RU2700435C2 - Method for automated refractory lining of furnaces and robotic complex for implementation thereof - Google Patents
Method for automated refractory lining of furnaces and robotic complex for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700435C2 RU2700435C2 RU2017145100A RU2017145100A RU2700435C2 RU 2700435 C2 RU2700435 C2 RU 2700435C2 RU 2017145100 A RU2017145100 A RU 2017145100A RU 2017145100 A RU2017145100 A RU 2017145100A RU 2700435 C2 RU2700435 C2 RU 2700435C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lining
- furnace
- manipulator
- refractory bricks
- laying
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/16—Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Заявляемое изобретение относится к области огнеупорной футеровки промышленных печей горизонтального типа, преимущественно к футеровке вращающихся цементных печей, и может быть использовано для установки новой огнеупорной футеровки непосредственно внутри печи или для замены вышедшей из строя футеровки.[0001] The claimed invention relates to the field of refractory lining of industrial furnaces of a horizontal type, mainly to the lining of rotary cement kilns, and can be used to install a new refractory lining directly inside the furnace or to replace a failed lining.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
[0002] 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. стр. 197-208).[0002] There is a known method for replacing a refractory lining, which consists in disassembling a failed lining and installing a new lining on it without removing the arch directly inside the furnace. To do this, the furnace is stopped, cooled, scaffolding is installed and the old lining is dismantled. Then they prepare the surface and manually install the new refractory lining in order (see the book by A.I. Vashchenko, M.A. Glinkov and other Metallurgical furnaces. 1964, pp. 197-208).
[0003] Недостатком известного способа является отсутствие механизации при его реализации, что существенно увеличивает время замены футеровки и не обеспечивает ее стабильного качества.[0003] The disadvantage of this method is the lack of mechanization during its implementation, which significantly increases the time of replacement of the lining and does not ensure its stable quality.
[0004] 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.[0004] A known method for replacing the lining (see patent RU 2260756, IPC F27D 1/16, published September 20, 2005), comprising removing from the furnace sections of the arch along with the metal frame and the lining of the refractory masonry, installing it on fixed supports , removing and removing the destroyed lining, laying a new lining in place of the removed and installing the section on the furnace, and before removing and removing the destroyed lining, the section together with the lining is turned relative to the supports in such a way that after installing the section on the supports, its refractory masonry is on top, metal frame - bottom, while laying a new lining is carried out from above with respect to the section, and after laying the new liner section produce a second revolution to the 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 this 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-installation of the sections of the arch). 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 between the sections, additional work is necessary to seal the ends of the lining (otherwise, the joints will quickly fail).
[0005] Известны устройство для автоматизированной футеровки вертикальных конвертерных печей и способ футеровки, осуществляемый с его помощью (см. патент ЕР 2199719, МПК F27D1/16, 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.[0005] A device for automated lining of vertical converter furnaces and a method of lining carried out using it are known (see patent EP 2199719, IPC F27D1 / 16, published June 23, 2010). The device is a platform with the possibility of its vertical movement, a manipulator mounted 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 assembly, conveyor, connected at one end to the platform, and the other to the feed point masonry elements, as well as a laser device (scanner), which is installed separately in the upper part of the converter, for measuring and controlling its dimensions. The elements of the device and their interaction with each other are controlled by the control unit.
[0006] 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.[0006] Lining using this device is as follows. The platform is installed inside the converter (through a disassembled side wall or a specially provided hole in it). The scanner of the state of the inner surface of the converter, previously installed in its upper part, determines the surface parameters (its roughness, curvature) and transmits data to the control unit. The control unit analyzes the received data and gives a command to load certain types of masonry elements (hereinafter referred to as bricks) onto the conveyor, which are fed to the platform in the zone of the mortar assembly, where a binder solution is applied to them, after which they are installed by the manipulator on the inner surface of the converter. Installation is carried out sequentially around the circle, row after row from bottom to top. In this case, the installation of each subsequent brick is carried out by turning 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.
[0007] Недостатками известного устройства и способа являются невозможность футеровки горизонтально ориентированных печей, а также 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 в манипуляторе 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).[0007] The disadvantages of the known device and method are the impossibility of lining horizontally oriented furnaces, as well as the low quality of the lining due to the fact that the orientation of the device manipulator is not controlled relative to the internal surface of the furnace, since the scanner is installed separately and only controls the walls of the furnace, and the brick is positioned in the manipulator at any time is due to several mechanisms that are not directly related to each other (separately height, angle of rotation and removal of the central vertical axis of the converter).
[0008] Известен принятый в качестве ближайшего аналога способ смены футеровки печи (см. патент RU 2274659, МПК F27D1/16, 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.[0008] A known method of changing the furnace lining adopted as the closest analogue is known (see patent RU 2274659, IPC F27D1 / 16, published April 20, 2006), including cooling the furnace, gaining access to the furnace through the furnace inlets by isolating the furnace from sources loaded materials, removal of tuyeres and opening of inlets, direct removal of the old lining from the inner walls of the furnace and the subsequent installation of a new lining using a movable platform for removing and lifting the lining elements.
[0009] 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.[0009] In the known method, a lining device is used that is capable of holding, as well as raising and lowering the lining elements, which allows to partially mechanize the process of replacing the furnace lining.
[0010] Недостатком такого устройства является невозможность его самостоятельного использования в футеровочном процессе (оно позволяет выполнять только вспомогательные действия).[0010] 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).
[0011] Известно принятое в качестве ближайшего аналога устройство для кладки футеровки печей (см. патент RU 2561547, МПК F27D1/16, 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 робота, при этом рабочая зона робота содержит первый периферийный участок рабочей платформы, и по меньшей мере одну рабочую зону для выполнения работ в ней рабочим, при этом рабочая зона 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 расположен на поворотной рабочей платформе, и рабочая зона робота и рабочая зона выполнены на поворотной рабочей платформе на одинаковой высоте, и на поворотной рабочей платформе расположено устройство безопасности в виде защитной ограды, отделяющей рабочую зону робота от рабочей зоны с возможностью безопасного нахождения в рабочей зоне при работе робота в рабочей зоне, или в виде защитного средства электроники, соответственно, в виде защитного модуля программного обеспечения для мгновенного выключения робота при приближении рабочего.[0011] A known device for laying furnace linings (see patent RU 2561547, IPC F27D1 / 16, published August 27, 2015), comprising a working platform of at least one robot for masonry located at least at least one working area of the robot in the form of a sector or segment, wherein the working area of the robot comprises a first peripheral portion of the working platform, and at least one working area for performing work in it by the working person, while the working area is made on the working platform in the form of a sector or segment and contains at least one second peripheral portion of the working platform, characterized in that the working platform is made rotatable, the robot with the working area is located on the rotary working platform, and the working area of the robot and the working area are made on the rotary working platform at the same height, and on the rotary working platform there is a safety device in the form of a protective fence separating the working area of the robot from the working area with the possibility of being safely in the working area when the robot is in the working zone, or in the form of a protective means of electronics, respectively, in the form of a protective module of software for instantly shutting down the robot when the worker approaches.
