本发明涉及一种水平连续加料电弧炉智能控制加料装置及使用方法，属于电弧冶炼技术领域。
背景技术：
现阶段，粗钢总量发展呈现爆发快、规模大的特点，未来废钢资源回收也将出现一个快速放量增长的阶段，而且废钢资源快速增长和粗钢总量波动或缓慢下降出现叠加是大概率事件，因此，我国废钢资源将较快地趋于充裕。我国钢铁产业发展已经度过了规模扩张期，目前处于峰值弧顶区阶段，根据国际电弧炉钢发展规律，随着我国钢铁产业进一步向峰值区中后期发展，我国电弧炉钢比例将开始逐步回升。电弧炉短流程、排放少、占地小、能耗低等优势将更加显现。我国将加快推动绿色制造体系建设，加快创建具备用地集约化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化等特点的绿色工厂。
目前，我国水平连续加料电弧炉，在一些连续性作业时，基本是利用人工称量、人工加料进行，加料的时间间隔和加料的重量受人为因素影响非常大，很容易造成生产成本的增加和产品质量的不稳定，严重时，生产指标达不到工艺要求。其次，电弧炉是利用电弧产生的热量熔炼矿石和金属的工业炉，气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。由于操作人员距离电炉很近，因此操作人员的工作环境恶劣，且极度危险。再者，工人的劳动强度非常大，容易造成浪费和身体损害，降低生产效率。
中国专利CN201310453087.3公开了一种电炉或电转炉炉后合金加料系统成套设备，整套设备机构紧凑，占地面积小，自动化程度较高，但物料下落时，会对下方装置造成直接的撞击，设备易损坏。专利CN201510877669.3涉及一种钢铁电炉加料装置，提供了一种能随时对电炉进行加料，加料易控制的装置，但其没有称量装置，无法对电炉原料进行准确加入。专利CN201720412898.2公开了一种电炉加料小车装置，利用进给小车和振动输送机将物料送入电炉，其中，进给小车是用于承载并转移振动输送机，振动输送机承载物料并将物料送入电炉，但其自动化程度较低且不能准确控制物料的加入量，需要人工确定物料重量之后装入小车，由小车送入电炉。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种水平连续加料电弧炉智能控制加料装置，该装置能自动取料，上料并能控制原料的用量，并能充分混料，实现自动化控制，大幅度节约了劳动力，从而降低了生产成本。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种水平连续加料电弧炉智能控制加料装置，包括原料上料装置、高位料仓设备、皮带输送机、混料机、布料机和控制系统，所述原料上料装置由所述控制系统控制将原料运输至所述高位料仓设备中，所述皮带输送机设于所述高位料仓设备的下方，所述皮带输送机的输出端对应所述混料机的进料口设置，所述混料机的出料口对应所述布料机的进料口设置，所述布料机的出料口对应电弧炉水平输送辊道设置，所述高位料仓设备包括高位料仓、进料闸门、称量斗、卸料阀和缓冲坡道，所述高位料仓的上方设有进料口，下方设置所述进料阀门，所述称量斗设于所述进料阀门的下方，所述缓冲坡道设于所述称量斗的下方，所述控制系统控制所述原料上料装置将原料投放于所述高位料仓设备中，所述控制系统连接并控制所述进料阀门和卸料阀的开启与关闭。
如上所述的加料装置，优选地，所述原料上料装置包括机械手和桥式起重机，桥式起重机设于原料存放地和所述高位料仓设备的上方，所述机械手连接所述桥式起重机的起升结构。
如上所述的加料装置，优选地，所述称量斗的下方设有称重传感器，所述称重传感器连接所述控制系统。
如上所述的加料装置，优选地，所述缓冲坡道与水平方向的倾斜角度为30°～60°，所述缓冲坡道的下料口对应所述皮带输送机设置。
进一步，所述缓冲坡道包括相互连接的上缓冲坡道和下缓冲坡道，所述上缓冲坡道与水平方向的倾斜角度为30°～60°，所述下缓冲坡道与水平方向的倾斜角度25°～15°。
如上所述的加料装置，优选地，所述原料上料装置还包括地面料仓，所述地面料仓对应原料存放地设置。
进一步，所述地面料仓设有一个或多个，对应所述高位料仓设有一个或多个。
