高爐爐前打泥量檢測裝置及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高爐爐前打泥量檢測裝置及控制方法，所述的檢測裝置包括位移傳感器、測位重錘、PLC信號處理裝置和數(shù)顯箱；所述的位移傳感器固定安裝在泥炮機(jī)打泥油缸的頂部，通過位移傳感器對打泥油缸內(nèi)活塞位置的一個(gè)讀取，儀表檢測到數(shù)據(jù)后將原始數(shù)據(jù)送入高爐PLC信號處理裝置中；本發(fā)明通過爐前炮泥機(jī)炮泥推入量的檢測方式，從而實(shí)現(xiàn)炮泥打入量的精確檢測，能夠?qū)崟r(shí)反饋至爐前操作人員，合理打入定量的炮泥，并防止炮泥的浪費(fèi)。
【專利說明】高爐爐前打泥量檢測裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及到煉鐵設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及高爐爐前炮泥機(jī)打泥量檢測的裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐爐前堵口打泥量的精確控制一直是多年來困擾高爐生產(chǎn)的重要問題，打泥量的多少直接影響鐵口深度和鐵口的穩(wěn)定性，打泥量過大，會(huì)出現(xiàn)鐵口深度過深，下次鐵口難開，浪費(fèi)炮泥嚴(yán)重；打泥量過少，鐵口深度淺，出鐵時(shí)間短，或鐵口斷等異常情況，嚴(yán)重會(huì)影響高爐爐缸的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響高爐穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。以往炮泥機(jī)上打泥量僅使用打泥裝置上的打泥行程指示，為機(jī)械傳動(dòng)指針式。觀察指針移動(dòng)判斷打泥量，只能按格進(jìn)行估計(jì)(一格約7cm)，偏差大，無法準(zhǔn)確控制打泥量，且現(xiàn)場距離遠(yuǎn)，視線差，可操作性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種爐前炮泥機(jī)炮泥推入量的檢測方式，從而實(shí)現(xiàn)炮泥打入量的精確檢測，能夠?qū)崟r(shí)反饋至爐前操作人員，合理打入定量的炮泥，并防止炮泥的浪費(fèi)的高爐爐前打泥量檢測裝置及控制方法
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種高爐爐前打泥量檢測裝置，所述的檢測裝置包括位移傳感器、測位重錘、PLC信號處理裝置和數(shù)顯箱；所述的位移傳感器固定安裝在泥炮機(jī)打泥油缸的頂部，所述的打泥油缸內(nèi)部設(shè)有活塞桿和泥塞組件，所述的位移傳感器經(jīng)穿線管內(nèi)的傳感器測量標(biāo)位線與重錘鋼絲繩相連接，所述的重錘鋼絲繩連接在測位重錘上，所述的測溫重錘連接在固定泥炮機(jī)滑塊上，所述的位移傳感器傳輸線路連接在PLC信號處理裝置上，所述的PLC信號處理裝置經(jīng)線路連接在數(shù)顯箱上。
[0004]本發(fā)明所述的活塞桿和泥塞組件為原炮泥機(jī)液壓油缸的組件，如打泥過程中，泥塞組件產(chǎn)生相對位移推動(dòng)機(jī)頭的炮泥，同時(shí)由重錘鋼絲繩帶動(dòng)組件的泥炮機(jī)滑塊的外圓，泥炮機(jī)滑塊動(dòng)作時(shí)，由泥炮機(jī)滑塊的中心轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，再帶動(dòng)重錘鋼絲繩，通過位移傳感器測得重錘鋼絲繩的位移值。
[0005]本發(fā)明所述的傳感器測量標(biāo)位線是位移傳感器的拉出線，傳感器安裝后，始終處于拉出測量的狀態(tài)，具體是指從傳感器中拉出來的鋼絲線；本發(fā)明所述的重錘鋼絲繩是泥泡機(jī)滑塊上的鋼絲繩，是連接傳感器測量標(biāo)位線和測位重錘的鋼絲繩；本發(fā)明所述的測溫重錘是與泥泡機(jī)滑塊在一起的長方形鐵塊，用于現(xiàn)場觀測油缸位移量。。
[0006]本發(fā)明所述的位移傳感器的精度為0.1%，線性行程為O-lOOOmm，防護(hù)等級為IP64的接線式位移傳感器，該種位移穿干凈控制精度高，方便精準(zhǔn)測量泥炮機(jī)的打泥量。