[0012] Известное устройство обеспечивает более быструю замену футеровки по сравнению с неавтоматизированными способами и позволяет визуально контролировать ее качество, однако обладает недостатками.[0012] The known device provides a faster replacement of the lining in comparison with non-automated methods and allows you to visually control its quality, but it has drawbacks.
[0013] Так, скорость смены 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 на платформе. Сама точность кладки роботом устройства является низкой (по сути робот осуществляет предварительную кладку), что требует постоянного участия в процессе футеровки человека и, соответственно, снижает степень автоматизации и усложняет технологический процесс. Помимо этого, данное устройство также, как и другие не позволяет осуществлять футеровку в горизонтально ориентированных печах, а предназначено исключительно для возведения или обновления кладки металлургического ковша, в частности конвертера.[0013] Thus, the speed of changing the lining at each stage (without changing the vertical position of the device and its angular position inside the furnace) is tied to the speed of laying the lining elements by the robot and the speed of control and refinement by people on the platform. The accuracy of the masonry by the robot of the device itself is low (in fact, the robot performs preliminary masonry), which requires constant participation in the lining process of a person and, accordingly, reduces the degree of automation and complicates the process. In addition, this device, like others, does not allow lining in horizontally oriented furnaces, but is intended solely for the construction or renovation of masonry of a metallurgical ladle, in particular a converter.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0014] Задачами заявляемого изобретения является способ автоматизированной футеровки горизонтально ориентированных печей, преимущественно вращающихся цементных печей, и роботизированный комплекс в качестве устройства для реализации такого способа.[0014] The objectives of the claimed invention is a method for automated lining of horizontally oriented furnaces, mainly rotary cement kilns, and a robotic complex as a device for implementing this method.
[0015] В процессе кладки огнеупорными кирпичами цементных печей следует учитывать множество изменяемых параметров, таких как: диаметр печи (например, 3,5-7 метров), угол наклона печи к горизонту, состояние внутренней поверхности корпуса печи (футеруемая поверхность может иметь различные неровности и деформацию, включая, но не ограничиваясь: прогары, повреждения, сварочные швы, кривизна и прочие), размеры огнеупорных кирпичей, используемых для футеровки/кладки, способ кладки/футеровки (кольцевая кладка или способом «в перевязку») и другие. При этом состояние внутренней поверхности корпуса печи, включая диаметр печи, может меняться на каждом футеруемом отрезке (погонном метре печи).[0015] In the process of laying refractory bricks of cement kilns, many variable parameters should be taken into account, such as: diameter of the kiln (for example, 3.5-7 meters), angle of inclination of the kiln to the horizontal, condition of the inner surface of the kiln body (lined surface may have various irregularities and deformation, including, but not limited to: burnouts, damage, welds, curvature, etc.), the dimensions of the refractory bricks used for lining / masonry, the method of masonry / lining (ring masonry or “dressing” method) and others. In this case, the state of the inner surface of the furnace body, including the diameter of the furnace, can vary on each lined segment (running meter of the furnace).
[0016] Учитывая множество изменяемых параметров, в качестве решения задачи автоматизированной футеровки используется блок управления, содержащий программное обеспечение, для формирования и обработки 3D модели, управления роботизированным комплексом и процессом футеровки огнеупорных кирпичей, контролем качества кладки на каждом футеруемом отрезке. Корректировка и обновление 3D модели футеровки и процесса футеровки печи осуществляется непрерывно на протяжении всего процесса футеровки с учетом информации с датчиков технического зрения, расположенных на платформе манипулятора для кладки огнеупорных кирпичей рядом с манипулятором, либо непосредственно на манипуляторе для кладки огнеупорных кирпичей.[0016] Given the many variable parameters, a control unit containing software is used to solve the problem of automated lining to form and process a 3D model, control the robotic complex and the process of lining refractory bricks, and control the quality of masonry on each lined segment. Correction and updating of the 3D model of the lining and the furnace lining process is carried out continuously throughout the entire lining process, taking into account information from vision sensors located on the platform of the manipulator for laying refractory bricks next to the manipulator, or directly on the manipulator for laying refractory bricks.
[0017] Техническими результатами изобретения являются возможность футеровки горизонтально ориентированных печей, в частности вращающихся цементных печей, без непосредственного участия человека в рабочей зоне во время непосредственного производства футеровочных работ, автоматизация процесса и сокращение времени футеровки, обеспечение ее высокого качества, позволяющего существенно сократить время простоя печи на проведение футеровочных работ (на установку новой футеровки).[0017] The technical results of the invention are the possibility of lining horizontally oriented furnaces, in particular rotary cement kilns, without the direct participation of a person in the working area during the direct production of lining works, automating the process and reducing the lining time, ensuring its high quality, which can significantly reduce downtime furnaces for lining works (for the installation of a new lining).
[0018] Технические результаты изобретения достигаются тем, что для автоматизированной огнеупорной футеровки горизонтально ориентированных печей, в частности вращающихся цементных печей, применяется способ, включающий:[0018] The technical results of the invention are achieved in that for the automated refractory lining of horizontally oriented furnaces, in particular rotary cement kilns, a method is used comprising:
[0019] Подготовительные этапы, включая: формирование 3D модели футеровки печи или загрузку модели в блок управления, содержащий соответствующее программное обеспечение для использования 3D модели и управления процессом футеровки, монтаж элементов комплекса: манипулятор для подачи огнеупорных кирпичей в печь, транспортер, установка для нанесения раствора для кладки, передвижная платформа для манипулятора и манипулятор, который установлен на платформе и который непосредственно ведет кладку огнеупорных печей и обладает не менее, чем четырьмя степенями свободы, снабженный не менее, чем одним датчиком технического зрения, соединяемый через транспортер с установленными вне зоны печи манипулятором для подачи огнеупорных кирпичей в печь и установкой для нанесения раствора для кладки, разделение общей зоны футеровки на отдельные участки для кладки в зависимости от способа кладки (кольцевая или способом «в перевязку») и с учетом соответствующих зон цементной печи (например, зона выхода, нижняя переходная зона, зона обжига, верхняя переходная зона, прочие), где могут быть использованы различные марки огнеупорных кирпичей, сканирование внутренней поверхности печи, определение количества циклов футеровки, корректировку 3D модели футеровки, установку передвижной платформы с манипулятором внутри печи в начале первого со стороны порога печи участка, где выполняется кладка, по центру осевой линии.[0019] Preparatory steps, including: creating a 3D model of the furnace lining or loading the model into a control unit containing the appropriate software for using the 3D model and controlling the lining process, assembling complex elements: a manipulator for feeding refractory bricks to the furnace, a conveyor, an application unit masonry mortar, a mobile platform for the manipulator and a manipulator that is mounted on the platform and which directly leads the laying of refractory furnaces and has at least four degrees of freedom, equipped with at least one technical vision sensor, connected via a conveyor to a manipulator installed outside the furnace zone for feeding refractory bricks to the furnace and a masonry grinder, dividing the general lining zone into separate sections for masonry, depending on the method masonry (ring or in the dressing method) and taking into account the corresponding zones of the cement kiln (for example, the exit zone, the lower transition zone, the firing zone, the upper transition zone, etc.), where they can be used different brands of refractory bricks, scanning the inside of the furnace, determining the number of lining cycles, adjusting the 3D model of the lining, installing a mobile platform with a manipulator inside the furnace at the beginning of the first masonry section of the furnace where it is laid, in the center of the center line.
