lining, as well as data on the sequence of the lining of each separately taken refractory bricks, taking into account the required amount of mortar for masonry and other materials.

Блок 10 управления, обеспечивающий управление как всего роботизированного комплекса, так и каждого его отдельного элемента, контролирует работу манипулятора 6 для футеровки огнеупорных материалов в процессе футеровки.The control unit 10, which provides control of both the entire robotic complex and each of its individual elements, controls the operation of the manipulator 6 for lining refractory materials in the lining process.

3. Установка платформы 5 и манипулятора 6 для футеровки огнеупорных материалов.3. Installation of platform 5 and manipulator 6 for refractory lining.

Установка платформы 5 для манипулятора 6 для футеровки огнеупорных материалов зависит от вида оборудования, но всегда выполняется вертикально осевой плоскости агрегата. Точкой 0 будет являться положение датчика 13 технического зрения, расположенного на платформе 5 для футеровки огнеупорных материалов. В случае необходимости положение манипулятора 6 для футеровки огнеупорных материалов и точки 0 корректируется и заносятся в блок 10 управления.Installation of platform 5 for manipulator 6 for lining refractory materials depends on the type of equipment, but is always carried out vertically to the axial plane of the unit. Point 0 will be the position of the vision sensor 13 located on the platform 5 for refractory lining. If necessary, the position of the manipulator 6 for lining refractory materials and point 0 is corrected and entered into the control unit 10.

Установка платформы 5 для манипулятора 6 для футеровки огнеупорных материалов может выполняться подвесного типа сверху оборудования, например при футеровке сталеразливочных ковшей и/или агрегата ковш-печь.The installation of the platform 5 for the manipulator 6 for lining refractory materials can be carried out as a suspended type on top of the equipment, for example, when lining steel-pouring ladles and / or a ladle-furnace unit.

4. Цикл футеровки.4. Lining cycle.

4.1. Установка первого огнеупорного кирпича по своей сути является калибровочной операцией для настройки работы манипулятора 6 для футеровки огнеупорных материалов, в том числе для обновления 3D модели футеровки. Первый огнеупорный кирпич позиционируется таким образом, чтобы вплотную примыкать к корпусу оборудования, уложенному ряду, или к арматурному слою футеровки, или огнеупорному кирпичу, то есть к опорной зоне. Если кладка новой футеровки выполняется только для замены рабочего слоя футеровки, тогда первый огнеупорный кирпич примыкает к старой футеровке или арматурному слою. В любом случае первый кирпич позиционируется таким образом, чтобы примыкать к опорной зоне, от которой будет произведена новая футеровка. Футеровка в каждом ряду выполняется строго от первого огнеупорного кирпича. Футеровка рабочего слоя ведется по ступенчатой схеме снизувверх. При этом каждое кольцо или ряд может расклиниваться замковым кирпичом, который устанавливается на клин, толщиной с внутренней стороны корпуса или примыкающей поверхности не менее 50 мм. Кладка огнеупорных кирпичей выполняется с соблюдением перевязки всех вертикальных швов по всей длине футеруемого участка.4.1. The installation of the first refractory brick is essentially a calibration operation for adjusting the operation of manipulator 6 for lining refractory materials, including for updating the 3D model of the lining. The first refractory brick is positioned in such a way as to closely adjoin the equipment body, the laid row, or to the reinforcing lining layer, or refractory brick, that is, to the support zone. If the laying of the new lining is performed only to replace the working layer of the lining, then the first refractory brick is adjacent to the old lining or reinforcing layer. In any case, the first brick is positioned so as to be adjacent to the support zone from which the new lining will be made. Lining in each row is performed strictly from the first refractory brick. The lining of the working layer is carried out in a stepwise pattern from bottom to top. In this case, each ring or row can be wedged with a key brick, which is installed on a wedge, with a thickness of at least 50 mm on the inside of the body or the adjacent surface. Refractory bricks are laid in compliance with the ligation of all vertical joints along the entire length of the lined area.

