用於連鑄工藝的自動送引錠裝置的製作方法

2023-04-23 23:15:36 1

專利名稱：用於連鑄工藝的自動送引錠裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於連鑄工藝的自動送引錠裝置，尤其是涉及一種具有引錠杆定位裝置的用於連鑄工藝的自動送引錠裝置。
背景技術：
在鋼的生產過程中，連鑄作業是銜接煉鋼和軋鋼之間的一項特殊作業，其作用是將鋼液轉變為固體。通常，連鑄設備主要包括鋼包、中間包、結晶器、結晶振動器振動裝置、 二次冷卻和鑄坯導向裝置、拉坯矯直裝置、切割裝置、出坯裝置等。在連鑄作業中，鋼包中的鋼液經中間包流動至結晶器，在結晶器振動裝置的作用下，結晶器中的鋼液結晶。首先，引錠杆經過拉矯機組被朝著結晶器輸送。引錠杆的引錠頭是結晶器的「活底」，當澆注開始前它堵住結晶器下口 ；澆注開始後，結晶器內的鋼液與引錠頭凝結在一起；通過拉坯矯直裝置的牽弓I，鑄坯隨引錠杆連續地從結晶器下口拉出，直到鑄坯通過拉坯矯直裝置與引錠杆脫鉤位置，引錠裝置完成任務，鑄機進入正常拉坯狀態。在連鑄生產線若中採用手動送引錠方式，對生產線的設備損傷性非常大。而在目前的連鑄行業中，自動送引錠控制技術又存在一定局限性，主要是設備易損壞且難易維護， 信號檢測不易安裝。按照連鑄生產的要求，如要滿足自動送引錠的功能，信號距離的同步跟蹤必須準確。如果同步信號不準確，拉矯輥跟蹤就不能同步啟動，達不到自動送引錠的目的。現在連鑄生產行業中自動送引錠存在以下問題1、如果不採用自動送引錠，對拉矯機的輪緣存在非常大的損傷，而如果拉矯輪緣損傷大，那麼在生產過程中就可能影響到鑄坯質量。2、目前國內部分連鑄行業均採用接近開關以在切前輥處檢測同步輥跟蹤信號，在流數比較多的情況下，在中間位置，環境溫度和熱坯帶來的熱輻射，對設備損壞嚴重，可以說基本上滿足不了控制要求。上述問題的存在常常導致連鑄行業自動送引錠不能實現。通常來講，研究信號檢測輥的安裝方式，因該安裝方式結構複雜，會使得人力和資源浪費嚴重，最後也達不到控制實現的最佳化。為了實現連鑄自動送引錠控制功能，對生產現場的引錠同步跟蹤必須準確定位， 信號檢測要快速、準確，同時也要考慮到設備維護簡單、調試安裝、使用維護上機動靈活，同時還應儘量滿足設備易維護、不易損壞。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種能夠精確控制引錠杆位置的用於連鑄工藝的自動送引錠裝置。本實用新型的另一目的在於提供一種功能穩定且不易損壞的用於連鑄工藝的自動送引錠裝置。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種用於連鑄工藝的自動送引錠裝置，包括流道；引錠杆，具有與連鑄坯接觸的引錠頭；引錠杆輸送機構，用於輸送引錠杆；流道控制單元，用於控制引錠杆輸送機構的輸送速度並控制拉矯機的拉矯輥的壓下、抬起及轉動， 其中，所述自動送引錠裝置還包括引錠杆定位裝置，包括設置在引錠杆上的減速位標誌和停止位標誌以及用於監測引錠杆是否到達減速位和停止位的測量裝置，減速位標誌在引錠頭和停止位標誌之間；數據處理單元，與流道控制單元連接，數據處理單元根據引錠杆定位裝置測量的結果來控制引錠杆輸送機構以調整引錠杆的傳送速度，並控制拉矯輥的壓下及轉動。減速位標記和停止位標記可以是反光構件，所述測量裝置可以是拍攝裝置。所述拍攝裝置可以與流道隔開。所述數據處理單元可包括圖像處理裝置，該圖像處理裝置與拍攝裝置和流道控制單元連接，根據拍攝裝置拍攝的照片判斷減速位標記和停止位標記是否到達相應的預定位置。引錠杆定位裝置可以對多個流道上的引錠杆進行定位，以同時控制多個流道。數據處理單元和流道控制單元可以通過乙太網連接。減速位和停止位相對於拉矯機組可以均位於與結晶器相反的一側，減速位與拉矯機組的距離大於停止位與拉矯機組的距離。與現有技術相比，本實用新型的自動送引錠裝置的有益效果在於(1)由於引錠杆定位裝置為遠程控制設備，其幾乎不會受到熱輻射，因此不易損壞，功能穩定，不易發生故障；( 通過設定減速位和停止位，能夠合理控制引錠杆在不同位置處的運行速度，提高了工作效率。