如上所述的加料装置，优选地，所述高位料仓内壁设有料位计，所述料位计连接所述控制系统
如上所述水平连续加料电弧炉智能控制加料装置的使用方法，包括如下步骤：
S1、启动控制系统；
S2、通过原料上料装置将物料运送到高位料仓；
S3、高位料仓内的物料经高位料仓下部的进料闸门送入称量斗，根据控制系统中的配料模型计算出各配料批次原料配比，当称量斗内物料到达所需重量时，控制系统接受到信号并控制进料闸门关闭，开启卸料阀，物料会进入缓冲坡道落入正对的皮带输送机的传送皮带上；
S4、物料随着传送皮带的运转，输送到混料机进行混料，混和均匀的物料经布料机布料进入水平输送辊道，启动水平输送辊道，物料进入水平连续加料电弧炉水平预热通道。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明提供的水平连续加料电弧炉智能加料装置，设有高位料仓设备和原料上料装置能实现自动上料，装置整体配置合理，加料过程自动化，应用计算机智能系统具有远程操作，自动化程度高等优点，减少人工操作，减轻工人劳动强度，改善工人劳动环境，提高劳动效率，增加经济效益，同时能够准确加入物料，全程自动化控制，减少人工加料的时间延误，提高生产效率，对产品的质量有很大提高，具有很高的经济和实用价值。
附图说明
图1为本发明实施例1中水平连续加料电炉智能控制加料装置的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例2中水平连续加料电炉智能控制加料装置的剖面结构示意图。
【附图标记说明】
1：机械手；
2：桥式起重机；
3：高位料仓；
4：进料阀门；
5：称量斗；
6：卸料阀；
7：缓冲坡道；
8：称重传感器；
9：皮带输送机；
10：地面料仓；
11：混料机；
12：布料机。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例1
一种水平连续加料电炉智能控制加料装置，包括：原料上料装置、高位料仓设备、皮带输送机、混料机、布料机和控制系统；原料上料装置由控制系统控制将原料运输到高位料仓设备中，高位料仓设备将原料按照所需原料用量进行下料，皮带输送机设于高位料仓设备的下方，高位料仓设备的下料口对应皮带输送机的传送皮带设置，皮带输送机的输出端对应混料机的入料口设置，混料机的出料口对应布料机的投料口设置，从高位料仓设备投放下的原料通过皮带输送机输送至混料装置中，进行混料后进入布料机布料，之后进入水平输送辊道，物料进入水平连续加料电弧炉水平预热通道。
具体地，如图1所示，原料上料装置可采用机械手1和桥式起重机2，桥式起重机2设于原料存放地和高位料仓设备的上方，机械手1连接桥式起重机2的起升结构。机械手1由控制系统控制将物料的抓起与投放，桥式起重机2由控制系统控制控制将机械手1升降及移动，由物料存放地移动至高位料仓位置。
高位料仓设备包括高位料仓3、进料闸门4、称量斗5、卸料阀6和缓冲坡道7，其中，高位料仓3的上方设有进料口，下方设置进料阀门4，称量斗5设于进料阀门6的下方，称量斗5用于接收从高位料仓3内下放的物料，缓冲坡道7连接称量斗5的下方设置，在称量斗5与缓冲坡道7之间设有卸料阀6，用于控制物料的下放。控制系统控制原料上料装置将原料投放于高位料仓设备中，控制系统连接并控制进料阀门和卸料阀的开启与关闭。
在称量斗5的下方设有称重传感器8，称重传感器连接控制系统。称重传感器将称量斗内物料的重量信息转化为信号传输给控制系统，控制系统根据获取的重量信息是否达到所设定的重量参数进一步确定关闭还是继续开启进料阀门，当称量斗内物料达到设定的重量参数，控制系统控制进料阀门关闭。
缓冲坡道7的下料口对应皮带输送机9设置，缓冲坡道的设置为了避免物料从称量斗落下直接进入皮带输送机9的传送皮带上，对传送皮带造成避免的损坏，将缓冲坡道与水平方向的倾斜角度为30°～60°设置，可使物料缓慢滑落到传送皮带上，有效延长传送皮带的使用寿命。通过进一步试验研究，发现将缓冲坡道设为相互连接的上缓冲坡道和下缓冲坡道，其中，上缓冲坡道与水平方向的倾斜角度为30°～60°，下缓冲坡道与水平方向的倾斜角度25°～15°，效果最佳。
