专利名称：用于连铸工艺的自动送引锭装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于连铸工艺的自动送引锭装置，尤其是涉及一种具有引锭杆定位装置的用于连铸工艺的自动送引锭装置。
背景技术：
在钢的生产过程中，连铸作业是衔接炼钢和轧钢之间的一项特殊作业，其作用是将钢液转变为固体。通常，连铸设备主要包括钢包、中间包、结晶器、结晶振动器振动装置、 二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等。在连铸作业中，钢包中的钢液经中间包流动至结晶器，在结晶器振动装置的作用下，结晶器中的钢液结晶。首先，引锭杆经过拉矫机组被朝着结晶器输送。引锭杆的引锭头是结晶器的“活底”，当浇注开始前它堵住结晶器下口 ；浇注开始后，结晶器内的钢液与引锭头凝结在一起；通过拉坯矫直装置的牵弓I，铸坯随引锭杆连续地从结晶器下口拉出，直到铸坯通过拉坯矫直装置与引锭杆脱钩位置，引锭装置完成任务，铸机进入正常拉坯状态。在连铸生产线若中采用手动送引锭方式，对生产线的设备损伤性非常大。而在目前的连铸行业中，自动送引锭控制技术又存在一定局限性，主要是设备易损坏且难易维护， 信号检测不易安装。按照连铸生产的要求，如要满足自动送引锭的功能，信号距离的同步跟踪必须准确。如果同步信号不准确，拉矫辊跟踪就不能同步启动，达不到自动送引锭的目的。现在连铸生产行业中自动送引锭存在以下问题1、如果不采用自动送引锭，对拉矫机的轮缘存在非常大的损伤，而如果拉矫轮缘损伤大，那么在生产过程中就可能影响到铸坯质量。2、目前国内部分连铸行业均采用接近开关以在切前辊处检测同步辊跟踪信号，在流数比较多的情况下，在中间位置，环境温度和热坯带来的热辐射，对设备损坏严重，可以说基本上满足不了控制要求。上述问题的存在常常导致连铸行业自动送引锭不能实现。通常来讲，研究信号检测辊的安装方式，因该安装方式结构复杂，会使得人力和资源浪费严重，最后也达不到控制实现的最佳化。为了实现连铸自动送引锭控制功能，对生产现场的引锭同步跟踪必须准确定位， 信号检测要快速、准确，同时也要考虑到设备维护简单、调试安装、使用维护上机动灵活，同时还应尽量满足设备易维护、不易损坏。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够精确控制引锭杆位置的用于连铸工艺的自动送引锭装置。本实用新型的另一目的在于提供一种功能稳定且不易损坏的用于连铸工艺的自动送引锭装置。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于连铸工艺的自动送引锭装置，包括流道；引锭杆，具有与连铸坯接触的引锭头；引锭杆输送机构，用于输送引锭杆；流道控制单元，用于控制引锭杆输送机构的输送速度并控制拉矫机的拉矫辊的压下、抬起及转动， 其中，所述自动送引锭装置还包括引锭杆定位装置，包括设置在引锭杆上的减速位标志和停止位标志以及用于监测引锭杆是否到达减速位和停止位的测量装置，减速位标志在引锭头和停止位标志之间；数据处理单元，与流道控制单元连接，数据处理单元根据引锭杆定位装置测量的结果来控制引锭杆输送机构以调整引锭杆的传送速度，并控制拉矫辊的压下及转动。减速位标记和停止位标记可以是反光构件，所述测量装置可以是拍摄装置。所述拍摄装置可以与流道隔开。所述数据处理单元可包括图像处理装置，该图像处理装置与拍摄装置和流道控制单元连接，根据拍摄装置拍摄的照片判断减速位标记和停止位标记是否到达相应的预定位置。引锭杆定位装置可以对多个流道上的引锭杆进行定位，以同时控制多个流道。数据处理单元和流道控制单元可以通过以太网连接。减速位和停止位相对于拉矫机组可以均位于与结晶器相反的一侧，减速位与拉矫机组的距离大于停止位与拉矫机组的距离。与现有技术相比，本实用新型的自动送引锭装置的有益效果在于(1)由于引锭杆定位装置为远程控制设备，其几乎不会受到热辐射，因此不易损坏，功能稳定，不易发生故障；( 通过设定减速位和停止位，能够合理控制引锭杆在不同位置处的运行速度，提高了工作效率。