4.2. Контроль футеровки каждого огнеупорного материала, позиционирование огнеупорного кирпича и последующего кирпича, устанавливаемого в кольце или ряде, происходит с помощью датчика 7 технического зрения, полученная с них информация обрабатывается блоком 10 управления, который по4.2. The control of the lining of each refractory material, the positioning of the refractory brick and the subsequent brick installed in a ring or a row is carried out using the vision sensor 7, the information received from them is processed by the control unit 10, which is

- 10 036217 дает соответствующие команды манипулятору 1 для подачи огнеупорных кирпичей о подаче огнеупорных кирпичей определенного типоразмера в определенной последовательности на конвейер 2, датчикам технического зрения, установленным на манипуляторе 1 для подачи огнеупорного кирпича о сканировании фактических размеров каждого огнеупорного кирпича, уложенного на транспортерную ленту (огнеупорный кирпич может иметь отклонения от заявленных производителем размеров, норма допуска отклонения составляет +/- 5-10 мм), конвейеру 2 о перемещении установленных на него огнеупорных кирпичей в зону футеровки к платформе 5 с определенной скоростью, установке 3 для резки огнеупорного кирпича, если такая операция требуется, и установке 4 для нанесения раствора - при необходимости нанесения раствора для кладки на определенные места огнеупорного кирпича и в необходимом количестве, после чего каждый огнеупорный кирпич устанавливается манипулятором 6 для футеровки огнеупорных материалов. Установка каждого огнеупорного кирпича осуществляется последовательно (каждый последующий огнеупорный кирпич укладывается и примыкает к ранее установленному) в кольце в ряду и ряд за рядом снизу вверх. В процессе кладки платформа 5 самостоятельно с заданной скоростью перемещается в заданном направлении по осевой линии и с заданной скоростью в зависимости от вида оборудования.- 10 036217 gives the appropriate commands to manipulator 1 for supplying refractory bricks to supply refractory bricks of a certain standard size in a certain sequence to conveyor 2, to vision sensors installed on manipulator 1 to supply refractory bricks to scan the actual dimensions of each refractory brick laid on the conveyor belt ( refractory brick may have deviations from the dimensions declared by the manufacturer, the tolerance of the deviation is +/- 5-10 mm), conveyor 2 about moving the refractory bricks installed on it to the lining zone to platform 5 at a certain speed, installation 3 for cutting refractory bricks, if Such an operation is also required for the installation 4 for applying the mortar - if necessary, applying the mortar for masonry to certain places of the refractory bricks and in the required amount, after which each refractory brick is installed by the manipulator 6 for lining refractory materials. The installation of each refractory brick is carried out sequentially (each subsequent refractory brick is laid and adjoins the previously installed one) in a ring in a row and row by row from bottom to top. In the process of laying, the platform 5 independently at a given speed moves in a given direction along the center line and at a given speed, depending on the type of equipment.

Кроме того, в процессе футеровки позиционирование каждого отдельно взятого огнеупорного кирпича и последующего за ним будет определяться блоком 10 управления с помощью полученных данных от датчиков 7 технического зрения. Каждый раз после укладки отдельно взятого огнеупорного кирпича датчики 7 технического зрения сканируют место установки последующего огнеупорного кирпича (поверхность корпуса или футеруемого участка) и передают данные в блок 10 управления, где полученные данные, автоматически обрабатываются и сравниваются с построенной 3D моделью, которая в случае необходимости будет автоматически обновлена.In addition, in the process of lining, the positioning of each individual refractory brick and the subsequent one will be determined by the control unit 10 using the data received from the vision sensors 7. Each time after laying a single refractory brick, the vision sensors 7 scan the installation site of the subsequent refractory brick (the surface of the body or the lined area) and transmit the data to the control unit 10, where the data obtained is automatically processed and compared with the constructed 3D model, which, if necessary will be automatically updated.

Например, на основании первичной версии 3D модели на диаметре 5 м получили раскладку в каждом кольце/ряде на всей длине зоны футеровки 3:1, то есть сперва укладываются 3 кирпича клиновидного типоразмера, затем 1 кирпич прямого типоразмера, затем снова 3 кирпича клиновидного типоразмера, затем 1 кирпич прямого типоразмера и так, пока кольцо/ряд не будет набран. Однако в процессе кладки/футеровки на основании данных, полученных с датчиков 7 технического зрения, была обнаружена зона деформация (например, углубление в корпусе оборудования или углубление в арматурном слое футеровки), поэтому блок 10 управления, учитывая данную неровность, выполнит автоматически корректировку 3D модели и передаст команду манипулятору 1 для подачи огнеупорных кирпичей о подаче требуемого типоразмера. В итоге, например, на участке, где была определена деформация, будет положено 4 штуки огнеупорного кирпича клиновидного типоразмера вместо 3 штук, как было предусмотрено в первичной версии 3D модели, следующий огнеупорный кирпич будет использован прямого типоразмера.For example, on the basis of the primary version of the 3D model with a diameter of 5 m, a layout was obtained in each ring / row along the entire length of the lining zone 3: 1, that is, first, 3 bricks of a wedge-shaped standard size are laid, then 1 brick of a straight standard size, then again 3 bricks of a wedge-shaped standard size, then 1 brick of straight size and so on, until the ring / row is dialed. However, during the masonry / lining process, based on the data obtained from the vision sensors 7, a deformation zone was detected (for example, a recess in the equipment body or a recess in the reinforcing layer of the lining), therefore, the control unit 10, taking into account this unevenness, will automatically correct the 3D model and will send a command to the manipulator 1 for supplying refractory bricks to supply the required standard size. As a result, for example, in the area where the deformation was determined, 4 pieces of wedge-shaped refractory bricks will be placed instead of 3 pieces, as provided in the initial version of the 3D model, the next refractory brick will be used of a direct size.

