一种加热炉自动装钢方法及系统与流程

1.本发明涉及自动装钢技术领域，具体而言，涉及一种加热炉自动装钢方法及系统。


背景技术：

2.加热炉目前的装钢方式为人工装钢，需要操作人员手动输入板坯的尺寸数据手动开装钢辊道，并手动定位手动装炉，不仅严重影响装钢的效率，而且操作人员劳动强度大，装钢精确性较差。由于辊道和板坯在运动过程中容易发生位移，使得定位过程存在一定的误差，现有的方法虽然可以定位便仍存在不精确和不可靠的问题。在对板坯进行装炉时，基于手动装炉的方式，也会因为定位不准确，造成设备的损坏或者出现事故。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种加热炉自动装钢方法及系统，解决了现有技术无法判断板坯定位是否准确的问题，同时还解决了因定位失败引起的各种设备问题，提高了装钢的可靠性。
4.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
5.第一方面，本技术实施例提供了一种加热炉自动装钢方法，应用于加热炉自动装钢系统，所述加热炉自动装钢系统包括多个运输辊道、装钢机以及加热炉，所述方法包括：
6.基于多个所述运输辊道将板坯运输至装钢机处；
7.确定所述装钢机上次的装钢行程和上次装钢结束到本次装钢开始的时间段内，所述加热炉内的步进梁的总位移；
8.确定所述上次的装钢行程和所述步进梁的总位移的和值；
9.基于所述和值，确定所述加热炉内是否存在装钢空位；
10.在所述加热炉内存在装钢空位的情况下，将所述板坯抬升至目标位置并确定所述装钢机的行程距离；
11.基于所述行程距离，控制所述装钢机将所述板坯推送至所述加热炉。
12.在可选的实施方式中，所述基于所述和值，确定所述加热炉内是否存在装钢空位的步骤，包括：
13.将所述和值与第一预设值进行比较；
14.在所述和值大于所述第一预设值的情况下，确定所述加热炉内存在装钢空位；
15.在所述和值小于所述第一预设值的情况下，确定所述加热炉内不存在装钢空位。
16.在可选的实施方式中，所述装钢机包括托杆和推送部，所述推送部与所述托杆固定连接，所述托杆用于放置板坯，所述在所述加热炉内存在装钢空位的情况下，确定所述装钢机的行程距离的步骤，包括：
17.在所述加热炉内存在装钢空位的情况下，将所述装钢机抬升至目标位置；
18.确定所述板坯宽度；
19.确定所述加热炉的炉内板坯间距；
20.确定前块板坯的后沿到装钢机原始位的第一距离，其中，所述原始位表征所述装钢机未移动时，所述装钢机的托杆的尾部端；
21.确定所述第一距离与所述板坯宽度和所述炉内板坯间距的差值，作为所述装钢机的行程距离；
22.所述基于所述行程距离，控制所述装钢机将所述板坯推送至所述加热炉的步骤，包括：
23.调用所述装钢机将所述板坯向所述加热炉方向推动所述行程距离，使得将所述板坯推送至所述加热炉中。
24.在可选的实施方式中，所述多个辊道包括第一运输辊道、回转辊道以及第二运输辊道，所述基于多个所述运输辊道将板坯运输至装钢机处的步骤，包括：
25.调用所述第一运输辊道，将所述板坯运输至回转辊道，其中，所述板坯在所述回转辊道进行定位；
26.控制所述回转辊道旋转预设角度后，调用所述回转辊道将所述板坯运输至所述第二运输辊道；
27.基于所述第二运输辊道将所述板坯运输至装钢机处。
28.在可选的实施方式中，所述第一运输辊道上设置有长度检测装置，所述方法还包括：
29.调用所述长度检测装置对板坯的长度进行测量；
30.将所述板坯的长度与预设长度进行比较；
31.在所述板坯的长度大于预设长度的情况下，输出长度复核的提示信息。
32.在可选的实施方式中，所述方法还包括：
33.将所述板坯宽度与预设板坯宽度进行比较；
34.在所述板坯宽度小于所述预设板坯宽度的情况下，控制所述装钢机向所述加热炉的相反方向后退第一预设距离。
35.在可选的实施方式中，所述方法还包括：
36.在所述板坯进入所述加热炉后，控制所述装钢机向与所述加热炉方向的相反方向移动；
37.检测所述装钢机与所述加热炉的炉门之间的间隔距离；
38.在所述间隔距离大于第二预设距离时，控制所述装钢机下降。
39.在可选的实施方式中，所述方法还包括：
