高爐爐前打泥量檢測裝置及控制方法
【專利摘要】本發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信號處理裝置和數顯箱；所述的位移傳感器固定安裝在泥炮機打泥油缸的頂部，通過位移傳感器對打泥油缸內活塞位置的一個讀取，儀表檢測到數據后將原始數據送入高爐PLC信號處理裝置中；本發明通過爐前炮泥機炮泥推入量的檢測方式，從而實現炮泥打入量的精確檢測，能夠實時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。
【專利說明】高爐爐前打泥量檢測裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及到煉鐵設備的【技術領域】，具體涉及高爐爐前炮泥機打泥量檢測的裝置及控制方法。
【背景技術】
[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的重要問題，打泥量的多少直接影響鐵口深度和鐵口的穩定性，打泥量過大，會出現鐵口深度過深，下次鐵口難開，浪費炮泥嚴重；打泥量過少，鐵口深度淺，出鐵時間短，或鐵口斷等異常情況，嚴重會影響高爐爐缸的穩定性，進而影響高爐穩產、高產。以往炮泥機上打泥量僅使用打泥裝置上的打泥行程指示，為機械傳動指針式。觀察指針移動判斷打泥量，只能按格進行估計(一格約7cm)，偏差大，無法準確控制打泥量，且現場距離遠，視線差，可操作性差。

【發明內容】

[0003]針對上述存在的問題，本發明提供一種爐前炮泥機炮泥推入量的檢測方式，從而實現炮泥打入量的精確檢測，能夠實時反饋至爐前操作人員，合理打入定量的炮泥，并防止炮泥的浪費的高爐爐前打泥量檢測裝置及控制方法
為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下: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信號處理裝置和數顯箱；所述的位移傳感器固定安裝在泥炮機打泥油缸的頂部，所述的打泥油缸內部設有活塞桿和泥塞組件，所述的位移傳感器經穿線管內的傳感器測量標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信號處理裝置經線路連接在數顯箱上。
[0004]本發明所述的活塞桿和泥塞組件為原炮泥機液壓油缸的組件，如打泥過程中，泥塞組件產生相對位移推動機頭的炮泥，同時由重錘鋼絲繩帶動組件的泥炮機滑塊的外圓，泥炮機滑塊動作時，由泥炮機滑塊的中心轉換為直線運動，再帶動重錘鋼絲繩，通過位移傳感器測得重錘鋼絲繩的位移值。
[0005]本發明所述的傳感器測量標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，具體是指從傳感器中拉出來的鋼絲線；本發明所述的重錘鋼絲繩是泥泡機滑塊上的鋼絲繩，是連接傳感器測量標位線和測位重錘的鋼絲繩；本發明所述的測溫重錘是與泥泡機滑塊在一起的長方形鐵塊，用于現場觀測油缸位移量。。
[0006]本發明所述的位移傳感器的精度為0.1%，線性行程為O-lOOOmm，防護等級為IP64的接線式位移傳感器，該種位移穿干凈控制精度高，方便精準測量泥炮機的打泥量。
[0007]本發明所述的位移傳感器和電源連接線路上設有冷卻管路，所述的冷卻管路連接在壓縮空氣反吹冷卻設備上，由于泥炮機鐵口處的溫度高，工作粉塵大，所述的冷卻管路可以保護儀表，和電源連接線路，保護儀表的正常工作。
[0008] 本發明所述的傳感器測量標位線為小規格鋼絲繩，通過小規格的鋼絲繩連接，連接穩定，控制精準，不易斷裂，方便更換和維護。
[0009]本發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到PLC信號處理裝置內；本發明所述的4-20mA信號為工業儀表的標準模擬信號，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]本發明所述的數顯箱設置在爐前操作室和工長操作室，所述在傳感器信號實時傳送并顯示在爐前操作室和工長操作室；通過數顯箱可實時提醒炮手裝泥的數量，避免了操作工現場高溫條件下讀取泥炮機刻度數值，實現了數據遠距離傳輸。
[0011]本發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讀取，儀表檢測到數據后將原始數據送入高爐PLC中進行信號處理；所述的判斷方法為:1)對于炮泥裝載開始及打完炮泥結束的判斷，2)泥炮機活塞運動軌跡的數值記錄，3)泥炮使用量的計算。打泥過程中儀表原始數據從大往小變化，基本規律為裝炮泥時原始數據最大，壓緊后待命時處于中間位置，堵口結束后達到周期內最小值。[0012]考慮到實際情況中由于設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，本發明所述炮泥裝載開始的具體判斷方法為:當活塞拉伸至距離最大位置5cm的范圍內時，鎖定狀態為泥炮機堵口結束，準備下一次的裝炮泥堵口 ；所述打完炮泥結束的具體判斷方法為:當泥炮機打完結束，活塞往后拉伸，當拉繩傳感器數值大于上次打泥后的最小值8cm時，即為堵口結束。