[0007]本發(fā)明所述的位移傳感器和電源連接線路上設(shè)有冷卻管路，所述的冷卻管路連接在壓縮空氣反吹冷卻設(shè)備上，由于泥炮機(jī)鐵口處的溫度高，工作粉塵大，所述的冷卻管路可以保護(hù)儀表，和電源連接線路，保護(hù)儀表的正常工作。
[0008] 本發(fā)明所述的傳感器測量標(biāo)位線為小規(guī)格鋼絲繩，通過小規(guī)格的鋼絲繩連接，連接穩(wěn)定，控制精準(zhǔn)，不易斷裂，方便更換和維護(hù)。
[0009]本發(fā)明所述的位移傳感器與PLC信號處理裝置之間的傳輸線路為兩線制的4-20mA的線路，通過4-20mA的線路將位移傳感器的信號傳輸?shù)絇LC信號處理裝置內(nèi)；本發(fā)明所述的4-20mA信號為工業(yè)儀表的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號，可與儀表、PLC、隔離器直接連接，而且能有效降低電磁噪聲干擾及電纜長度帶來的偏差。
[0010]本發(fā)明所述的數(shù)顯箱設(shè)置在爐前操作室和工長操作室，所述在傳感器信號實(shí)時(shí)傳送并顯示在爐前操作室和工長操作室；通過數(shù)顯箱可實(shí)時(shí)提醒炮手裝泥的數(shù)量，避免了操作工現(xiàn)場高溫條件下讀取泥炮機(jī)刻度數(shù)值，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。
[0011]本發(fā)明所述的一種高爐爐前打泥量檢測裝置的檢測方法，所述的檢測方法包括操作流程和判斷方法；所述的操作流程為:通過位移傳感器對活塞位置的一個(gè)讀取，儀表檢測到數(shù)據(jù)后將原始數(shù)據(jù)送入高爐PLC中進(jìn)行信號處理；所述的判斷方法為:1)對于炮泥裝載開始及打完炮泥結(jié)束的判斷，2)泥炮機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)值記錄，3)泥炮使用量的計(jì)算。打泥過程中儀表原始數(shù)據(jù)從大往小變化，基本規(guī)律為裝炮泥時(shí)原始數(shù)據(jù)最大，壓緊后待命時(shí)處于中間位置，堵口結(jié)束后達(dá)到周期內(nèi)最小值。[0012]考慮到實(shí)際情況中由于設(shè)備磨損或儀表更換帶來的初始值變化，在程序中以最大值的上升過程及下降過程作為打泥過程的起始條件，本發(fā)明所述炮泥裝載開始的具體判斷方法為:當(dāng)活塞拉伸至距離最大位置5cm的范圍內(nèi)時(shí)，鎖定狀態(tài)為泥炮機(jī)堵口結(jié)束，準(zhǔn)備下一次的裝炮泥堵口 ；所述打完炮泥結(jié)束的具體判斷方法為:當(dāng)泥炮機(jī)打完結(jié)束，活塞往后拉伸，當(dāng)拉繩傳感器數(shù)值大于上次打泥后的最小值8cm時(shí)，即為堵口結(jié)束。
[0013]本發(fā)明所述泥炮機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)值記錄的具體操作方法:炮泥壓制結(jié)束后，即待命等待堵口，根據(jù)儀表原始數(shù)據(jù)的變化，記錄下此時(shí)的傳感器原始值，作為泥炮機(jī)準(zhǔn)備打泥時(shí)活塞位置的初始值；當(dāng)打泥動(dòng)作時(shí)程序會(huì)滯后兩秒對傳感器最小值進(jìn)行交替更新，該數(shù)據(jù)為打泥結(jié)束后的原始數(shù)據(jù)，保證信號處理的準(zhǔn)確性，程序中采用了一定的信號延時(shí)。
[0014]本發(fā)明所述泥炮使用量的計(jì)算方法為:當(dāng)活塞被拉伸至最大處時(shí)，儀表原始數(shù)據(jù)回到最大值，整個(gè)過程結(jié)束，程序內(nèi)部對上一周期中的活塞壓縮待命狀態(tài)的原始數(shù)據(jù)與堵口完成時(shí)的數(shù)值進(jìn)行相減，得到的就是打泥量，得出的就是實(shí)際炮泥使用量。最終在畫面和爐前操作室中顯示最終的打泥數(shù)量，該值實(shí)時(shí)變化具有指導(dǎo)意義，并能在每次堵口結(jié)束后數(shù)據(jù)清零，累計(jì)量增加，方便成本核算。
[0015]本發(fā)明可以精確采集并計(jì)算出實(shí)際打入的炮泥量，并可納入成本考核當(dāng)中，避免浪費(fèi)，節(jié)約生產(chǎn)成本。從根本上杜絕了因爐前操作人員技能、經(jīng)驗(yàn)和視力的不一致，以及對鐵口狀況掌握程序不一致，每次憑操作者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)判斷進(jìn)行打泥操作，結(jié)果造成打泥量過大和打泥量過少的情況。