После укладки отдельно взятого огнеупорного кирпича датчики 7 технического зрения сканируют место установки последующего огнеупорного кирпича (поверхность корпуса или футеруемого участка) и передают данные в блок 10 управления, где полученные данные обрабатываются, и блок 10 управления определяет, какой именно типоразмер огнеупорного кирпича требуется для футеровки, далее блок 10 управления передает команду манипулятору 1 для подачи огнеупорных кирпичей о подаче требуемого типоразмера, манипулятор 1 для подачи огнеупорного кирпича берет огнеупорный кирпич с поддона и сканирует его с помощью по крайней мере одного датчика 14 технического зрения для определения фактического размера огнеупорного кирпича. Результаты сканирования обрабатываются блоком 10 управления. Если фактические размеры огнеупорного кирпича превышают норму допуска, блок 10 управления передает команду манипулятору 1 для подачи огнеупорных кирпичей о перемещении данного кирпича в зону брака. Кроме того, на основании данных о фактическом размере каждого огнеупорного кирпича, которые необходимы для корректировки положения огнеупорного кирпича манипулятором 6 для футеровки огнеупорных материалов, блок 10 управления передает команду манипулятору 6 для футеровки огнеупорных материалов.After laying a single refractory brick, the vision sensors 7 scan the installation site of the subsequent refractory bricks (the surface of the body or the lined area) and transmit the data to the control unit 10, where the obtained data is processed, and the control unit 10 determines which type of refractory brick is required for the lining , then the control unit 10 sends a command to the manipulator 1 for supplying refractory bricks to supply the required size, the manipulator 1 for supplying refractory bricks takes the refractory brick from the pallet and scans it using at least one vision sensor 14 to determine the actual size of the refractory brick. The scan results are processed by the control unit 10. If the actual dimensions of the refractory bricks exceed the tolerance limit, the control unit 10 sends a command to the manipulator 1 for supplying refractory bricks to move this brick to the rejected zone. In addition, based on the data on the actual size of each refractory brick, which is necessary to adjust the position of the refractory brick by the manipulator 6 for refractory lining, the control unit 10 transmits a command to the manipulator 6 for lining the refractory materials.

4.4. Фиксация зоны замка (обычно 3-4 кирпича). Учитывая тот факт, что футеруемая поверхность имеет неровности, а также каждый огнеупорный кирпич может иметь отклонения в размерах при укладке последних 3-4 кирпичей, в ряде/кольце образуется зона замка, которая футеруется манипулятором 6 для футеровки огнеупорных материалов, требуемый огнеупорный кирпич корректируется под требуемые размеры с помощью установки 3 для резки огнеупорных кирпичей.4.4. Fixing the castle area (usually 3-4 bricks). Considering the fact that the lined surface has irregularities, and each refractory brick may have dimensional deviations when laying the last 3-4 bricks, a lock zone is formed in the row / ring, which is lined with manipulator 6 for lining refractory materials, the required refractory brick is adjusted to the required dimensions with a refractory brick cutter 3.

При необходимости манипулятор 6 для футеровки на основании команды от блока управления осуществляет засыпку самоспекающейся смеси с помощью насадки 16, подаваемой с установки 9 для засыпки и заполнения сухих материалов между рядами кирпичей, а также при фиксации зоны замка.If necessary, the manipulator 6 for lining, on the basis of a command from the control unit, fills the self-sintering mixture using the nozzle 16 supplied from the installation 9 for filling and filling dry materials between the rows of bricks, as well as when fixing the lock zone.

В дальнейшем весь порядок действий проводят на следующем участке футеровки.In the future, the entire procedure is carried out in the next section of the lining.