[0013]本發明所述泥炮機活塞運動軌跡的數值記錄的具體操作方法:炮泥壓制結束后，即待命等待堵口，根據儀表原始數據的變化，記錄下此時的傳感器原始值，作為泥炮機準備打泥時活塞位置的初始值；當打泥動作時程序會滯后兩秒對傳感器最小值進行交替更新，該數據為打泥結束后的原始數據，保證信號處理的準確性，程序中采用了一定的信號延時。
[0014]本發明所述泥炮使用量的計算方法為:當活塞被拉伸至最大處時，儀表原始數據回到最大值，整個過程結束，程序內部對上一周期中的活塞壓縮待命狀態的原始數據與堵口完成時的數值進行相減，得到的就是打泥量，得出的就是實際炮泥使用量。最終在畫面和爐前操作室中顯示最終的打泥數量，該值實時變化具有指導意義，并能在每次堵口結束后數據清零，累計量增加，方便成本核算。
[0015]本發明可以精確采集并計算出實際打入的炮泥量，并可納入成本考核當中，避免浪費，節約生產成本。從根本上杜絕了因爐前操作人員技能、經驗和視力的不一致，以及對鐵口狀況掌握程序不一致，每次憑操作者個人經驗判斷進行打泥操作，結果造成打泥量過大和打泥量過少的情況。
[0016]本發明所述的打泥量檢測裝置在我公司1-3#高爐上運行，效果良好，通過每次打泥量檢測，炮手對打泥量的認識有利于炮手對穩定鐵口的操作，保障爐況穩定順行具有非常強的指導性。在做好降本節支上也起到非常可觀的效果，按每個爐座I個月節約12T炮泥，即一年可節約炮泥432T，按每噸2230元計算一年可節約963360元，起到非常大的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為普通泥炮機打泥量檢測裝置結構簡圖；圖2為本發明安裝結構簡圖；
圖3為本發明連接結構簡圖；
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數顯箱，14穿線管；15泥炮機滑塊。
【具體實施方式】
[0018]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的描述。
[0019]實施例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和數顯箱13 ;所述的位移傳感器5固定安裝在泥炮機打泥油缸8的頂部，所述的打泥油缸8內部設有活塞桿9和泥塞組件10，所述的活塞桿9和泥塞組件10為原炮泥機液壓油缸的組件，如打泥過程中，泥塞組件10產生相對位移推動機頭的炮泥，同時由重錘鋼絲繩11帶動組件15的泥炮機滑塊15的外圓，泥炮機滑塊15動作時，由泥炮機滑塊15的中心轉換為直線運動，再帶動重錘鋼絲繩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經穿線管14內的傳感器測量標位線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經線路連接在數顯箱13上。
[0020]實施例2:如圖2和3所示，本發明所述的位移傳感器5和電源連接線路上設有冷卻管路4，所述的冷卻管路4連接在壓縮空氣反吹冷卻設備上，由于泥炮機鐵口處的溫度高，工作粉塵大，所述的冷卻管路可以保護儀表，和電源連接線路，保護儀表的正常工作。
[0021]實施例3:如圖3所示，本發明所述的傳感器測量標位線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，具體是指從傳感器5中拉出來的鋼絲線；本發明所述的重錘鋼絲繩7是泥泡機滑塊15上的鋼絲繩，是連接傳感器測量標位線6和測位重錘7的鋼絲繩；本發明所述的測溫重錘7是與泥泡機滑塊15在一起的長方形鐵塊，用于現場觀測油缸位移量。
[0022]實施例4:本發明所述的位移傳感器的精度為0.1%，線性行程為O-lOOOmm，防護等級為IP64的接線式位移傳感器，該種位移穿干凈控制精度高，方便精準測量泥炮機的打泥量。本發明所述的傳感器測量標位線為小規格鋼絲繩，通過小規格的鋼絲繩連接，連接穩定，控制精準，不易斷裂，方便更換和維護。本發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到PLC信號處理裝置內。
[0023]實施例5:如圖3所示，本發明所述的數顯箱設置在爐前操作室和工長操作室，所述在傳感器信號實時傳送并顯示在爐前操作室和工長操作室；通過數顯箱可實時提醒炮手裝泥的數量，避免了操作工現場高溫條件下讀取泥炮機刻度數值，實現了數據遠距離傳輸。
[0024] 實施例6:本發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讀取，儀表檢測到數據后將原始數據送入高爐PLC中進行信號處理；每次原始數據達到局部最大值時為安裝炮泥；數值在周期內的中間值時為待堵口時初始值；出完鐵堵口后數值達到周期內最小值，完成整個周期；控制系統對該數據進行判斷和計算，計算方法為:通過最大值判斷操作過程的步驟狀態，通過最小值與初始值的差值計算，得出打泥的實際量，最終在電腦上和現場數顯表上顯示。