40.基于所述板坯的长度，控制所述回转辊道的运行速度，以使得所述板坯停于所述回转辊道中部。
41.在可选的实施方式中，所述方法还包括：
42.确定所述板坯是否发生偏移；
43.在所述板坯发生偏移时，调用所述装钢机，将所述板坯进行推正操作。
44.第二方面，本技术实施例提供了一种加热炉自动装钢系统，所述系统包括：确定模块和控制模块；
45.所述控制模块，用于基于多个所述运输辊道将板坯运输至装钢机处；
46.所述确定模块，用于确定所述装钢机的上一次的装钢行程和上次装钢结束到本次
装钢开始的时间段内，所述加热炉内的步进梁的总位移；确定所述上一次的装钢行程和所述步进梁的总位移的和值；基于所述和值，确定所述加热炉内是否存在装钢位；
47.所述控制模块，用于在所述加热炉内存在装钢空位的情况下，将所述板坯抬升至目标位置并确定所述装钢机的行程距离；
48.基于所述行程距离，控制所述装钢机将所述板坯推送至所述加热炉。
49.本技术具有以下有益效果：
50.本技术通过基于多个运输辊道将板坯运输至装钢机处；确定装钢机上次的装钢行程和上次装钢结束到本次装钢开始的时间段内，加热炉内的步进梁的总位移；确定上次的装钢行程和步进梁的总位移的和值；基于和值，确定加热炉内是否存在装钢空位；在加热炉内存在装钢空位的情况下，将板坯抬升至目标位置并确定装钢机的行程距离；基于行程距离，控制装钢机将板坯推送至加热炉。由于现有技术中手动对板坯进行定位，造成定位不准确，易对加热炉壁的剐蹭。本技术自动对板坯进行定位，通过确定是否存在空位和装钢机的行程距离，保证在存在空位时进行准确装钢，避免事故的发生，提高了装钢的可靠性。
附图说明
51.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
52.图1为本发明实施例提供的一种加热炉自动装钢方法的步骤流程图之一；
53.图2为本发明实施例提供的一种加热炉自动装钢方法的步骤流程图之二；
54.图3为本发明实施例提供的装钢机示意图；
55.图4为本发明实施例提供的一种加热炉自动装钢系统的结构框图。
具体实施方式
56.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
57.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
59.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
60.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
61.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
62.请参照图1，图1为一种加热炉自动装钢方法的流程图，以下将方法包括各个步骤进行详细阐述。
63.该实施例应用于加热炉自动装钢系统，加热炉自动装钢系统包括多个运输辊道、装钢机以及加热炉。
64.步骤101：基于多个运输辊道将板坯运输至装钢机处。
65.步骤102：确定装钢机上次的装钢行程和上次装钢结束到本次装钢开始的时间段内，加热炉内的步进梁的总位移。
66.步骤103：确定上次的装钢行程和步进梁的总位移的和值。
67.步骤104：基于和值，确定加热炉内是否存在装钢空位。
68.步骤105：在加热炉内存在装钢空位的情况下，将板坯抬升至目标位置并确定装钢机的行程距离。
69.步骤106：基于行程距离，控制装钢机将板坯推送至加热炉。
70.多个运输辊道包括第一运输辊道、回转辊道以及第二运输辊道，第一运输辊道可以包括多组辊道，第二运输辊道可以包括多组辊道，第一运输辊道和第二运输辊道的设置方向不同。
71.调用第一运输辊道，将板坯运输至回转辊道，其中，板坯在回转辊道进行定位；控制回转辊道旋转预设角度后，调用回转辊道将板坯运输至第二运输辊道；基于第二运输辊道将板坯运输至装钢机处。
72.将板坯在回转辊道进行定位，方便后续第二运输运到对板坯的运输。