[0020] Выполнение кладки огнеупорных кирпичей (цикл футеровки), которое осуществляется с помощью Блока управления, содержащего программное обеспечение, который одновременно управляет роботизированным комплексом и процессом футеровки и осуществляет обновление 3D модели внутренней поверхности печи или футеруемого отрезка печи с учетом данных от датчиков технического зрения.[0020] Performing the laying of refractory bricks (lining cycle), which is carried out using a control unit containing software that simultaneously controls the robotic complex and the lining process and updates the 3D model of the interior surface of the furnace or the lined section of the furnace based on data from vision sensors .
[0021] Технический результат также достигается конструкцией роботизированного комплекса для осуществления способа автоматизированной огнеупорной футеровки печей, содержащего блок управления, включающий компьютер с установленной на него программой для занесения или формирования автоматической обработки и корректировки 3D модели внутренней поверхности печи или футеруемого отрезка печи, выполнение расчета количества, вида и последовательности использования и кладки огнеупорных кирпичей, соединенный со всеми остальными элементами роботизированного комплекса, управляющий роботизированным комплексом, а также процессом футеровки с помощью программы для ЭВМ, а также установленный на платформе манипулятор для кладки огнеупорных кирпичей с не менее, чем четырьмя степенями свободы, снабженный не менее, чем одним датчиком технического зрения, соединяемый через транспортер с установленными вне зоны печи манипулятором для подачи кирпичей и установкой для нанесения раствора для кладки.[0021] The technical result is also achieved by the design of a robotic complex for implementing a method for automated refractory lining of furnaces, comprising a control unit including a computer with a program installed on it for recording or generating automatic processing and adjusting 3D models of the internal surface of the furnace or the lined section of the furnace; , type and sequence of use and laying of refractory bricks, connected to all other elements of the rob tizized complex, controlling the robotic complex, as well as the lining process using a computer program, as well as a platform mounted manipulator for laying refractory bricks with at least four degrees of freedom, equipped with at least one technical vision sensor, connected via a conveyor to mounted outside the zone of the furnace by a manipulator for feeding bricks and an installation for applying mortar for masonry.
[0022] При этом, в процессе футеровки платформа с манипулятором для кладки огнеупорных кирпичей установлена вертикально осевой плоскости печи. Блок управления может быть соединен с остальными элементами электрически.[0022] Moreover, during the lining process, a platform with a manipulator for laying refractory bricks is installed vertically to the axial plane of the furnace. The control unit may be electrically connected to the remaining elements.
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯTERMS AND DEFINITIONS
[0023] Присутствующие в тесте данной заявки термины имеют следующие значения:[0023] The terms used in the test of this application have the following meanings:
[0024] Бандаж - конструктивный элемент цементной печи, иногда называемый бандажными кольцами, обычно состоит из одинарной литой стали, подвергаются обработке гладкой цилиндрической поверхности, которая неплотно присоединяется к обечайке печи через различные кронштейны. Бандаж, как правило, устанавливается на переходах зон печи по ее длине;[0024] A bandage is a structural element of a cement kiln, sometimes called bandage rings, usually consists of single cast steel, and is machined on a smooth cylindrical surface that loosely attaches to the shell of the kiln through various brackets. The bandage is usually installed at the transitions of the furnace zones along its length;
[0025] Блок управления - устройство осуществляющее управление роботизированным комплексом и процессом кладки/футеровки. Содержит контроллеры, микропрограммные автоматы, электрические схемы. Обязательным элементом Блока управления является промышленный компьютер, содержащий программное обеспечение;[0025] Control unit - a device that controls the robotic complex and the masonry / lining process. Contains controllers, firmware, circuitry. A mandatory element of the control unit is an industrial computer containing software;
[0026] 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), видео камеры, механические и магнитные концевики;[0026] 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, mechanical and magnetic limit switches;
[0027] Манипулятор для кладки огнеупорных кирпичей - механизм для управления пространственным положением огнеупорных кирпичей с несколькими степенями свободы, предназначен для выполнения кладки огнеупорных кирпичей, расположен на платформе внутри цементной печи; [0028] Манипулятор для подачи огнеупорных кирпичей - механизм, который служит для перемещения огнеупорных кирпичей заданных типоразмеров с поддонов на транспортер. Располагается вне печи;[0027] Manipulator for laying refractory bricks - a mechanism for controlling the spatial position of refractory bricks with several degrees of freedom, designed to perform the laying of refractory bricks, located on a platform inside a cement kiln; [0028] Manipulator for supplying refractory bricks - a mechanism that serves to move refractory bricks of specified sizes from pallets to the conveyor. Located outside the oven;
[0029] Огнеупорный кирпич - элемент футеровки цементной печи, предназначенный для защиты внутренней поверхности корпуса печи. Для футеровки цементных печей используют определенные типоразмеры огнеупорных кирпичей серии VDZ и ISO. Выбор типа кирпича (его типоразмеров) зависит от таких параметров, как диаметр цементной печи и способ кладки (кольцевая кладка или кладка способом «в перевязку»). Как правило, если выполняется кольцевая кладка, то используют типоразмеры серии VDZ, если способом «в перевязку», то типоразмеры серии ISO;[0029] Refractory brick is a lining element of a cement kiln designed to protect the inner surface of the kiln body. For the lining of cement kilns, certain sizes of refractory bricks of the VDZ and ISO series are used. The choice of the type of brick (its sizes) depends on such parameters as the diameter of the cement kiln and the method of masonry (ring masonry or masonry in the "dressing" way). As a rule, if ring masonry is performed, then the standard sizes of the VDZ series are used, if by the “dressing” method, then the standard sizes of the ISO series;
[0030] Платформа - самоходная/передвижная площадка (колесного или гусеничного типа), предназначенная для установки на нем необходимого оборудования и манипулятора для кладки огнеупорного кирпича;[0030] A platform is a self-propelled / mobile platform (wheeled or tracked) designed to install the necessary equipment and a manipulator for laying refractory bricks on it;
[0031] Порог печи - торец печи со стороны выхода готового продукта. Под готовой продукцией понимается цемент, клинкер или иной продукт, который может быть произведен с использованием горизонтально ориентированных печей.[0031] The threshold of the furnace is the end of the furnace from the outlet side of the finished product. Under the finished product refers to cement, clinker or other product that can be produced using horizontally oriented furnaces.