Точность (прецизионность) футеровки обеспечивается за счет размещения датчиков 7 технического зрения непосредственно на манипуляторе 1 для подачи огнеупорных кирпичей, платформе 5 и манипуляторе 6 для футеровки огнеупорных материалов, что позволяет блоку 10 управления в режиме реального времени контролировать футеровку и при необходимости корректировать позиционирование (положение) огнеупорных кирпичей в кладке, включая толщину наносимого раствора для кладки в случае необходимости и/или количество при заполнении зазоров между арматурным и рабочим слоями с помощьюThe accuracy (precision) of the lining is ensured by placing the vision sensors 7 directly on the manipulator 1 for feeding refractory bricks, platform 5 and manipulator 6 for lining refractory materials, which allows the control unit 10 to monitor the lining in real time and, if necessary, correct the positioning (position ) refractory bricks in masonry, including the thickness of the applied masonry mortar, if necessary, and / or the amount when filling the gaps between the reinforcing and working layers with

- 11 036217 самоспекающейся смеси, наносимой манипулятором 6 для футеровки при помощи насадки 16.- 11 036217 self-baking mixture, applied by manipulator 6 for lining using nozzle 16.

Наличие и постоянное обновление 3D модели футеровки с укладкой каждого отдельно взятого огнеупорного материала с помощью программного обеспечения в блоке 10 управления позволяет производить корректировку раскладки, определять типоразмер огнеупорного кирпича и материала, требуемого для установки/использования в кладке в режиме реального времени, что сокращает по времени процесс футеровки и обеспечивает ее качество.The presence and constant updating of the 3D model of the lining with the laying of each individual refractory material using the software in the control unit 10 makes it possible to adjust the layout, determine the standard size of the refractory bricks and the material required for installation / use in the masonry in real time, which reduces the time lining process and ensures its quality.

Описанные в тексте данной заявки варианты реализации последовательности действий в способе не являются единственно возможными и приведены с целью наиболее наглядного раскрытия сути изобретения.The options for implementing the sequence of actions in the method described in the text of this application are not the only possible ones and are given in order to most clearly disclose the essence of the invention.

Заявляемые способ огнеупорной футеровки и роботизированный комплекс для его осуществления позволяют производить футеровку оборудования металлургической промышленности огнеупорными материалами вертикального типа, преимущественно сталеразливочных ковшей, кислородных конвертеров вертикального типа, электродуговых сталеплавильных и доменных печей, агрегатов ковш-печи и иного вертикально ориентированного оборудования и агрегатов, используемых непосредственно для производственных и технологических процессов, с высокой скоростью, обеспечивают максимальную автоматизацию работ и позволяют сократить период простоя оборудования, требуемый на время установки новой футеровки.The claimed method of refractory lining and a robotic complex for its implementation make it possible to lining the equipment of the metallurgical industry with refractory materials of the vertical type, mainly steel-pouring ladles, oxygen converters of the vertical type, electric arc steelmaking and blast furnaces, ladle furnace units and other vertically oriented equipment and units used directly for production and technological processes, at high speed, provide maximum automation of work and reduce the period of equipment downtime required for the installation of a new lining.