[0016]本發(fā)明所述的打泥量檢測裝置在我公司1-3#高爐上運(yùn)行，效果良好，通過每次打泥量檢測，炮手對打泥量的認(rèn)識(shí)有利于炮手對穩(wěn)定鐵口的操作，保障爐況穩(wěn)定順行具有非常強(qiáng)的指導(dǎo)性。在做好降本節(jié)支上也起到非?？捎^的效果，按每個(gè)爐座I個(gè)月節(jié)約12T炮泥，即一年可節(jié)約炮泥432T，按每噸2230元計(jì)算一年可節(jié)約963360元，起到非常大的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為普通泥炮機(jī)打泥量檢測裝置結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)簡圖；
圖3為本發(fā)明連接結(jié)構(gòu)簡圖；
其中I活塞，2刻度尺，3滑塊，4冷卻管路，5位移傳感器，6傳感器測量標(biāo)位線，7測位重錘，8打泥油缸，9活塞桿，10泥塞組件，11重錘鋼絲繩，12 PLC信號處理裝置，13數(shù)顯箱，14穿線管；15泥炮機(jī)滑塊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0019]實(shí)施例1:如圖2和3所示的一種高爐爐前打泥量檢測裝置，所述的檢測裝置包括位移傳感器5、測位重錘7、PLC信號處理裝置12和數(shù)顯箱13 ;所述的位移傳感器5固定安裝在泥炮機(jī)打泥油缸8的頂部，所述的打泥油缸8內(nèi)部設(shè)有活塞桿9和泥塞組件10，所述的活塞桿9和泥塞組件10為原炮泥機(jī)液壓油缸的組件，如打泥過程中，泥塞組件10產(chǎn)生相對位移推動(dòng)機(jī)頭的炮泥，同時(shí)由重錘鋼絲繩11帶動(dòng)組件15的泥炮機(jī)滑塊15的外圓，泥炮機(jī)滑塊15動(dòng)作時(shí)，由泥炮機(jī)滑塊15的中心轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，再帶動(dòng)重錘鋼絲繩11，通過位移傳感器5測得重錘鋼絲繩11的位移值，所述的位移傳感器5經(jīng)穿線管14內(nèi)的傳感器測量標(biāo)位線6與重錘鋼絲繩11的相連接，所述的重錘鋼絲繩11連接在測位重錘7上，所述的測溫重錘7固定連接在泥炮機(jī)滑塊15上，所述的位移傳感器5傳輸線路連接在PLC信號處理裝置12上，所述的PLC信號處理裝置12經(jīng)線路連接在數(shù)顯箱13上。
[0020]實(shí)施例2:如圖2和3所示，本發(fā)明所述的位移傳感器5和電源連接線路上設(shè)有冷卻管路4，所述的冷卻管路4連接在壓縮空氣反吹冷卻設(shè)備上，由于泥炮機(jī)鐵口處的溫度高，工作粉塵大，所述的冷卻管路可以保護(hù)儀表，和電源連接線路，保護(hù)儀表的正常工作。
[0021]實(shí)施例3:如圖3所示，本發(fā)明所述的傳感器測量標(biāo)位線6是位移傳感器5的拉出線，傳感器5安裝后，始終處于拉出測量的狀態(tài)，具體是指從傳感器5中拉出來的鋼絲線；本發(fā)明所述的重錘鋼絲繩7是泥泡機(jī)滑塊15上的鋼絲繩，是連接傳感器測量標(biāo)位線6和測位重錘7的鋼絲繩；本發(fā)明所述的測溫重錘7是與泥泡機(jī)滑塊15在一起的長方形鐵塊，用于現(xiàn)場觀測油缸位移量。
[0022]實(shí)施例4:本發(fā)明所述的位移傳感器的精度為0.1%，線性行程為O-lOOOmm，防護(hù)等級為IP64的接線式位移傳感器，該種位移穿干凈控制精度高，方便精準(zhǔn)測量泥炮機(jī)的打泥量。本發(fā)明所述的傳感器測量標(biāo)位線為小規(guī)格鋼絲繩，通過小規(guī)格的鋼絲繩連接，連接穩(wěn)定，控制精準(zhǔn)，不易斷裂，方便更換和維護(hù)。本發(fā)明所述的位移傳感器與PLC信號處理裝置之間的傳輸線路為兩線制的4-20mA的線路，通過4-20mA的線路將位移傳感器的信號傳輸?shù)絇LC信號處理裝置內(nèi)。
[0023]實(shí)施例5:如圖3所示，本發(fā)明所述的數(shù)顯箱設(shè)置在爐前操作室和工長操作室，所述在傳感器信號實(shí)時(shí)傳送并顯示在爐前操作室和工長操作室；通過數(shù)顯箱可實(shí)時(shí)提醒炮手裝泥的數(shù)量，避免了操作工現(xiàn)場高溫條件下讀取泥炮機(jī)刻度數(shù)值，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。