[0032] Раствор для кладки - огнеупорный раствор специальных марок, предназначенный для использования с огнеупорными кирпичами в процессе футеровки. Наносится на продольную поверхности огнеупорного кирпича толщиной не более 2 мм. Используется для выравнивания неровностей корпуса печи, на участках под бандажом, для корректировки огнеупорных кирпичей в процессе кладки (кольцевая кладка и кладка способом «в перевязку»).[0032] Masonry mortar is a special grade refractory mortar intended for use with refractory bricks in the lining process. It is applied to the longitudinal surface of refractory bricks with a thickness of not more than 2 mm. It is used for leveling irregularities in the furnace body, in areas under the bandage, for adjusting refractory bricks during masonry (ring masonry and masonry method).
[0033] Типоразмер серии VDZ - огнеупорный кирпич европейского унифицированного стандарта со средней конусностью 71,5 мм.[0033] The standard size of the VDZ series is European standard unified refractory brick with an average taper of 71.5 mm.
[0034] Типоразмер серии ISO - огнеупорный кирпич унифицированного формата с внешней конусностью 103 мм.[0034] The ISO standard size is a refractory brick of a uniform format with an external taper of 103 mm.
[0035] Транспортер - конвейер непрерывного типа, служит для транспортировки огнеупорного кирпича от манипулятора для подачи огнеупорных кирпичей к манипулятору для кладки огнеупорных кирпичей. Содержит конвейерную лента (транспортерная).[0035] A conveyor is a continuous type conveyor, used to transport refractory bricks from a manipulator to supply refractory bricks to a manipulator for laying refractory bricks. Contains conveyor belt (conveyor belt).
[0036] Цикл футеровки - процесс кладки огнеупорных кирпичей на определенном участке печи с помощью роботизированного комплекса.[0036] The lining cycle is the process of laying refractory bricks in a specific section of the furnace using a robotic complex.
[0037] Электрическое соединение - соединение участков и элементов роботизированного комплекса в общую электрическую цепь.[0037] Electrical connection is the connection of sections and elements of a robotic complex into a common electrical circuit.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0038] На чертеже на фиг. 1 схематически представлен роботизированный комплекс в базовом варианте с блоком управления, установленным на передвижной платформе и одним датчиком технического зрения, установленном на передвижной платформе для манипулятора для кладки огнеупорных кирпичей.[0038] In the drawing of FIG. Figure 1 schematically shows a robotic complex in the basic version with a control unit mounted on a mobile platform and one technical vision sensor mounted on a mobile platform for a manipulator for laying refractory bricks.
[0039] На чертеже на фиг. 2 схематически представлен роботизированный комплекс с блоком управления, установленным вне передвижной платформы.[0039] In the drawing of FIG. Figure 2 schematically shows a robotic complex with a control unit installed outside the mobile platform.
[0040] На чертеже на фиг. 3 схематически представлен роботизированный комплекс с одним датчиком технического зрения, установленном на манипуляторе для кладки огнеупорных кирпичей на передвижной платформе.[0040] In the drawing of FIG. Figure 3 schematically shows a robotic complex with one technical vision sensor mounted on a manipulator for laying refractory bricks on a mobile platform.
[0041] На чертеже на фиг. 4 схематически представлен роботизированный комплекс с двумя датчиками технического зрения, один из которых установлен на манипуляторе для кладки огнеупорных кирпичей, второй - на передвижной платформе вне манипулятора для кладки.[0041] In the drawing of FIG. Figure 4 schematically shows a robotic complex with two sensors for technical vision, one of which is mounted on a manipulator for laying refractory bricks, the second on a mobile platform outside the manipulator for laying.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0042] Описание работы устройства. Роботизированный комплекс содержит манипулятор 1 для подачи огнеупорных кирпичей, транспортер 2, установку 3 для нанесения раствора для кладки, установленный на платформе 4 манипулятор 5 для кладки огнеупорных кирпичей, снабженный как минимум одним датчиком 6 технического зрения, и блок 7 управления.[0042] A description of the operation of the device. The robotic complex comprises a
[0043] Манипулятор 1 для подачи огнеупорных кирпичей устанавливается вне зоны печи, рядом с местом складирования огнеупорных кирпичей. С его помощью осуществляется перемещение огнеупорных кирпичей заданных типоразмеров и в определенной последовательности на транспортер 2, который одним своим концом размещен рядом с манипулятором 1 для подачи огнеупорных кирпичей, а другой заведен внутрь печи в зону футеровки и расположен непосредственно рядом с платформой 4 таким образом, чтобы манипулятор 5 для кладки огнеупорных кирпичей, установленный на платформе 4, имел возможность снятия с него огнеупорных кирпичей. Установка 3 для нанесения раствора для кладки размещена снаружи печи непосредственно рядом с транспортерной лентой транспортера 2 таким образом, чтобы обеспечивать нанесение раствора для кладки на перемещаемые транспортером огнеупорные кирпичи в печь. Манипулятор 5 для кладки огнеупорного кирпича установлен на самоходной и передвижной платформе 4 и снабжен как минимум одним датчиком 6 технического зрения. Блок 7 управления может располагаться как на манипуляторе 5 для кладки огнеупорных кирпичей, так и отдельно вне зоны печи, но в любом случае электрически соединен со всеми элементами роботизированного комплекса, чтобы обеспечивать их взаимодействие между собой. Блок 7 управления включает промышленный компьютер (ЭВМ), содержащий программное обеспечение, осуществляющее управление роботизированным комплексом и процессом футеровки. Программа для ЭВМ, установленная на компьютере Блока 7 управления позволяет формировать, заносить, обрабатывать 3D модель футеровки, осуществлять построение и корректировать 3D модель внутренней поверхности печи или футеруемого отрезка печи, выполнять расчет количества, требуемого типоразмера огнеупорного кирпича, последовательности использования и кладки огнеупорных кирпичей.[0043] A
[0044] Реализация конструкции манипулятора 5 для кладки огнеупорных кирпичей может быть различной. Основным требованием к ней является наличие не менее четырех степеней свободы для обеспечения досягаемости к любому участку кладки/футеровки огнеупорных кирпичей.[0044] The implementation of the design of the
[0045] 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.[0045] This requirement can be fulfilled by installing a manipulator having, for example, three articulated joints, two joints and a gripping mechanism (shown schematically in the drawing), however, any other designs that provide the above requirement of at least four degrees of freedom are possible.
