[發明專利]一種煉鋼轉爐鋼水的爐前自動測溫和取樣方法

有效

• 申請號: 201810229602.2
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108359767B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 李元文;沈濤;王先豪;黃標彩;汪燦龍;林鋒;彭建昌;李國棟;鐘志峰
• 申請（專利權）人: 機械科學研究總院海西(福建)分院有限公司
• 主分類號: C21C5/46
• 分類號: C21C5/46
• 代理公司: 福州科揚專利事務所 35001
• 代理人: 羅立君

本發明涉及一種煉鋼轉爐鋼水的爐前自動測溫和取樣方法，所述方法采用煉鋼轉爐爐前自動測溫與取樣系統進行測溫和取樣，所述系統包括爐前自動測溫取樣部分、套管自動拆裝部分和系統電控部分；所述套管自動拆裝部分由機器人及其抓手、套管彈倉、鋼水樣品及廢套管收集倉和機器視覺系統組成；所述機器視覺系統測量實際測溫槍和取樣槍頭部位置，通過與測溫槍和取樣槍的預設坐標對比計算出測溫槍和取樣槍頭的變形量，并將所述變形量提供給機器人，以便機器人根據所述變形量控制抓手的位移量，準確安裝各套管。在自動測溫、取樣時，將轉爐傾翻到一定角度進行測溫取樣，避免了傳統自動測溫需從爐口垂直插入完成。

技術領域

本發明涉及一種煉鋼轉爐鋼水的爐前自動測溫和取樣方法，具體涉及煉鋼轉爐爐前自動測溫和或取樣系統對煉鋼轉爐內鋼水的單獨自動測溫或取樣，或同時測溫與取樣。所述系統涉及機器人和機器視覺應用于測溫、取樣套管自動裝甲的結構設計及開發。所述方法可替代人工完成測溫、取樣工作，屬于智能化、自動化設備設計開發及其在冶煉系統應用的領域。

背景技術

目前大噸位轉爐鋼水的自動測溫取樣有進口的設備，他們的工作方式是從轉爐爐口頂部垂直插進轉爐中進行測溫取樣的。該進口設備投資大，并且需要對轉爐進行大規模的改造，才能安裝使用該種頂部插入式的自動設備。目前煉鋼LF精煉爐有自動測溫取樣的自動設備，這種工作方式與大噸位轉爐進口自動測溫取樣設備的工作方式相同，都是從精煉爐口垂直插入爐內完成工作的方式。

自動測溫取樣系統在測溫取樣過程中，存在以下幾方面問題：當將測溫套管裝到測溫槍時，對插入尺寸精度要求高，太深會破壞套管頭部的熱電偶，太淺則沒有碰到觸點，不能將溫度信號傳到發射裝置，而現有技術難以實現該高精度的插入尺寸控制；測溫套管、測溫保護套管和取樣套管的內孔與測溫槍和、取樣槍的外徑相差較小，套管與槍對準安裝的精確度要求高；測溫槍、取樣槍頭部易彎曲變形，在一定的變形量下，套管與槍頭難以準確安裝；測溫套管、測溫保護套管和取樣套管的外徑存在一定范圍的變動，無法可靠抓取。

目前中小噸位的轉爐是人工進行測溫取樣的，這種工作方式是先將轉爐傾翻到一定的角度，爐口斜向爐前，人工將測溫槍、取樣槍插入爐內完成測溫、取樣工作。同時，由人工完成測溫槍、取樣槍拆裝、測溫、取樣套管的工作。

然而，轉爐在傾翻狀態下進行測溫取樣，則測溫槍和取樣槍存在較長(5.5米以上)的懸臂，在這么長的懸臂下，存在小管徑(φ16)的管撓度大、易彎曲問題。現場溫度高(轉爐的溫度可達1700℃以上)，鋼鐵在高溫下強度會下降，從而造成測溫槍和取樣槍剛性降低的問題。

工人勞動強度大，存在易受燙傷等的危險因素。由于人工的操作，爐內測溫取樣的點每次都不一樣，且結果不穩定波動較大。

發明內容

本發明的目的是設計一種煉鋼轉爐鋼水的爐前自動測溫和取樣方法，用于替代傳統的人工測溫、取樣和套管裝拆工作。所述方法采用煉鋼轉爐爐前自動測溫與取樣系統進行單獨測溫或取樣，或同時進行測溫和取樣。

所述系統包括三大部分子系統，相互配合，能夠同時實現自動測溫，取樣以及套管的自動裝拆三大功能；在自動測溫取樣過程中，通過機器視覺系統準確判斷槍頭位置，以精準對套管進行抓取并插入對應槍頭。

本發明的技術方案如下：

煉鋼轉爐爐前自動測溫與取樣系統包括爐前自動測溫取樣部分、套管自動拆裝部分和系統電控部分。

所述爐前自動測溫取樣部分由縱移裝置、翻轉裝置、翻轉安全裝置、旋轉裝置、橫移裝置和行走小車組成；所述行走小車帶動整個所述系統跟隨爐前擋火門移動；所述橫移裝置帶動測溫槍和取樣槍左右橫移到各個工作位；所述旋轉裝置實現測溫槍和取樣槍在90°的角度工作位置切換；所述翻轉安全裝置是對高達6米多的縱移機構的安全防護裝置；所述翻轉裝置用于實現測溫槍和取樣槍從垂直向下位置翻轉到與傾翻后轉爐爐口相對的工作位置的自動切換；所述縱移裝置用于驅動測溫槍和取樣槍進出轉爐，實現對鋼水的測溫取樣；