圖1示出了鑄流控制畫面。圖2是流道中具有反光構件的引錠杆的示意圖。圖3是控制信號的流程圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示，根據本實用新型的用於連鑄工藝的自動送引錠裝置包括流道 1 ；引錠杆2，具有與連鑄坯接觸的引錠頭；引錠杆輸送機構(未示出)，用於沿流道以與拉坯方向相反的方向將引錠杆朝向拉矯機輸送；流道控制單元，用於控制引錠杆輸送機構的傳輸速度和拉矯機的拉矯輥的壓下、抬起及轉動。此外，所述自動送引錠裝置包括引錠杆定位裝置，所述引錠杆定位裝置包括設置在引錠杆上的減速位標誌和停止位標誌以及用於監測引錠杆是否達到減速位或停止位的測量裝置(未示出)，其中，引錠杆的減速位和停止位均位於拉矯機的外側(即，位於與結晶器相反的一側)。減速位標誌與引錠頭之間的距離應小於停止位標誌與引錠頭之間的距離。所述自動送引錠裝置還包括數據處理單元和流道控制單元。該數據處理單元將引錠杆定位裝置測得的結果處理成電信號，並將該電信號發送到流道控制單元。流道控制單元可控制引錠杆輸送機構和拉矯機組。也就是說，流道控制單元可根據接收到的電信號來改變引錠杆的傳送速度，並根據接收到的電信號來來控制拉矯輥的壓下及轉動。[0023]在將引錠杆經拉矯機組向結晶器輸送時，對引錠頭位置的判斷或計算是實現自動送引錠的關鍵。圖1示出了鑄流控制畫面。如圖1所示，每個連鑄系統可包括若干個流道(例如， 6個)。在連鑄操作開始之前，首先需要通過引錠杆輸送機構將引錠杆沿流道以與拉坯方向相反的方向從流道下遊向拉矯機組輸送，然後再經過拉矯機組，直至將引錠杆的引錠頭送入結晶器中。本實用新型的用於連鑄工藝的自動送引錠裝置可以通過如下方式被使用。在通過引錠杆輸送結構沿流道以與拉坯方向相反的方向將引錠杆向拉矯機組輸送時，為了縮短輸送時間以提高效率，可以採用比較大的速度(例如，30-35m/min)來輸送引錠杆。引錠杆定位裝置的測量裝置用於監測設置在引錠杆上的減速位標誌或停止位標誌是否到達預定位置。這裡，所述預定位置是相對於拉矯機組的最後一個拉矯機(即，送引錠杆時，引錠桿頭第一個經過的拉矯機)而言的位置。當引錠杆定位裝置檢測到引錠杆2首先到達預定減速位時，通過數據處理單元發出的電信號被傳輸至流道控制單元，以控制引錠杆輸送機構降低引錠杆的傳送速度(例如，降低5-lOm/min)；然後，當引錠杆定位裝置檢測到引錠杆2到達預定停止位時，通過數據處理單元發出的電信號控制引錠杆輸送機構停止輸送引錠杆， 從而流道控制單元的操作可根據需要控制拉矯輥的壓下及轉動。這時，拉矯輥的轉動方向與拉坯時拉矯輥的轉動方向相反，從而能夠通過拉矯輥的轉動繼續沿流道以與拉坯方向相反的方向輸送引錠杆。對於拉矯機組包括多個拉矯機的情況，當沿流道以與拉坯方向相反的方向被輸送的引錠杆順次通過各個拉矯機時，各個拉矯機的拉矯輥依次壓下並轉動，各個拉矯輥的轉動方向與拉坯時拉矯輥的轉動方向相反。下面結合圖1來描述上述過程。具體來講，在引錠杆2到達停止位之後，引錠自動跟蹤通過程序進行計算。在引錠杆運行一段時間後到達拉矯機(以圖1為例，所示鑄流畫面中的第7#輥(即，離結晶器最遠的拉矯機輥)時，由流道控制單元發出同步跟蹤數據給拉矯機，從而順序控制多個拉矯機的拉矯輥自動升降以達到自動送引錠的目的。