图1示出了铸流控制画面。图2是流道中具有反光构件的引锭杆的示意图。图3是控制信号的流程图。
具体实施方式
如图1至图3所示，根据本实用新型的用于连铸工艺的自动送引锭装置包括流道 1 ；引锭杆2，具有与连铸坯接触的引锭头；引锭杆输送机构(未示出)，用于沿流道以与拉坯方向相反的方向将引锭杆朝向拉矫机输送；流道控制单元，用于控制引锭杆输送机构的传输速度和拉矫机的拉矫辊的压下、抬起及转动。此外，所述自动送引锭装置包括引锭杆定位装置，所述引锭杆定位装置包括设置在引锭杆上的减速位标志和停止位标志以及用于监测引锭杆是否达到减速位或停止位的测量装置(未示出)，其中，引锭杆的减速位和停止位均位于拉矫机的外侧(即，位于与结晶器相反的一侧)。减速位标志与引锭头之间的距离应小于停止位标志与引锭头之间的距离。所述自动送引锭装置还包括数据处理单元和流道控制单元。该数据处理单元将引锭杆定位装置测得的结果处理成电信号，并将该电信号发送到流道控制单元。流道控制单元可控制引锭杆输送机构和拉矫机组。也就是说，流道控制单元可根据接收到的电信号来改变引锭杆的传送速度，并根据接收到的电信号来来控制拉矫辊的压下及转动。[0023]在将引锭杆经拉矫机组向结晶器输送时，对引锭头位置的判断或计算是实现自动送引锭的关键。图1示出了铸流控制画面。如图1所示，每个连铸系统可包括若干个流道(例如， 6个)。在连铸操作开始之前，首先需要通过引锭杆输送机构将引锭杆沿流道以与拉坯方向相反的方向从流道下游向拉矫机组输送，然后再经过拉矫机组，直至将引锭杆的引锭头送入结晶器中。本实用新型的用于连铸工艺的自动送引锭装置可以通过如下方式被使用。在通过引锭杆输送结构沿流道以与拉坯方向相反的方向将引锭杆向拉矫机组输送时，为了缩短输送时间以提高效率，可以采用比较大的速度(例如，30-35m/min)来输送引锭杆。引锭杆定位装置的测量装置用于监测设置在引锭杆上的减速位标志或停止位标志是否到达预定位置。这里，所述预定位置是相对于拉矫机组的最后一个拉矫机(即，送引锭杆时，引锭杆头第一个经过的拉矫机)而言的位置。当引锭杆定位装置检测到引锭杆2首先到达预定减速位时，通过数据处理单元发出的电信号被传输至流道控制单元，以控制引锭杆输送机构降低引锭杆的传送速度(例如，降低5-lOm/min)；然后，当引锭杆定位装置检测到引锭杆2到达预定停止位时，通过数据处理单元发出的电信号控制引锭杆输送机构停止输送引锭杆， 从而流道控制单元的操作可根据需要控制拉矫辊的压下及转动。这时，拉矫辊的转动方向与拉坯时拉矫辊的转动方向相反，从而能够通过拉矫辊的转动继续沿流道以与拉坯方向相反的方向输送引锭杆。对于拉矫机组包括多个拉矫机的情况，当沿流道以与拉坯方向相反的方向被输送的引锭杆顺次通过各个拉矫机时，各个拉矫机的拉矫辊依次压下并转动，各个拉矫辊的转动方向与拉坯时拉矫辊的转动方向相反。下面结合图1来描述上述过程。具体来讲，在引锭杆2到达停止位之后，引锭自动跟踪通过程序进行计算。在引锭杆运行一段时间后到达拉矫机(以图1为例，所示铸流画面中的第7#辊(即，离结晶器最远的拉矫机辊)时，由流道控制单元发出同步跟踪数据给拉矫机，从而顺序控制多个拉矫机的拉矫辊自动升降以达到自动送引锭的目的。