Claims (19)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ автоматизированной огнеупорной футеровки, включающий построение 3D модели футеровки оборудования и загрузку 3D модели в блок управления, 3D модель при этом включает количество, вид, типоразмер огнеупорных кирпичей, расположение и последовательность их использования в процессе футеровки, монтаж элементов роботизированного комплекса, установку платформы по крайней мере с одним манипулятором, осуществляющим футеровку огнеупорными кирпичами внутри оборудования, подлежащего футеровке, в начале первого участка, с которого будет выполняться футеровка, сканирование с помощью датчика технического зрения, расположенного на манипуляторе, осуществляющем футеровку, со стороны захвата, фактического состояния внутренней поверхности зоны, подлежащей футеровке, определение в отсканированной зоне отдельных участков футеровки, в зависимости от вида оборудования определение размеров и фактического состояния каждого участка, обновление 3D модели футеровки с учетом результатов сканирования, включая обновление данных о размерах, типах огнеупорных кирпичей для каждого участка футеровки, расположении и последовательности использования огнеупорных кирпичей в процессе футеровки, выполнение цикла футеровки с предварительным сканированием места укладки каждого огнеупорного кирпича и фактических размеров огнеупорного кирпича для обновления 3D модели футеровки с учетом данных сканирования от датчиков технического зрения и оценки необходимости резки огнеупорного кирпича для зоны замка и/или изменения количества и зон нанесения раствора для кладки, перемещение платформы вертикально для выполнения следующего цикла футеровки.1. A method of automated refractory lining, including the construction of a 3D model of the equipment lining and loading a 3D model into the control unit, the 3D model in this case includes the number, type, standard size of refractory bricks, location and sequence of their use in the lining process, installation of elements of a robotic complex, installation of a platform with at least one manipulator lining with refractory bricks inside the equipment to be lined, at the beginning of the first section from which the lining will be performed, scanning with the help of a vision sensor located on the manipulator carrying out the lining, from the grip side, the actual state of the inner surface the zone to be lined, determination of individual sections of the lining in the scanned zone, depending on the type of equipment, determination of the dimensions and actual state of each section, updating the 3D model of the lining, taking into account the results of scanning, including I update the dimensions, types of refractory bricks for each section of the lining, the location and sequence of use of refractory bricks in the lining process, perform a lining cycle with a pre-scan of the location of each refractory brick and the actual dimensions of the refractory bricks to update the 3D model of the lining based on scan data from vision sensors and assessing the need for cutting refractory bricks for the castle area and / or changing the amount and areas of application of mortar for masonry, moving the platform vertically to perform the next lining cycle. 2. Способ автоматизированной огнеупорной футеровки по п.1, отличающийся тем, что при построении 3D модели учитывают, какой слой подлежит футеровке, арматурный, рабочий или частично каждый из слоев.2. The method of automated refractory lining according to claim 1, characterized in that when constructing a 3D model, it is taken into account which layer is to be lined, reinforcing, working or partially each of the layers. 3. Способ автоматизированной огнеупорной футеровки по п.1, отличающийся тем, что для контроля фактических размеров огнеупорных кирпичей используют датчик технического зрения.3. The method of automated refractory lining according to claim 1, characterized in that a vision sensor is used to control the actual dimensions of the refractory bricks. 4. Способ автоматизированной огнеупорной футеровки по п.3, отличающийся тем, что контроль фактических размеров огнеупорных кирпичей осуществляют с помощью датчика технического зрения, который расположен на манипуляторе для подачи огнеупорных кирпичей.4. The method of automated refractory lining according to claim 3, characterized in that the control of the actual dimensions of the refractory bricks is carried out using a vision sensor, which is located on the manipulator for supplying refractory bricks. 5. Способ автоматизированной огнеупорной футеровки по п.3, отличающийся тем, что контроль фактических размеров огнеупорных кирпичей осуществляют с помощью датчика технического зрения, который расположен на транспортерной ленте.5. The method of automated refractory lining according to claim 3, characterized in that the actual dimensions of the refractory bricks are controlled using a vision sensor, which is located on the conveyor belt. 6. Способ автоматизированной огнеупорной футеровки по п.1, отличающийся тем, что в процессе выполнения цикла футеровки осуществляют резку огнеупорного кирпича устройством для резки, установленным на транспортерной ленте после манипулятора для подачи кирпичей на транспортерную ленту, до устройства для нанесения раствора, при этом устройство для резки снабжено датчиком технического зрения.6. The method of automated refractory lining according to claim 1, characterized in that during the lining cycle, the refractory bricks are cut by a cutting device installed on the conveyor belt after the manipulator for feeding bricks to the conveyor belt, to the device for applying mortar, while the device for cutting is equipped with a vision sensor. 