在上述向上輸送引錠杆的過程中，引錠杆上的引錠頭的減速位置和停止位置非常關鍵，如引錠頭的停止位置標定錯誤，引錠杆產生的運動慣性會對拉矯機的輪緣造成損壞， 影響鑄坯質量甚至導致事故。下面將結合圖2和3來詳細描述一種能夠精確地控制引錠頭的停止位置的引錠杆位置測量定位裝置。如圖1所示，引錠杆2在流道1朝著結晶器運動時，由於上一次拉坯結束時，引錠頭的位置處於拉矯機組的外側且遠離拉矯機組的位置處，因此引錠頭需先經過拉矯機組運動再次把引錠頭輸送到結晶器底部。由於在引錠杆沿著朝向結晶器的方向運動時，其速度很快，若控制不當會損壞拉矯機的輥子，因此需精確地確定引錠杆的頭部距7#拉矯機(或者說第7#輥)的準確位置。本實用新型的一個實施例通過在引錠杆2上距離引錠頭預定位置處設置互相隔開的兩個反光構件3和4(也被稱為第一和第二反光構件)來檢測引錠杆是否已經到達減速位和停止位(這需現場操作人員進行現場實物標定，停止位標定的距離必須準確)。利用遠離流道的攝像機(未示出)在固定的位置拍攝相應的流道上的引錠杆2。 攝像機與數據處理單元中的圖像處理單元連接，該圖像處理單元基於攝像機拍攝的結果判
5斷引錠杆是否已經到達減速位和停止位。第一反光構件3的位置在引錠頭與第二反光構件 4之間，並且第一反光構件3和第二反光構件4隔開預定距離，以用於確定引錠杆2是否達到減速位置。通過設置定位引錠杆2的減速位置，可控制引錠杆的傳輸速度，從而能夠準確測定出停止位。而第二反光構件4則可用於檢測和控制引錠杆2的停止位置。在引錠杆2 到達停止位之前，可利用流道的傳動機構控制引錠杆2的傳送速度，以實現減速和停止。當引錠杆到達停止位後，在流道控制單元內程序賦一初始值，因停止位到7#拉矯機的位置已經被標定好，拉矯機通過拉矯輥傳動裝置對引錠杆進行向結晶器方向進行輸送時，拉矯輥傳動裝置的速度是可以設定的，停止位到7#拉矯機的距離一定，因此只需在流道控制單元內通過程序換算就可控制弓I錠杆輸送的距離。下面將描述利用反光構件來定位引錠杆位置的基本原理和步驟。如圖1至圖3所示，當引錠杆沿著與拉坯方向相反的方向朝著7號拉矯機運動時，攝像機拍攝引錠杆的照片。由於反光構件3和4反射光線，所以在攝像機所拍攝到的反光構件的亮度與引錠杆的其它部分的亮度之間差別很大，圖像處理單元可據此對攝像機拍攝的結果進行圖像處理， 以判斷引錠杆是否已經達到減速位和停止位，從而可控制引錠杆的傳送速度。減速位和停止位標定的準確性對自動送引錠至關重要。實踐證明，利用反光構件來定位引錠杆的位置準確性和耐用性均很好。雖然在此利用反光構件作為引錠杆上的標記，但是本實用新型不限於此，例如，可採用塗特定顏色油漆、設置標誌構件等方法來識別引錠杆的標記位。具體來講，在引錠杆2沿著與拉坯方向相反的方向朝著拉矯機運動的過程中，當處於固定位置並以固定角度進行拍攝的攝像機拍攝到第一反光構件3時，圖像處理設備 (未示出)發出第一控制信號，以控制流道上的傳動機構使引錠杆進行減速；當攝像機拍攝到第二反光構件3時，圖像處理設備發出第二控制信號，以控制引錠杆停止，此時，引錠杆的引錠頭已經位於拉矯機7#輥可控範圍內(假設，χ米)。然後，流道控制單元(即，流道PLC)進行賦初始值操作，然後引錠杆在流道的傳動機構的作用下繼續沿著流道緩慢的向7#拉矯機前行。由流PLC把引錠杆跟蹤值送入輕壓下PLC，輕壓下PLC根據引錠杆跟蹤值來控制7#拉矯機的輥子提升以使引錠頭能夠通過，在引錠杆運行一定距離並通過7#拉矯機一定距離後，7#拉矯機將自動壓下。類似地，實現引錠杆順次通過各個拉矯機的步驟， 從而及時、準確地啟動對應的拉矯機的輥子，達到自動送引錠的功能。每個流道上的引錠杆2可配置一個攝像機，然而也可以由一個攝像機對應於多個流道，例如，3個流道一個攝像機。