在上述向上输送引锭杆的过程中，引锭杆上的引锭头的减速位置和停止位置非常关键，如引锭头的停止位置标定错误，引锭杆产生的运动惯性会对拉矫机的轮缘造成损坏， 影响铸坯质量甚至导致事故。下面将结合图2和3来详细描述一种能够精确地控制引锭头的停止位置的引锭杆位置测量定位装置。如图1所示，引锭杆2在流道1朝着结晶器运动时，由于上一次拉坯结束时，引锭头的位置处于拉矫机组的外侧且远离拉矫机组的位置处，因此引锭头需先经过拉矫机组运动再次把引锭头输送到结晶器底部。由于在引锭杆沿着朝向结晶器的方向运动时，其速度很快，若控制不当会损坏拉矫机的辊子，因此需精确地确定引锭杆的头部距7#拉矫机(或者说第7#辊)的准确位置。本实用新型的一个实施例通过在引锭杆2上距离引锭头预定位置处设置互相隔开的两个反光构件3和4(也被称为第一和第二反光构件)来检测引锭杆是否已经到达减速位和停止位(这需现场操作人员进行现场实物标定，停止位标定的距离必须准确)。利用远离流道的摄像机(未示出)在固定的位置拍摄相应的流道上的引锭杆2。 摄像机与数据处理单元中的图像处理单元连接，该图像处理单元基于摄像机拍摄的结果判
5断引锭杆是否已经到达减速位和停止位。第一反光构件3的位置在引锭头与第二反光构件 4之间，并且第一反光构件3和第二反光构件4隔开预定距离，以用于确定引锭杆2是否达到减速位置。通过设置定位引锭杆2的减速位置，可控制引锭杆的传输速度，从而能够准确测定出停止位。而第二反光构件4则可用于检测和控制引锭杆2的停止位置。在引锭杆2 到达停止位之前，可利用流道的传动机构控制引锭杆2的传送速度，以实现减速和停止。当引锭杆到达停止位后，在流道控制单元内程序赋一初始值，因停止位到7#拉矫机的位置已经被标定好，拉矫机通过拉矫辊传动装置对引锭杆进行向结晶器方向进行输送时，拉矫辊传动装置的速度是可以设定的，停止位到7#拉矫机的距离一定，因此只需在流道控制单元内通过程序换算就可控制弓I锭杆输送的距离。下面将描述利用反光构件来定位引锭杆位置的基本原理和步骤。如图1至图3所示，当引锭杆沿着与拉坯方向相反的方向朝着7号拉矫机运动时，摄像机拍摄引锭杆的照片。由于反光构件3和4反射光线，所以在摄像机所拍摄到的反光构件的亮度与引锭杆的其它部分的亮度之间差别很大，图像处理单元可据此对摄像机拍摄的结果进行图像处理， 以判断引锭杆是否已经达到减速位和停止位，从而可控制引锭杆的传送速度。减速位和停止位标定的准确性对自动送引锭至关重要。实践证明，利用反光构件来定位引锭杆的位置准确性和耐用性均很好。虽然在此利用反光构件作为引锭杆上的标记，但是本实用新型不限于此，例如，可采用涂特定颜色油漆、设置标志构件等方法来识别引锭杆的标记位。具体来讲，在引锭杆2沿着与拉坯方向相反的方向朝着拉矫机运动的过程中，当处于固定位置并以固定角度进行拍摄的摄像机拍摄到第一反光构件3时，图像处理设备 (未示出)发出第一控制信号，以控制流道上的传动机构使引锭杆进行减速；当摄像机拍摄到第二反光构件3时，图像处理设备发出第二控制信号，以控制引锭杆停止，此时，引锭杆的引锭头已经位于拉矫机7#辊可控范围内(假设，χ米)。然后，流道控制单元(即，流道PLC)进行赋初始值操作，然后引锭杆在流道的传动机构的作用下继续沿着流道缓慢的向7#拉矫机前行。由流PLC把引锭杆跟踪值送入轻压下PLC，轻压下PLC根据引锭杆跟踪值来控制7#拉矫机的辊子提升以使引锭头能够通过，在引锭杆运行一定距离并通过7#拉矫机一定距离后，7#拉矫机将自动压下。类似地，实现引锭杆顺次通过各个拉矫机的步骤， 从而及时、准确地启动对应的拉矫机的辊子，达到自动送引锭的功能。每个流道上的引锭杆2可配置一个摄像机，然而也可以由一个摄像机对应于多个流道，例如，3个流道一个摄像机。为此，图像处理设备可将摄像机拍摄的图像分为多个区域，其中，每个区域对应于一个流道，从而实现对多个流道的同时控制。