7. Способ автоматизированной огнеупорной футеровки по п.1, отличающийся тем, что в процессе выполнения цикла футеровки наносят раствор для кладки на огнеупорный кирпич с помощью установки для нанесения раствора, установленной на платформе манипулятора, производящего футеровку.7. The method of automated refractory lining according to claim 1, characterized in that during the lining cycle, the masonry mortar is applied to the refractory brick using a mortar application unit installed on the platform of the manipulator producing the lining. 8. Способ автоматизированной огнеупорной футеровки по п.1, отличающийся тем, что построение 3D модели, автоматическое обновление и управление роботизированным комплексом осуществляют с8. The method of automated refractory lining according to claim 1, characterized in that the construction of a 3D model, automatic updating and control of the robotic complex is carried out with - 12 036217 помощью установленной в блоке управления программы для ЭВМ, включающей алгоритмы и нейронные сети.- 12 036217 using the computer program installed in the control unit, including algorithms and neural networks. 9. Способ автоматизированной огнеупорной футеровки, включающий построение 3D модели футеровки оборудования и загрузку 3D модели в блок управления, монтаж элементов роботизированного комплекса, состоящего из по крайней мере одного манипулятора для подачи огнеупорных кирпичей, снабженного по крайней мере одним датчиком технического зрения для сканирования и определения фактических размеров огнеупорных кирпичей, конвейера с транспортерной лентой для перемещения огнеупорных кирпичей к манипулятору, осуществляющему футеровку, по крайней мере одной установки для резки огнеупорного кирпича, которая снабжена по крайней мере одним датчиком технического зрения, по крайней мере одной установки для нанесения раствора, которая снабжена по крайней мере одним датчиком технического зрения, по крайней мере одной установки для подачи и засыпки сухого самоспекающегося огнеупорного материала, самоходной платформы для манипулятора, осуществляющего футеровку, с возможностью вертикального перемещения, которая снабжена по крайней мере одним датчиком технического зрения, по крайней мере одного манипулятора, осуществляющего футеровку, который установлен на платформе и обладает не менее чем четырьмя степенями свободы, при этом указанный манипулятор снабжен не менее чем одним датчиком технического зрения и насадкой для засыпки сухого самоспекающегося огнеупорного материала, установку платформы по крайней мере с одним манипулятором, осуществляющим футеровку огнеупорными кирпичами внутри оборудования, в начале первого участка, с которого будет выполняться футеровка, сканирование с помощью датчиков технического зрения фактического состояния внутренней поверхности зоны, подлежащей футеровке, определение в отсканированной зоне отдельных участков футеровки в зависимости от вида оборудования, определение размеров и фактического состояния каждого участка, автоматическое обновление 3D модели футеровки с учетом фактического состояния внутренней поверхности каждого участка футеруемой зоны на основании данных, полученных от датчиков технического зрения в результате сканирования, выполнение футеровки оборудования, при этом управление процессом осуществляют с помощью блока управления, который для управления процессом использует данные, полученные по крайней мере с трех датчиков технического зрения, включая датчик на манипуляторе для подачи огнеупорных кирпичей, датчик на платформе манипулятора, осуществляющего футеровку, датчик на манипуляторе, осуществляющем футеровку.9. A method of automated refractory lining, including the construction of a 3D model of the equipment lining and loading the 3D model into the control unit, installation of elements of a robotic complex, consisting of at least one manipulator for feeding refractory bricks, equipped with at least one vision sensor for scanning and determining the actual dimensions of the refractory bricks, a conveyor with a conveyor belt for moving refractory bricks to the manipulator, which carries out the lining, at least one installation for cutting refractory bricks, which is equipped with at least one vision sensor, at least one installation for applying mortar, which is equipped with at least one vision sensor, at least one installation for feeding and filling dry self-sintering refractory material, a self-propelled platform for a manipulator performing a lining, with the possibility of vertical movement, which I am equipped with at least one vision sensor, at least one manipulator that carries out the lining, which is installed on a platform and has at least four degrees of freedom, while the said manipulator is equipped with at least one vision sensor and a nozzle for filling dry self-baking refractory material, installation of a platform with at least one manipulator lining with refractory bricks inside the equipment, at the beginning of the first section from which the lining will be carried out, scanning with the help of vision sensors the actual state of the inner surface of the zone to be lined, determination in the scanned zone of individual lining sections depending on the type of equipment, determination of the size and actual state of each section, automatic updating of the 3D model of the lining taking into account the actual state of the inner surface of each section of the lined zone based on yes data obtained from vision sensors as a result of scanning, the equipment is lined, while the process is controlled by a control unit, which uses data obtained from at least three vision sensors to control the process, including a sensor on the manipulator for feeding refractory bricks , a sensor on the platform of the manipulator performing the lining, a sensor on the manipulator performing the lining. 