為此，圖像處理設備可將攝像機拍攝的圖像分為多個區域，其中，每個區域對應於一個流道，從而實現對多個流道的同時控制。根據本實用新型的實施例，利用攝像機來定位引錠杆的位置，實現了標定數據準確，從而能夠將數據快速、準確地送入各流道的PLC內，使得各流道控制單元能夠準確發出控制命令。根據本實用新型的實施例，通過標定引錠杆上的第一反光構件和第二反光構件， 能夠準確測量引錠杆的引錠頭與各拉矯機之間的距離，使各流道控制單元能夠發出同步啟動信號來控制拉矯機的準確運行。在自動運行送引錠時，在程序上優化計算速度控制和時間控制，使得引錠杆能夠準確到達拉矯機內部，從而達到自動送引錠控制的目的。上面的描述中參照向上輸送引錠杆的工序描述了引錠杆定位裝置，但是也可根據需要結合朝結晶器送引錠杆、向下拉動引錠杆等工序確定引錠杆的位置，從而實現對拉矯機和/或其它流道內設備的進一步控制。同時實驗證明，本實用新型的用於連鑄工藝的自動送弓I錠裝置控制精度可滿足需要。 此外，根據本實用新型的技術方案，由於引錠杆定位裝置為遠程控制設備，其幾乎不受到熱輻射，因此不易損壞，功能穩定，不易發生故障。
權利要求1.一種用於連鑄工藝的自動送引錠裝置，包括流道；引錠杆，具有與連鑄坯接觸的引錠頭；引錠杆輸送機構，用於輸送引錠杆；流道控制單元，用於控制引錠杆輸送機構的輸送速度並控制拉矯機的拉矯輥的壓下、抬起及轉動，其特徵在於，所述自動送引錠裝置還包括引錠杆定位裝置，包括設置在引錠杆上的減速位標誌和停止位標誌以及用於監測引錠杆是否到達減速位和停止位的測量裝置，減速位標誌在引錠頭和停止位標誌之間；數據處理單元，與流道控制單元連接，數據處理單元根據引錠杆定位裝置測量的結果來控制引錠杆輸送機構以調整引錠杆的傳送速度，並控制拉矯輥的壓下及轉動。
2.如權利要求1所述的自動送引錠裝置，其特徵在於減速位標記和停止位標記為反光構件，所述測量裝置為拍攝裝置。
3.如權利要求2所述的自動送引錠裝置，其特徵在於所述拍攝裝置與流道隔開。
4.如權利要求2所述的自動送引錠裝置，其特徵在於所述數據處理單元包括圖像處理裝置，該圖像處理裝置與拍攝裝置和流道控制單元連接，根據拍攝裝置拍攝的照片判斷減速位標記和停止位標記是否到達相應的預定位置。
5.如權利要求4所述的自動送引錠裝置，其特徵在於引錠杆定位裝置對多個流道上的引錠杆進行定位，以同時控制多個流道。
6.如權利要求1所述的自動送引錠裝置，其特徵在於，數據處理單元和流道控制單元通過乙太網連接。
7.如權利要求1所述的自動送引錠裝置，其特徵在於，減速位和停止位相對於拉矯機組均位於與結晶器相反的一側，減速位與拉矯機組的距離大於停止位與拉矯機組的距離。
專利摘要公開了一種用於連鑄工藝的自動送引錠裝置，包括流道；引錠杆，具有引錠頭；引錠杆輸送機構，用於輸送引錠杆；流道控制單元，用於控制引錠杆輸送機構的輸送速度並控制拉矯機的拉矯輥的壓下、抬起及轉動，所述自動送引錠裝置還包括引錠杆定位裝置，包括設置在引錠杆上的減速位標誌和停止位標誌以及用於監測引錠杆是否到達減速位和停止位的測量裝置，減速位標誌在引錠頭和停止位標誌之間；數據處理單元，與流道控制單元連接，數據處理單元根據引錠杆定位裝置測量的結果來控制引錠杆輸送機構以調整引錠杆的傳送速度，並控制控制拉矯輥的壓下及轉動。根據本實用新型的用於自動送引錠裝置能夠精確控制引錠杆位置，並且功能穩定同時不易損壞。
文檔編號B22D11/08GK202192237SQ201120323138
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者劉偉忠, 和剛, 李小勇, 費紀順, 雍新剛 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團有限公司