[0025]實施例7:本發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束的判斷；考慮到實際情況中由于設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，本發明所述炮泥裝載開始的具體判斷方法為:當活塞拉伸至距離最大位置5cm的范圍內時，鎖定狀態為泥炮機堵口結束，準備下一次的裝炮泥堵口 ；所述打完炮泥結束的具體判斷方法為:當泥炮機打完結束，活塞往后拉伸，當拉繩傳感器數值大于上次打泥后的最小值8cm時，即為堵口結束；
2)泥炮機活塞運動軌跡的數值記錄；本發明所述泥炮機活塞運動軌跡的數值記錄的具體操作方法:炮泥壓制結束后，即待命等待堵口，根據儀表原始數據的變化，記錄下此時的傳感器原始值，作為泥炮機準備打泥時活塞位置的初始值；當打泥動作時程序會滯后兩秒對傳感器最小值進行交替更新，該數據為打泥結束后的原始數據，保證信號處理的準確性，程序中采用了一定的信號延時；
3)泥炮使用量的計算；本發明所述泥炮使用量的計算方法為:當活塞被拉伸至最大處時，儀表原始數據回到最大值，整個過程結束，程序內部對上一周期中的活塞壓縮待命狀態的原始數據與堵口完成時的數值進行相減，得到的就是打泥量，作累積運算，得出的就是實際炮泥使用量。最終在畫面和爐前操作室中顯示最終的打泥數量，該值實時變化具有指導意義，并能在每次堵口結束后數據清零，累計量增加，方便成本核算。
[0026]實施例8:本發明所述的高爐爐前打泥量檢測裝置如下所示:，
步驟1:首先當裝泥時數據達到45cm左右，安裝完成后等待堵口約31cm左右；通過儀表測定和計算得出打泥量的值如下表所示:
【權利要求】
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信號處理裝置和數顯箱；所述的位移傳感器固定安裝在泥炮機打泥油缸的頂部，所述的打泥油缸內部設有活塞桿和泥塞組件，所述的位移傳感器經穿線管內的傳感器測量標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信號處理裝置經線路連接在數顯箱上。
2.根據權利要求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，防護等級為IP64的接線式位移傳感器。
3.根據權利要求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有冷卻管路，所述的冷卻管路連接在壓縮空氣反吹冷卻設備上。
4.根據權利要求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位線為小規格鋼絲繩。
5.根據權利要求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.根據權利要求1高爐爐前打泥量檢測裝置，其特征在于，所述的數顯箱設置在爐前操作室和工長操作室，所述在傳感器信號實時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讀取，將儀表檢測到數據后將原始數據送入高爐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束的判斷，2)泥炮機活塞運動軌跡的數值記錄，3)泥炮使用量的計算。
8.根據權利要求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:當活塞拉伸至距離最大位置5cm的范圍內時，鎖定狀態為泥炮機堵口結束，準備下一次的裝炮泥堵口 ；所述打完炮泥結束的具體判斷方法為:當泥炮機打完結束，活塞往后拉伸，當拉繩傳感器數值大于上次打泥后的最小值8cm時，即為堵口結束。
9.根據權利要求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，所述泥炮機活塞運動軌跡的數值記錄的具體操作方法:炮泥壓制結束后，即待命等待堵口，根據儀表原始數據的變化，記錄下此時的傳感器原始值，作為泥炮機準備打泥時活塞位置的初始值；當打泥動作時程序會滯后兩秒對傳感器最小值進行交替更新，該數據為打泥結束后的原始數據。
10.根據權利要求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算方法為:當活塞被拉伸至最大處時，儀表原始數據回到最大值，整個過程結束，程序內部對上一周期中的活塞壓縮待命狀態的原始數據與堵口完成時的數值進行相減，得到的就是打泥量，得出的就是實際炮泥使用量。
【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 優先權日:2014年3月20日
【發明者】周勤超, 陳玉俊, 叢建國 申請人:江蘇永鋼集團有限公司