物料在原料存放地放置，为方便物料的存放，设有地面料仓10，便于物料的存放，也便于机械手从固定位置抓取物料。机械手1通过桥式起重机2将物料从地面料仓10中抓取物料，移动至高位料仓3，物料进入高位料仓3通过进料阀门4、称量斗5、卸料阀6和缓冲坡道7，最后落在皮带输送机9，通过皮带输送至混料机11，经混料机11混合后，进入布料机12布料，之后进入水平输送辊道，物料进入水平连续加料电弧炉水平预热通道，实现了能自动化加料。控制系统包括PLC(可编程逻辑控制器)和PC(计算机)，PC用于显示设定的物料参数的量等，PLC用于控制机械手、起重机、高位料仓的进料阀门、称量斗的卸料阀的动作。
上述水平连续加料电弧炉智能控制加料装置的使用方法，包括如下步骤：
S1、将物料对应程序设置放在指定的原料存放地，启动主控室内的计算机控制系统；
S2、通过机械手将存储在原料存放地的不同物料运送到相应的高位料仓；
S3、高位料仓内的物料经高位料仓下部的进料闸门送入称量斗，根据控制系统中的配料模型计算出各配料批次原料配比，输出信号到的称量斗，当到达所需重量时，计算机控制系统接受到信号并控制进料闸门关闭，开启卸料阀，物料会进入缓冲坡道落入正对的皮带输送机的传送皮带上；
S4、物料随着传送皮带的运转，输送到混料机进行混料，混和均匀的物料经布料机布料进入水平输送辊道，启动水平输送辊道，物料进入水平连续加料电弧炉水平预热通道。
实施例2
为了能将实现加快上料速度，进一步提高工作效率，本实施例是在实例1的基础上，将地面料仓设为多个，对应设有多个高位料仓，高位料仓下均设有进料闸门，所有的进料阀门对应称量斗设置，保证物料从进料阀门下落后能落入称量斗内，控制系统是针对一个地面料仓对应一个高位料仓设置，物料应提前准备，对应控制系统设置对应程序放入指定对应的地面料仓中，保证物料与控制系统的配料模型匹配设置，保证所有物料与所用物料的用量精确控制。
为了保证高位料仓中的物料是能够满足上料所需的物料，在每个高位料仓内壁设有料位计，用于测量高位料仓中的物料是否达到设定的量，当控制系统启动后，机械手抓取物料后投放到高位料中，如果当物料未达到设置料位计的位置时，料位计将信号反馈给控制系统，控制系统会重复操作将高位料仓加满至设定料位计的对应位置。当物料达到料位计位置时，料位计会将信号反馈给控制系统，控制系统将启动下一物料的加料或同时开启加有物料的进料闸门，物料将进入称量斗，当达到设定重量时，控制系统将关闭进料阀门，停止往称料斗内供料，控制系统会开启卸料阀，物料进入缓冲坡道，落在运输皮带上，经过一定时间间隔，待物料全部下来完全，会关闭卸料阀。与此同时，控制系统会控制机械手将另一高位料仓内装满对应物料，此时控制系统会控制对应高位料仓下面的进料阀门，进行物料称量，称重传感器显示达到设定物料用量后，关闭进料阀门，开启卸料阀，物料沿缓冲坡道落在运输皮带上，运输皮带可根据需要设定为不同时间间隔运行或停顿，使物料全部落在运输皮带上方，不会应堆积不下而落在皮带外，当所需混合物料全部落在运输皮带后，控制系统启动运输皮带将物料送至混合机，混合机进行混合物料。或运输皮带一直运行设置，将物料运送至混合机，根据时间的设定，当设定物料全部进入混合机后，混合机再开始工作将物料混匀，以此循环运行，实现连续加料。
上述水平连续加料电弧炉智能控制加料装置的使用方法，包括如下步骤：
S1、将物料对应程序设置放在指定的地面料仓中，启动控制系统；
S2、通过机械手将存储在地面料仓中的不同物料运送到对应的不同高位料仓中；
S3、高位料仓内的物料经高位料仓下部的进料闸门送入称量斗7，根据计算机控制系统中的配料模型计算出各配料批次原料配比，输出信号到不同物料的称量斗，当到达所需重量时，计算机控制系统接受到信号并控制进料闸门关闭，开启卸料阀，物料会进入缓冲坡道落入正对的皮带输送机的传送皮带上；
S4、物料随着传送皮带的运转，输送到混料机进行混料，混和均匀的物料经布料机布料进入水平输送辊道，启动水平输送辊道，物料进入水平连续加料电弧炉水平预热通道。
上述装置能够实现自动化控制的连续加料，减少操作人员的劳动强度，改善人工加料时间，提高劳动效率，增加经济效益。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。