[0046] В качестве датчиков 6 технического зрения могут быть использованы лидары (лазерный радар), либо камеры технического зрения, которые позволяют получать данные для построения и обновления 3D модели внутренней поверхности печи или футеруемого участка печи.[0046] As
[0047] Датчики 6 технического зрения устанавливаются на платформу 4 для манипулятора 5 для кладки огнеупорного кирпича и на сам манипулятор 5 для кладки огнеупорных кирпичей. В заявляемом изобретении использован как минимум один датчик технического зрения, установленный как просто на платформе 4 для манипулятора (фиг. 1), так и на манипуляторе 5 для кладки огнеупорных кирпичей, находящемся на передвижной платформе 4 (фиг. 3). Однако, возможно использование нескольких датчиков 6 технического зрения, часть из которых (не менее одного) расположена на передвижной платформе и манипуляторе 5 для кладки огнеупорных кирпичей, другая часть (не менее одного) - просто на передвижной платформе 4 (фиг. 4).[0047] The
[0048] Блок 7 управления включает промышленный компьютер (ЭВМ) для размещения программного обеспечения. Блок 7 управления получает данные от всех датчиков 6 технического зрения, расположенных на платформе 4 и на манипуляторе 5 для кладки огнеупорных кирпичей, и управляет всеми элементами роботизированного комплекса, включая построение и обновление 3D модели внутренней поверхности корпуса печи либо футеруемого отрезка печи, определяет последовательность и управляет процессом футеровки, включая кладку каждого отдельно взятого огнеупорного кирпича. Блок 7 управления может быть расположен как на платформе 4 для манипулятора 5 для кладки огнеупорных кирпичей, так вне передвижной платформы 4 (фиг. 2).[0048] The control unit 7 includes an industrial computer (computer) for hosting software. The control unit 7 receives data from all
[0049] Подробное описание изобретения в части заявляемого способа:[0049] A detailed description of the invention in part of the proposed method:
[0050] Способ автоматизированной огнеупорной футеровки горизонтально ориентированных печей при помощи заявляемого роботизированного комплекса осуществляется следующим образом.[0050] The method of automated refractory lining of horizontally oriented furnaces using the inventive robotic complex is as follows.
[0051] Подготовительный этап перед началом футеровки:[0051] The preparatory phase before starting the lining:
[0052] В соответствии с данными, предоставленными предприятием, эксплуатирующим печь, производят построение проекта 3D модели футеровки цементной печи, включающую данные о диаметре печи, общую зону, в которой будет произведена футеровка огнеупорных кирпичей, раскладку огнеупорных кирпичей на каждом из участков печи, количестве огнеупорных кирпичей и типоразмеры, способе кладки (кольцевая кладка или способом «в перевязку»), марок огнеупорных кирпичей с привязкой к зонам печи, зон бандажей и прочие данные. Данную 3D модель загружают в Блок 7 управления, либо создают с помощью программы на компьютере Блока 7 управления.[0052] In accordance with the data provided by the furnace operating company, a 3D model of the cement furnace lining is constructed, including data on the diameter of the furnace, the total area in which the refractory bricks will be lined, the layout of the refractory bricks in each section of the furnace, and the number refractory bricks and sizes, masonry method (ring masonry or “dressing” method), brands of refractory bricks with reference to furnace zones, bandage zones and other data. This 3D model is loaded into the control unit 7, or created using the program on the computer of the control unit 7.
[0053] Производят монтаж элементов роботизированного комплекса в соответствии с представленной схемой (фиг. 1).[0053] Install elements of the robotic complex in accordance with the presented scheme (Fig. 1).
[0054] Осуществляют разделение общей зоны футеровки на участки, каждый из которых, предпочтительно, не должен превышать 12 п. м. и быть не менее 4 п. м.[0054] Carry out the division of the General area of the lining into sections, each of which, preferably, should not exceed 12 p.m. and be at least 4 p.m.
[0055] Типоразмеры огнеупорных кирпичей, которые используются при футеровке, в большей степени зависят от проекта футеровки, который был сделан производителем цементной печи при строительстве цементного завода или в процессе его модернизации, а также от способа кладки (кольцевая кладка или способом «в перевязку»). Марка огнеупорного кирпича, которая будет использована при футеровке на каждом участке печи или зоны печи (например, зона выхода, нижняя переходная зона, зона обжига, верхняя переходная зона и прочие) определяется предприятием, эксплуатирующим цементную печь, самостоятельно.[0055] The sizes of the refractory bricks used in the lining are more dependent on the lining design that was made by the cement kiln manufacturer during the construction of the cement plant or in the process of its modernization, as well as on the method of masonry (ring masonry or “dressing” method ) The brand of refractory brick that will be used for lining in each section of the furnace or zone of the furnace (for example, the exit zone, the lower transition zone, the firing zone, the upper transition zone, and others) is determined independently by the enterprise operating the cement kiln.
[0056] Например, при диаметре печи 5 метров и при кольцевой кладке в качестве способа кладки могут быть использованы, например, огнеупорные кирпичи серии VDZ типоразмеров В320 и В620. При этом в одно кольцо согласно проекта футеровки, как правило, требуется уложить 40 штук огнеупорных кирпичей размера В320 и 171 штук огнеупорных кирпичей размера В620 (используются клиновидные кирпичи двух типов).[0056] For example, with a furnace diameter of 5 meters and with masonry laying, for example, refractory bricks of the VDZ series of sizes B320 and B620 can be used as a laying method. Moreover, according to the lining design, as a rule, 40 pieces of refractory bricks of size B320 and 171 pieces of refractory bricks of size B620 are required to be laid in one ring (two types of wedge-shaped bricks are used).
[0057] Создание уточненной 3D модели футеровки:[0057] Creating an updated 3D model of the lining:
[0058] Установленная в начало участка футеровки со стороны порога печи или в место того участка, который является ближайшим к порогу печи платформа 4 с манипулятором 5 для кладки огнеупорного кирпича, выполняет с помощью датчиков 6 технического зрения сканирование внутренней поверхности печи по всей длине зоны, планируемой к футеровке. Полученные данные обрабатываются Блоком 7 управления роботизированным комплексом, который с помощью программного обеспечения строит первую версию 3D модели футеровки с учетом фактического состояния внутренней поверхности корпуса печи, уточненная 3D модель строится с учетом уже занесенных данных на подготовительном этапе о типоразмерах, способе кладки и последовательности укладки кирпичей, а также о необходимости использования раствора для кладки, его количества и зон, где раствор для кладки будет использоваться с помощью программы, установленной на компьютер Блока 7 управления, либо другой ЭВМ с последующей загрузкой программы в компьютер Блока 7 управления.[0058] Installed at the beginning of the lining section from the side of the furnace threshold or to the place of the section closest to the furnace threshold,
[0059] Сканирование внутренней поверхности корпуса печи выполняется для оценки фактического состояния корпуса печи, так как за время эксплуатации корпус печи деформируется под воздействием различным технологических факторов.[0059] Scanning the inner surface of the furnace body is performed to assess the actual state of the furnace body, since during operation the furnace body is deformed under the influence of various technological factors.