10. Роботизированный комплекс для автоматизированной огнеупорной футеровки, содержащий блок управления роботизированным комплексом, по крайней мере один манипулятор для подачи огнеупорных кирпичей, по крайней мере один датчик технического зрения для сканирования и определения фактических размеров огнеупорных кирпичей, конвейер с транспортерной лентой для перемещения огнеупорных кирпичей к манипулятору, осуществляющему футеровку, по крайней мере одну установку для нанесения раствора, которая снабжена по крайней мере одним датчиком технического зрения, самоходную платформу для манипулятора, осуществляющего футеровку, с возможностью вертикального перемещения, которая снабжена по крайней мере одним датчиком технического зрения, по крайней мере один манипулятор, осуществляющий футеровку, который установлен на платформе и обладает не менее чем четырьмя степенями свободы, снабженный на стороне захвата не менее чем одним датчиком технического зрения.10. A robotic complex for automated refractory lining, containing a control unit for a robotic complex, at least one manipulator for feeding refractory bricks, at least one vision sensor for scanning and determining the actual dimensions of refractory bricks, a conveyor with a conveyor belt for moving refractory bricks to a manipulator carrying out the lining, at least one installation for applying the solution, which is equipped with at least one vision sensor, a self-propelled platform for the manipulator performing the lining, with the possibility of vertical movement, which is equipped with at least one vision sensor, at least one manipulator, which carries out the lining, which is installed on the platform and has at least four degrees of freedom, equipped on the gripping side with at least one vision sensor. 11. Роботизированный комплекс по п.10, отличающийся тем, что дополнительно содержит по крайней мере одну установку для резки огнеупорного кирпича, которая снабжена по крайней мере одним датчиком технического зрения.11. The robotic complex according to claim 10, characterized in that it further comprises at least one installation for cutting refractory bricks, which is equipped with at least one vision sensor. 12. Роботизированный комплекс по п.11, отличающийся тем, что установка для резки огнеупорного кирпича расположена до установки для нанесения раствора на огнеупорный кирпич.12. The robotic complex according to claim 11, characterized in that the installation for cutting refractory bricks is located before the installation for applying the solution to the refractory brick. 13. Роботизированный комплекс по п.11, отличающийся тем, что установка для резки снабжена механическими зажимами для фиксации огнеупорного кирпича,13. Robotic complex according to claim 11, characterized in that the cutting installation is equipped with mechanical clamps for fixing the refractory bricks, 14. Роботизированный комплекс по п.11, отличающийся тем, что установка для резки снабжена механизмом для резки, снабженным алмазным диском.14. Robotic complex according to claim 11, characterized in that the cutting installation is equipped with a cutting mechanism equipped with a diamond disc. 15. Роботизированный комплекс по п.10, отличающийся тем, что установка для нанесения раствора установлена на транспортерной ленте после установки для резки огнеупорного кирпича.15. Robotic complex according to claim 10, characterized in that the installation for applying the solution is installed on the conveyor belt after the installation for cutting refractory bricks. - 13 036217- 13 036217 16. Роботизированный комплекс по п.10, отличающийся тем, что установка для нанесения раствора установлена на платформе манипулятора, осуществляющего футеровку.16. Robotic complex according to claim 10, characterized in that the installation for applying the solution is installed on the platform of the manipulator performing the lining. 17. Роботизированный комплекс по п.10, отличающийся тем, что дополнительно включает насадку для засыпки сухого самоспекающегося огнеупорного материала, установленную на манипуляторе, осуществляющем футеровку.17. The robotic complex according to claim 10, characterized in that it additionally includes a nozzle for filling dry self-sintering refractory material, installed on a manipulator performing the lining. 18. Роботизированный комплекс по п.10, отличающийся тем, что самоходная платформа для манипулятора, осуществляющего футеровку, выполнена подвесного типа с дополнительной возможностью горизонтального перемещения.18. Robotic complex according to claim 10, characterized in that the self-propelled platform for the manipulator performing the lining is of a suspended type with an additional possibility of horizontal movement. 19. Роботизированный комплекс по п.10, отличающийся тем, что блок управления соединен с остальными элементами электрически.19. Robotic complex according to claim 10, characterized in that the control unit is electrically connected to the rest of the elements.
EA201892644A 2019-03-14 2019-03-14 Automated refractory lining method and robotic center for implementing the same EA036217B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201892644A EA036217B1 (en) 2019-03-14 2019-03-14 Automated refractory lining method and robotic center for implementing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201892644A EA036217B1 (en) 2019-03-14 2019-03-14 Automated refractory lining method and robotic center for implementing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201892644A1 EA201892644A1 (en) 2020-09-30
EA036217B1 true EA036217B1 (en) 2020-10-15