根据本实用新型的实施例，利用摄像机来定位引锭杆的位置，实现了标定数据准确，从而能够将数据快速、准确地送入各流道的PLC内，使得各流道控制单元能够准确发出控制命令。根据本实用新型的实施例，通过标定引锭杆上的第一反光构件和第二反光构件， 能够准确测量引锭杆的引锭头与各拉矫机之间的距离，使各流道控制单元能够发出同步启动信号来控制拉矫机的准确运行。在自动运行送引锭时，在程序上优化计算速度控制和时间控制，使得引锭杆能够准确到达拉矫机内部，从而达到自动送引锭控制的目的。上面的描述中参照向上输送引锭杆的工序描述了引锭杆定位装置，但是也可根据需要结合朝结晶器送引锭杆、向下拉动引锭杆等工序确定引锭杆的位置，从而实现对拉矫机和/或其它流道内设备的进一步控制。同时实验证明，本实用新型的用于连铸工艺的自动送弓I锭装置控制精度可满足需要。 此外，根据本实用新型的技术方案，由于引锭杆定位装置为远程控制设备，其几乎不受到热辐射，因此不易损坏，功能稳定，不易发生故障。
权利要求1.一种用于连铸工艺的自动送引锭装置，包括流道；引锭杆，具有与连铸坯接触的引锭头；引锭杆输送机构，用于输送引锭杆；流道控制单元，用于控制引锭杆输送机构的输送速度并控制拉矫机的拉矫辊的压下、抬起及转动，其特征在于，所述自动送引锭装置还包括引锭杆定位装置，包括设置在引锭杆上的减速位标志和停止位标志以及用于监测引锭杆是否到达减速位和停止位的测量装置，减速位标志在引锭头和停止位标志之间；数据处理单元，与流道控制单元连接，数据处理单元根据引锭杆定位装置测量的结果来控制引锭杆输送机构以调整引锭杆的传送速度，并控制拉矫辊的压下及转动。
2.如权利要求1所述的自动送引锭装置，其特征在于减速位标记和停止位标记为反光构件，所述测量装置为拍摄装置。
3.如权利要求2所述的自动送引锭装置，其特征在于所述拍摄装置与流道隔开。
4.如权利要求2所述的自动送引锭装置，其特征在于所述数据处理单元包括图像处理装置，该图像处理装置与拍摄装置和流道控制单元连接，根据拍摄装置拍摄的照片判断减速位标记和停止位标记是否到达相应的预定位置。
5.如权利要求4所述的自动送引锭装置，其特征在于引锭杆定位装置对多个流道上的引锭杆进行定位，以同时控制多个流道。
6.如权利要求1所述的自动送引锭装置，其特征在于，数据处理单元和流道控制单元通过以太网连接。
7.如权利要求1所述的自动送引锭装置，其特征在于，减速位和停止位相对于拉矫机组均位于与结晶器相反的一侧，减速位与拉矫机组的距离大于停止位与拉矫机组的距离。
专利摘要公开了一种用于连铸工艺的自动送引锭装置，包括流道；引锭杆，具有引锭头；引锭杆输送机构，用于输送引锭杆；流道控制单元，用于控制引锭杆输送机构的输送速度并控制拉矫机的拉矫辊的压下、抬起及转动，所述自动送引锭装置还包括引锭杆定位装置，包括设置在引锭杆上的减速位标志和停止位标志以及用于监测引锭杆是否到达减速位和停止位的测量装置，减速位标志在引锭头和停止位标志之间；数据处理单元，与流道控制单元连接，数据处理单元根据引锭杆定位装置测量的结果来控制引锭杆输送机构以调整引锭杆的传送速度，并控制控制拉矫辊的压下及转动。根据本实用新型的用于自动送引锭装置能够精确控制引锭杆位置，并且功能稳定同时不易损坏。
文档编号B22D11/08GK202192237SQ201120323138
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者刘伟忠, 和刚, 李小勇, 费纪顺, 雍新刚 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团有限公司