[0060] При деформации корпуса печи отношение огнеупорных кирпичей в каждом кольце (при кольцевой кладке) может отличаться от проектной, например, при диаметре печи 5 метров и при использовании огнеупорных кирпичей серии VDZ типоразмеров В320 и В620, вместо раскладки 40/171 в одном кольце, отношение может составить, например, 35 штук типоразмера В320 и 176 штук типоразмера В620 или любое иное отклонение от проектной в большую или меньшую степень по количеству одного типоразмера по отношению ко второму типоразмеру.[0060] When the furnace body is deformed, the ratio of refractory bricks in each ring (with ring laying) may differ from the design, for example, with a furnace diameter of 5 meters and when using VDZ series refractory bricks of sizes B320 and B620, instead of layout 40/171 in one ring , the ratio can be, for example, 35 pieces of frame size B320 and 176 pieces of frame size B620 or any other deviation from the design to a greater or lesser extent in the amount of one frame in relation to the second frame size.
[0061] Кроме того, при деформации корпуса печи в местах, где используется раствор для кладки, например, в зонах бандажа или для корректировки положения огнеупорного кирпича, чтобы сохранить радиальное положение кольца, каждый огнеупорный кирпич дает незначительное отклонение в кольце, поэтому, когда остается положить последние 3-5 кирпичей, чтобы «закрыть» кольцо, как правило, типоразмеры В320 и В620 не подходят по толщине, чтобы заполнить оставшуюся зону в кольце. Для этих целей используют замковые (клиновидные) огнеупорные кирпичи, которые отличаются от типоразмеров В320 и В620 в большую и меньшую степень. Поэтому фактически в одном кольце могут быть использованы, например, 2 (два) огнеупорных кирпича типоразмеров В620 и 1 кирпич серии VDZ типоразмера Р221.[0061] In addition, when the furnace body is deformed in places where masonry mortar is used, for example, in bandage zones or to adjust the position of the refractory brick to maintain the radial position of the ring, each refractory brick gives a slight deviation in the ring, therefore, when it remains put the last 3-5 bricks to “close” the ring, as a rule, sizes B320 and B620 are not suitable in thickness to fill the remaining area in the ring. For these purposes, castle (wedge-shaped) refractory bricks are used, which differ from the standard sizes B320 and B620 to a greater and lesser extent. Therefore, in fact, in one ring, for example, 2 (two) refractory bricks of frame sizes B620 and 1 brick of the VDZ series of frame size P221 can be used.
[0062] Таким образом, построенная 3D модель футеровки с учетом фактических данных о состоянии корпуса печи содержит данные об общем количестве огнеупорных кирпичей, требуемых для футеровки как одного кольца, так и всей зоны, предполагаемой для футеровки, а также данные о последовательности кладки каждого отдельно взятого огнеупорного кирпича, а именно его типоразмера и с учетом необходимого количества раствора для кладки.[0062] Thus, the constructed 3D model of the lining, taking into account the actual data on the condition of the furnace body, contains data on the total number of refractory bricks required for lining both one ring and the entire area assumed for lining, as well as data on the laying of each separately taken refractory brick, namely its size and taking into account the required amount of mortar for masonry.
[0063] Блок 7 управления, обеспечивающий управление как всего роботизированного комплекса, так и каждого его отдельного элемента, контролирует работу манипулятора 5 для кладки огнеупорных кирпичей в процессе футеровки.[0063] The control unit 7, which controls both the entire robotic complex and each individual element thereof, controls the operation of the
[0064] Кроме того, в процессе футеровки позиционирование каждого отдельно взятого огнеупорного кирпича и последующего за ним будет определяться Блоком 7 управления с помощью полученных данных от датчиков 6 технического зрения. Каждый раз, после укладки отдельно взятого огнеупорного кирпича, датчики 6 технического зрения сканируют поверхность корпуса, включая место, куда будет положен следующий огнеупорный кирпич, и передают данные в Блок 7 управления, где полученные данные, сравниваются с построенной 3D моделью, которая в случае необходимости автоматически обновляется.[0064] In addition, during the lining process, the positioning of each individual refractory brick and the subsequent one will be determined by the Control Unit 7 using the received data from the
[0065] Например, на основании первичной версии 3D модели на диаметре 5 метров, получили раскладку в каждом кольце на всей длине зоны футеровки 3:1, то есть: сперва укладываются 3 кирпича типоразмера В622, затем 1 кирпич типоразмера В322, затем опять 3 кирпича В622, затем 1 кирпич В322 и так, пока кольцо не будет набрано. Однако в процессе кладки на основании данных, полученных с датчиков 6 технического зрения, была обнаружена зона деформация (например, углубление в корпусе печи), поэтому Блок 7 управления, учитывая данную неровность, выполняет корректировку 3D модели и передает команду манипулятору 5 для кладки огнеупорных кирпичей. В итоге, например, на участке, где была определена деформация, будет положено 4 штуки огнеупорного кирпича типоразмера В622 (в том числе не исключено нанесение раствора для кладки на некоторые огнеупорные кирпичи в зависимости от степени деформации данного участка футеровки), вместо 3 штук, как было предусмотрено в первичной версии 3D модели, следующий огнеупорный кирпич будет использован типоразмером В322, затем будет положен типоразмер огнеупорного кирпича согласно описанной последовательности после очередной корректировки и обновления 3D модели футеровки.[0065] For example, on the basis of the initial version of the 3D model with a diameter of 5 meters, a layout was made in each ring over the entire length of the lining zone 3: 1, that is: first 3 bricks of size B622 are laid, then 1 brick of size B322, then again 3 bricks B622, then 1 brick B322 and so on, until the ring is dialed. However, in the process of masonry, based on the data obtained from
[0066] Установка Платформы и Манипулятора для кладки огнеупорных кирпичей:[0066] Installing the Platform and the Manipulator for laying refractory bricks:
[0067] Установка платформы 4 и манипулятора 5 для кладки огнеупорных кирпичей выполняется вертикально осевой плоскости печи. Осевая плоскость, в случае необходимости, предварительно определяется стандартными геометрическими расчетами, в том числе с помощью отвеса или строительного уровня, при этом точкой 0 будет являться положение датчика 6 технического зрения, расположенного на манипуляторе 5 для кладки огнеупорных кирпичей. В случае необходимости положение манипулятора 5 для кладки огнеупорных кирпичей и точки 0 корректируется и заносятся в Блок 7 управления.[0067] Installation of the
[0068] Цикл футеровки:[0068] Lining cycle:
[0069] Установка первого огнеупорного кирпича по своей сути является калибровочной операцией для настройки работы манипулятора 5 для кладки огнеупорных кирпичей, в том числе для корректировки/обновления 3D модели футеровки. Первый огнеупорный кирпич привязан к точке 0, которой является положение датчика 6 технического зрения', расположенного на манипуляторе 5 для кладки огнеупорных кирпичей. Первый огнеупорный кирпич позиционируется таким образом, чтобы вплотную примыкать к порогу печи или упорному (стопорному кольцу) печи или к старой футеровке, если кладка новой футеровки требуется только в определенной зоне печи, например, в только в зоне обжига, поэтому первый кирпич примыкает к старой футеровке, оставшейся в нижней переходной зоне, которую не планируют заменить. В любом случае первый кирпич позиционируется таким образом, чтобы примыкать к опорной зоне, от которой будет произведена новая футеровка. Кладка огнеупорных кирпичей выполняется строго по направлению от порога печи в зону загрузки сырья в печь.[0069] Installing the first refractory brick is essentially a calibration operation for adjusting the operation of the
[0070] Манипулятор 5 для кладки огнеупорных кирпичей производит последовательную установку огнеупорных кирпичей на высоту предпочтительно в 
[0071] При этом контроль позиционирования каждого кирпича и последующего, устанавливаемого в кольце, если кладка выполняется кольцевой или в ряде, если способом «в перевязку», происходит с помощью датчиков 6 технического зрения, полученная с них информация обрабатывается Блоком 7 управления, который подает соответствующие команды манипулятору 1 для подачи огнеупорных кирпичей о подаче огнеупорных кирпичей определенного типоразмера в определенной последовательности на транспортер, транспортеру 2 о перемещении установленных на него огнеупорных кирпичей в зону футеровки к платформе 4 с определенной скоростью, и установке 3 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 5 для кладки огнеупорных кирпичей на внутренней поверхности корпуса печи. Установка каждого огнеупорного кирпича осуществляется последовательно (каждый последующий огнеупорный кирпич укладывается на ранее установленный либо примыкает к нему) по окружности или ряд за рядом снизу-вверх. В процессе кладки платформа 4 самостоятельно с заданной скоростью перемещается в заданном направлении (по направлению от порога печи в сторону загрузки сырья в печь) строго по осевой линии печи и с заданной скоростью.[0071] In this case, the control of the positioning of each brick and the next one installed in the ring, if the masonry is performed circular or in a row, if the method of "dressing", occurs using
[0072] Установка каждого последующего кирпича происходит в вышеприведенной последовательности.[0072] The installation of each subsequent brick occurs in the above sequence.
[0073] После установки необходимого количества кирпичей на высоту предпочтительно в
[0074] После футеровки
[0075] После последнего поворота печи производят фиксацию зоны замка (обычно 3-4 кирпича).[0075] After the last rotation of the furnace, the lock zone (usually 3-4 bricks) is fixed.
[0076] В дальнейшем весь порядок действий проводят на следующем участке футеровки.[0076] In the future, the entire procedure is carried out in the next section of the lining.
[0077] Точность кладки обеспечивается за счет размещения датчиков 6 технического зрения непосредственно на платформе 4 (фиг. 1) и на манипуляторе 5 для кладки огнеупорных кирпичей (фиг. 2) и автоматической корректировки 3D модели участка футеровки, что позволяет в режиме реального времени контролировать соблюдение радиальности футеровки и при необходимости корректировать как положение огнеупорных кирпичей, так и толщину наносимого на них раствора для кладки.[0077] The masonry accuracy is ensured by placing the
[0078] Для обеспечения точности кладки датчиков может быть более одного. При этом часть датчиков располагается на манипуляторе для кладки огнеупорных кирпичей, а другая часть - просто на платформе для манипулятора (фиг. 4). Расположение одного и более датчиков технического зрения на манипуляторе для кладки огнеупорных кирпичей обеспечивает получение точной проекции и координат места позиционирования каждого огнеупорного кирпича. С учетом ограничений, имеющихся у производителей датчиков технического зрения, по дальности, проценту отклонения и количества точек для обеспечения оптимальной точности позиционирования кирпича могут применяться два и более датчиков технического зрения на манипуляторе для кладки огнеупорных кирпичей. Расположение датчиков технического зрения на передвижной платформе (как минимум одного) необходимо для контроля расстояния и скорости передвижной платформы и корректировку в связи с полученными данными процесса футеровки.[0078] There can be more than one sensor to ensure the accuracy of masonry. In this case, part of the sensors is located on the manipulator for laying refractory bricks, and the other part is simply on the platform for the manipulator (Fig. 4). The location of one or more sensors of technical vision on the manipulator for laying refractory bricks provides accurate projection and coordinates of the positioning position of each refractory brick. Given the limitations of manufacturers of technical vision sensors, in terms of range, percentage of deviation and the number of points, two or more technical vision sensors can be used on the manipulator for laying refractory bricks to ensure optimal accuracy of brick positioning. The location of vision sensors on a mobile platform (at least one) is necessary to control the distance and speed of the mobile platform and to adjust it in connection with the obtained lining process data.
[0079] Наличие и постоянное обновление 3D модели футеровки с укладкой каждого отдельно взятого огнеупорного кирпича с помощью программного обеспечения в Блоке управления 7, позволяет производить корректировку раскладки, типоразмера и необходимости нанесения раствора в режиме реального времени, что сокращает по времени процесс футеровки и обеспечивает ее качество.[0079] The presence and constant updating of the 3D model of the lining with the laying of each individual refractory brick using the software in the Control Unit 7, allows you to adjust the layout, size and the need for applying the mortar in real time, which reduces the time of the lining process and provides it quality.
[0080] Описанные в тексте данной заявки варианты реализации последовательности действий в способе не являются единственно возможными и приведены с целью наиболее наглядного раскрытия сути изобретения.[0080] Described in the text of this application options for implementing the sequence of actions in the method are not the only ones possible and are given with the aim of most clearly disclosing the essence of the invention.
[0081] Заявляемые способ огнеупорной футеровки и роботизированный комплекс для его осуществления позволяют производить футеровку горизонтально ориентированных печей, преимущественно вращающихся цементных печей, с высокой скоростью, обеспечивают максимальную автоматизацию работ и позволяют сократить период простоя печей, требуемое на время установки новой футеровки.[0081] The inventive method of refractory lining and a robotic complex for its implementation allow lining of horizontally oriented furnaces, mainly rotary cement kilns, with high speed, provide maximum automation and reduce the downtime of furnaces required for the installation of a new lining.