[0024] 實(shí)施例6:本發(fā)明所述的一種高爐爐前打泥量檢測裝置的檢測方法，如永鋼一鐵廠3座高爐使用了該檢測裝置，安裝調(diào)試完成后便可檢測打泥量。打泥過程也可通過軟件的歷史趨勢進(jìn)行追溯，所述的操作流程為:通過位移傳感器對活塞位置的一個(gè)讀取，儀表檢測到數(shù)據(jù)后將原始數(shù)據(jù)送入高爐PLC中進(jìn)行信號處理；每次原始數(shù)據(jù)達(dá)到局部最大值時(shí)為安裝炮泥；數(shù)值在周期內(nèi)的中間值時(shí)為待堵口時(shí)初始值；出完鐵堵口后數(shù)值達(dá)到周期內(nèi)最小值，完成整個(gè)周期；控制系統(tǒng)對該數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和計(jì)算，計(jì)算方法為:通過最大值判斷操作過程的步驟狀態(tài)，通過最小值與初始值的差值計(jì)算，得出打泥的實(shí)際量，最終在電腦上和現(xiàn)場數(shù)顯表上顯示。
[0025]實(shí)施例7:本發(fā)明所述的一種高爐爐前打泥量檢測裝置的判斷方法為:
1)對于炮泥裝載開始及打完炮泥結(jié)束的判斷；考慮到實(shí)際情況中由于設(shè)備磨損或儀表更換帶來的初始值變化，在程序中以最大值的上升過程及下降過程作為打泥過程的起始條件，本發(fā)明所述炮泥裝載開始的具體判斷方法為:當(dāng)活塞拉伸至距離最大位置5cm的范圍內(nèi)時(shí)，鎖定狀態(tài)為泥炮機(jī)堵口結(jié)束，準(zhǔn)備下一次的裝炮泥堵口 ；所述打完炮泥結(jié)束的具體判斷方法為:當(dāng)泥炮機(jī)打完結(jié)束，活塞往后拉伸，當(dāng)拉繩傳感器數(shù)值大于上次打泥后的最小值8cm時(shí)，即為堵口結(jié)束；
2)泥炮機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)值記錄；本發(fā)明所述泥炮機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)值記錄的具體操作方法:炮泥壓制結(jié)束后，即待命等待堵口，根據(jù)儀表原始數(shù)據(jù)的變化，記錄下此時(shí)的傳感器原始值，作為泥炮機(jī)準(zhǔn)備打泥時(shí)活塞位置的初始值；當(dāng)打泥動(dòng)作時(shí)程序會(huì)滯后兩秒對傳感器最小值進(jìn)行交替更新，該數(shù)據(jù)為打泥結(jié)束后的原始數(shù)據(jù)，保證信號處理的準(zhǔn)確性，程序中采用了一定的信號延時(shí)；
3)泥炮使用量的計(jì)算；本發(fā)明所述泥炮使用量的計(jì)算方法為:當(dāng)活塞被拉伸至最大處時(shí)，儀表原始數(shù)據(jù)回到最大值，整個(gè)過程結(jié)束，程序內(nèi)部對上一周期中的活塞壓縮待命狀態(tài)的原始數(shù)據(jù)與堵口完成時(shí)的數(shù)值進(jìn)行相減，得到的就是打泥量，作累積運(yùn)算，得出的就是實(shí)際炮泥使用量。最終在畫面和爐前操作室中顯示最終的打泥數(shù)量，該值實(shí)時(shí)變化具有指導(dǎo)意義，并能在每次堵口結(jié)束后數(shù)據(jù)清零，累計(jì)量增加，方便成本核算。
[0026]實(shí)施例8:本發(fā)明所述的高爐爐前打泥量檢測裝置如下所示:，
步驟1:首先當(dāng)裝泥時(shí)數(shù)據(jù)達(dá)到45cm左右，安裝完成后等待堵口約31cm左右；通過儀表測定和計(jì)算得出打泥量的值如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種高爐爐前打泥量檢測裝置，其特征在于，所述的檢測裝置包括位移傳感器、測位重錘、PLC信號處理裝置和數(shù)顯箱；所述的位移傳感器固定安裝在泥炮機(jī)打泥油缸的頂部，所述的打泥油缸內(nèi)部設(shè)有活塞桿和泥塞組件，所述的位移傳感器經(jīng)穿線管內(nèi)的傳感器測量標(biāo)位線與重錘鋼絲繩相連接，所述的重錘鋼絲繩連接在測位重錘上，所述的測溫重錘固定連接在泥炮機(jī)滑塊上，所述的位移傳感器傳輸線路連接