Family

ID=72643795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201892644A EA036217B1 (en) 2019-03-14 2019-03-14 Automated refractory lining method and robotic center for implementing the same

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA036217B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794071C1 (en) * 2022-06-30 2023-04-11 Общество с ограниченной ответственностью "Инновотех" Support element for laying moulded materials and lining method using the support element

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2047420C1 (en) * 1991-07-15 1995-11-10 Днепровский металлургический комбинат им.Ф.Э.Дзержинского Metallurgical ladle guniting apparatus
RU2274659C2 (en) * 2000-01-25 2006-04-20 Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лтд. Method of the furnace relining and the furnace for realization of the direct smelting
RU2013108911A (en) * 2010-07-28 2014-09-10 Смс Зимаг Аг WORKPLACE AND ITS APPLICATION
EP2199719B1 (en) * 2008-12-16 2014-10-22 SMS Siemag Aktiengesellschaft Assembly for cladding an internal wall of a casing, particularly of a converter, with stone masonry
RU2647277C2 (en) * 2016-05-27 2018-03-15 Нафиль Наилович Наилов Method of relining mills by hydraulic manipulator through mounting hatch
RU2665938C1 (en) * 2017-11-23 2018-09-05 Нафиль Наилович Наилов Modular device for drum mill relining
RU2674185C2 (en) * 2013-04-12 2018-12-05 Рефрактори Интеллектуал Проперти ГмбХ энд Ко. КГ Method for determining state of fire-resistant lining, particularly of metallurgical vessel for molten metal

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2047420C1 (en) * 1991-07-15 1995-11-10 Днепровский металлургический комбинат им.Ф.Э.Дзержинского Metallurgical ladle guniting apparatus
RU2274659C2 (en) * 2000-01-25 2006-04-20 Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лтд. Method of the furnace relining and the furnace for realization of the direct smelting
EP2199719B1 (en) * 2008-12-16 2014-10-22 SMS Siemag Aktiengesellschaft Assembly for cladding an internal wall of a casing, particularly of a converter, with stone masonry
RU2013108911A (en) * 2010-07-28 2014-09-10 Смс Зимаг Аг WORKPLACE AND ITS APPLICATION
RU2674185C2 (en) * 2013-04-12 2018-12-05 Рефрактори Интеллектуал Проперти ГмбХ энд Ко. КГ Method for determining state of fire-resistant lining, particularly of metallurgical vessel for molten metal
RU2647277C2 (en) * 2016-05-27 2018-03-15 Нафиль Наилович Наилов Method of relining mills by hydraulic manipulator through mounting hatch
RU2665938C1 (en) * 2017-11-23 2018-09-05 Нафиль Наилович Наилов Modular device for drum mill relining

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794071C1 (en) * 2022-06-30 2023-04-11 Общество с ограниченной ответственностью "Инновотех" Support element for laying moulded materials and lining method using the support element

Also Published As

Publication number Publication date
EA201892644A1 (en) 2020-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2700435C2 (en) Method for automated refractory lining of furnaces and robotic complex for implementation thereof
US3672649A (en) Shaft or stack furnace and method and apparatus for lining same
MXPA04011620A (en) A method for repairing a protective lining of an industrial reaction or transport vessel.
EA036217B1 (en) Automated refractory lining method and robotic center for implementing the same
US4328956A (en) Taphole assembly and method of installation
FI85505B (en) ANALYTICAL FORM OF THE GLIDRAINE IN SCHAKTUGNAR.
US3333746A (en) Tundish ladles
EP2487267A2 (en) Metallurgical facility
CZ284816B6 (en) Process of making refractory monolithic lining of steel foundry ladle wall and bottom as well as apparatus for making the same
JP2022165864A (en) Repair system and repair method
CZ277959B6 (en) Method of making bottoms of converters with tuyeres and apparatus for making the same
RU2815310C1 (en) Method of blast furnace main chute protective cover lining
JPH0384393A (en) Measuring device for thickness of side walls for ladle
RU221616U1 (en) Manipulator for gunning of industrial equipment
JPS6217112A (en) Method for coating inner wall of converter with slag
US3495812A (en) Apparatus for removing and handling covers for converters or crucibles and for renewing the refractory lining
RU2810434C1 (en) Mixer for accumulating liquid cast iron
US3452971A (en) Stationary refractory-lined reaction vessel
RU2766401C1 (en) Apparatus for bottom blowing of liquid metal with gas in a ladle
CN218811870U (en) Electric arc furnace molten bath built by bricks
SU984670A1 (en) Liquid metal laddle lining
JP7472890B2 (en) Repair management method and repair management system
RU2810436C1 (en) Mixer for accumulating liquid cast iron
JP6886358B2 (en) Lining method at the bottom of the electric furnace
Koryt’ko et al. Monolithic lining for steel-pouring ladles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM KG TJ TM