Claims (18)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2018/000036 WO2019147155A1 (en) | 2018-01-29 | 2018-01-29 | Method for automatically laying a kiln refractory lining and robotized installation for the implementation thereof |
| RU2017145100A RU2700435C2 (en) | 2018-01-29 | 2018-01-29 | Method for automated refractory lining of furnaces and robotic complex for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017145100A RU2700435C2 (en) | 2018-01-29 | 2018-01-29 | Method for automated refractory lining of furnaces and robotic complex for implementation thereof |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017145100A3 RU2017145100A3 (en) | 2019-07-29 |
| RU2017145100A RU2017145100A (en) | 2019-07-29 |
| RU2700435C2 true RU2700435C2 (en) | 2019-09-17 |
Family
ID=67395551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017145100A RU2700435C2 (en) | 2018-01-29 | 2018-01-29 | Method for automated refractory lining of furnaces and robotic complex for implementation thereof |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700435C2 (en) |
| WO (1) | WO2019147155A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755325C1 (en) * | 2020-08-24 | 2021-09-15 | Общество с ограниченной ответственностью «АМТ» | Method for manufacturing and processing additive lining |
| RU221616U1 (en) * | 2023-10-13 | 2023-11-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновотех" | Manipulator for gunning of industrial equipment |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112393604B (en) * | 2020-12-02 | 2023-03-31 | 山东耀华特耐科技有限公司 | Automatic brick laying equipment for refractory material construction |
| CN113278429A (en) * | 2021-04-23 | 2021-08-20 | 中国五冶集团有限公司 | Building geometric dimension control method for dry quenching tank refractory bricks |
| CN114054728A (en) * | 2021-10-21 | 2022-02-18 | 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司 | Intelligent building system and method for steel ladle working lining refractory bricks |
| CN113976870A (en) * | 2021-10-21 | 2022-01-28 | 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司 | Technological method for prebuilt steel ladle working lining refractory bricks |
| CN114324447A (en) * | 2022-01-12 | 2022-04-12 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | Digital full-automatic refractoriness tester and testing method thereof |
| CN115404303B (en) * | 2022-09-26 | 2023-03-31 | 湖南涟钢建设有限公司 | 100-ton converter lining masonry process and auxiliary system applying same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4107244A (en) * | 1975-06-13 | 1978-08-15 | Nippon Steel Corporation | Method and apparatus for repairing damaged surface of refractory lined vessel |
| US4786227A (en) * | 1986-06-05 | 1988-11-22 | Paul Wurth, S.A. | Automated apparatus for lining the inside wall of a vessel with bricks |
| US5018923A (en) * | 1988-11-09 | 1991-05-28 | Paul Wurth S.A. | Automated bricklaying apparatus |
| RU2010119703A (en) * | 2007-10-18 | 2011-11-27 | Сименс Акциенгезелльшафт (DE) | REPAIR OF STATIONARY ROTOR SEAL |
| CN105571324A (en) * | 2015-12-07 | 2016-05-11 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | Building method of metallurgical furnace and3D printing robot adopted forbuildingmetallurgical furnace |
-
2018
- 2018-01-29 RU RU2017145100A patent/RU2700435C2/en active
- 2018-01-29 WO PCT/RU2018/000036 patent/WO2019147155A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4107244A (en) * | 1975-06-13 | 1978-08-15 | Nippon Steel Corporation | Method and apparatus for repairing damaged surface of refractory lined vessel |
| US4786227A (en) * | 1986-06-05 | 1988-11-22 | Paul Wurth, S.A. | Automated apparatus for lining the inside wall of a vessel with bricks |
| US5018923A (en) * | 1988-11-09 | 1991-05-28 | Paul Wurth S.A. | Automated bricklaying apparatus |
| RU2010119703A (en) * | 2007-10-18 | 2011-11-27 | Сименс Акциенгезелльшафт (DE) | REPAIR OF STATIONARY ROTOR SEAL |
| CN105571324A (en) * | 2015-12-07 | 2016-05-11 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | Building method of metallurgical furnace and3D printing robot adopted forbuildingmetallurgical furnace |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755325C1 (en) * | 2020-08-24 | 2021-09-15 | Общество с ограниченной ответственностью «АМТ» | Method for manufacturing and processing additive lining |
| RU221616U1 (en) * | 2023-10-13 | 2023-11-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновотех" | Manipulator for gunning of industrial equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017145100A3 (en) | 2019-07-29 |
| RU2017145100A (en) | 2019-07-29 |
| WO2019147155A1 (en) | 2019-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2700435C2 (en) | Method for automated refractory lining of furnaces and robotic complex for implementation thereof | |
| US6780351B2 (en) | Vessel inspection and repair system | |
| CN101360873B (en) | An automated brick laying system for constructing a building from a plurality of bricks | |
| US6260270B1 (en) | Method and apparatus for short-term relining or construction of blast furnace | |
| EP3279290B1 (en) | Method for building coke oven | |
| EP2499453B1 (en) | Method for measuring and aligning a rotary cylindrical apparatus | |
| US3672649A (en) | Shaft or stack furnace and method and apparatus for lining same | |
| CN106938317A (en) | A kind of model casting automatic casting system | |
| JP2013511033A5 (en) | ||
| MXPA04011620A (en) | A method for repairing a protective lining of an industrial reaction or transport vessel. | |
| JP6165656B2 (en) | Life prediction method for refractories in the furnace | |
| JP2021148566A (en) | Inspection system and inspection method during coke oven furnace construction, and coke oven furnace construction method | |
| CN101831916B (en) | Method for mounting large-size sleeve bolt framework in combined type | |
| CN113614205A (en) | Device and method for checking coke oven in course of coke oven building and method for building coke oven | |
| JP3120035B2 (en) | Construction method of refractory lining of rotary kiln | |
| CN206981714U (en) | Model casting automatic casting system | |
| EA036217B1 (en) | Automated refractory lining method and robotic center for implementing the same | |
| JP7006521B2 (en) | How to build a coke oven | |
| JPH08142034A (en) | Automatic control device of form for short line match casting | |
| JP7472890B2 (en) | Repair management method and repair management system | |
| RU2706266C1 (en) | Method for laying cylindrical continuously-cast workpieces on bottom of an annular furnace | |
| CN110470143B (en) | Method for building kiln ball top by adopting standard refractory bricks | |
| JP2527385B2 (en) | Tunnel Lining Form Positioning Method | |
| JPH0619086B2 (en) | Blast furnace repair method and device | |
| JP7363841B2 (en) | Module block shape measurement method, module block shape measurement system, and furnace construction method |