在PLC信號處理裝置上，所述的PLC信號處理裝置經(jīng)線路連接在數(shù)顯箱上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1高爐爐前打泥量檢測裝置，其特征在于，所述的位移傳感器的精度為0.1%，線性行程為O-lOOOmm，防護(hù)等級為IP64的接線式位移傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1高爐爐前打泥量檢測裝置，其特征在于，所述的位移傳感器和電源連接線路上設(shè)有冷卻管路，所述的冷卻管路連接在壓縮空氣反吹冷卻設(shè)備上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1高爐爐前打泥量檢測裝置，其特征在于，所述的傳感器測量標(biāo)位線為小規(guī)格鋼絲繩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1高爐爐前打泥量檢測裝置，其特征在于，所述的位移傳感器與PLC信號處理裝置之間的傳輸線路為兩線制的4-20mA的線路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1高爐爐前打泥量檢測裝置，其特征在于，所述的數(shù)顯箱設(shè)置在爐前操作室和工長操作室，所述在傳感器信號實(shí)時(shí)傳送并顯示在爐前操作室和工長操作室。
7.一種高爐爐前打泥量檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述的檢測方法包括操作流程和判斷方法；所述的操作流程為:通過位移傳感器是通過對活塞位置的一個(gè)讀取，將儀表檢測到數(shù)據(jù)后將原始數(shù)據(jù)送入高爐PLC信號處理裝置中；所述的判斷方法為:1)對于炮泥裝載開始及打完炮泥結(jié)束的判斷，2)泥炮機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)值記錄，3)泥炮使用量的計(jì)算。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高爐爐前打泥量檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述炮泥裝載開始的具體判斷方法為:當(dāng)活塞拉伸至距離最大位置5cm的范圍內(nèi)時(shí)，鎖定狀態(tài)為泥炮機(jī)堵口結(jié)束，準(zhǔn)備下一次的裝炮泥堵口 ；所述打完炮泥結(jié)束的具體判斷方法為:當(dāng)泥炮機(jī)打完結(jié)束，活塞往后拉伸，當(dāng)拉繩傳感器數(shù)值大于上次打泥后的最小值8cm時(shí)，即為堵口結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高爐爐前打泥量檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述泥炮機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)值記錄的具體操作方法:炮泥壓制結(jié)束后，即待命等待堵口，根據(jù)儀表原始數(shù)據(jù)的變化，記錄下此時(shí)的傳感器原始值，作為泥炮機(jī)準(zhǔn)備打泥時(shí)活塞位置的初始值；當(dāng)打泥動(dòng)作時(shí)程序會(huì)滯后兩秒對傳感器最小值進(jìn)行交替更新，該數(shù)據(jù)為打泥結(jié)束后的原始數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高爐爐前打泥量檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述泥炮使用量的計(jì)算方法為:當(dāng)活塞被拉伸至最大處時(shí)，儀表原始數(shù)據(jù)回到最大值，整個(gè)過程結(jié)束，程序內(nèi)部對上一周期中的活塞壓縮待命狀態(tài)的原始數(shù)據(jù)與堵口完成時(shí)的數(shù)值進(jìn)行相減，得到的就是打泥量，得出的就是實(shí)際炮泥使用量。
【文檔編號】C21B7/24GK103911476SQ201410104556
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】周勤超, 陳玉俊, 叢建國 申請人:江蘇永鋼集團(tuán)有限公司