73.第一运输辊道上设置有长度检测装置；调用长度检测装置对板坯的长度进行测量；将板坯的长度与预设长度进行比较；在板坯的长度大于预设长度的情况下，输出长度复核的提示信息。基于长度检测装置检测的板坯的长度同二级计算机网络下传的长度进行比较，当长度误差超过控制指标时，控制系统发出提示信号，由人工进行实际长度的复核选择，并可将实际长度信息键入计算机，作为板坯的长度。
74.当板坯放置在板坯库辊道，即第一运输辊道后，板坯库辊道和回转辊道同时前进，将板坯运至回转辊道，回转辊道的旋转装置，将回转辊道旋转90度，将回转辊道和第二运输辊道相接，第二运输辊道用于上料，即第二运输辊道为上料辊道。第二运输辊道包括上料辊道c1辊道、上料辊道c2辊道以及上料辊道c3辊道以及d组上料辊道，d组上料辊道包括多组辊道，回转辊道、上料辊道c1辊道和上料辊道c2辊道前进，将板坯运至上料辊道c2辊道后，板坯经上料辊道c3辊道，运至d组上料辊道，根据板坯的长度进行单排料、双排料或三排料方式的定位。
75.具体定位方式为：基于板坯的长度，控制回转辊道的运行速度，以使得板坯停于回
转辊道中部，该定位无需手动进行定位，保证后续装钢的稳定性。
76.当d组上料辊道的长度可以容纳多个板坯的长度，将板坯在d组上料辊道上进行单排料、双排料或三排料方式进行定位。
77.对于单排料布料，板坯在d1～d4辊组上定位。对于双排料布料，第一块板坯在d3～d4辊组上定位，第二块板坯在d1～d2辊组上定位。对于三排料布料，第一块板坯在d4辊组上定位，第二块板坯在d2～d3辊组上定位，第三块板坯在d1辊组上定位。
78.在基于装钢机上次的装钢行程和上次装钢结束到本次装钢开始的时间段内，加热炉内的步进梁的总位移；确定上次的装钢行程和步进梁的总位移的和值条件时，确定满足装钢条件，装料炉门开启，并计算装钢机的行程距离，按照计算好的行程距离将板坯送入炉内。
79.第一运输辊道共分3组(a1～a3)辊道，接受连铸输送的板坯，并将其传送至回转辊道。a1辊道由7个辊子组成，a2辊道由14个辊子组成，a3辊道由7个辊子组成。a1～a3组辊道共设置5个光电检测器。回转辊道共分2组辊道，接受第一运输辊道输送的板坯，回转90度后，将其传送至第二运输辊道(c1～c3)。分为两部分加以控制：回转辊道和回转装置。回转辊道由14个辊子组成，分为2组。回转辊道共设置2个光电检测器和1个光电编码器。回转装置共设置2个极限开关和1个光电编码器回转辊道共设置2个光电检测器和1个光电编码器。第二运输辊道的c1～c3辊道，接受回转辊道输送的板坯，并将其传送至d组上料辊道(d1～d4辊组)。c1辊道由10个辊子组成，c2辊道由11个辊子组成，c3辊道由11个辊子组成。c1～c3组辊道共设置6个光电检测器。d组上料辊道(d1～d4辊组)的控制装料辊道(d1～d4辊组)共分4组(d1～d4)辊道，接受上料辊道(c1～c3辊组)输送的板坯，在c组辊道上完成板坯的切割，将切割后的板坯完成钢坯的测长和在炉前的定位。d1辊道由5个辊子组成，d2辊道由3个辊子组成，d3辊道由3个辊子组成，d4辊道由5个辊子组成。d1～d4组辊道共设置5个光电检测器和4个旋转编码器。
80.在基于a-d辊道将板坯运输至装钢机处后，需要控制d辊道的运行速度，从而控制板坯在预定位置停止。
81.造成板坯定位精度误差的因素较多，诸如：板坯质量的大小，板坯运动速度的快慢，机械齿轮传动间隙，检测器的精度，控制系统响应速度等，其中最主要的因素是板坯的质量和速度，要使具有很大动能的板坯在机械设备，电气传动设备能承受或吸收其在减速定位过程中释放的能量，为保证定位精度。可以基于板坯的质量大小，控制d辊道的运行速度，使得板坯可以停在设定的位置，保证后续装钢机对板坯的装炉操作。
82.当板坯无需进行推正，且板坯的宽度满足装钢条件时，确定装钢机上次的装钢行程和上次装钢结束到本次装钢开始的时间段内，加热炉内的步进梁的总位移。
83.装钢机的上次装钢行程即为在本次装钢之前，对前一次板坯进行装钢时，装钢机向炉门方向移动的距离，作为装钢机的上次装钢行程，确定上次装钢结束的时间和板坯运输至装钢机处的时间，确定在该时间段内，加热炉内的步进梁的总位移。
84.步进梁以矩形轨迹运行，即分别进行升、进、降、退的连贯动作。并且在水平运动和升降运动过程中，运行速度是变化的。其目的在于保证水平运动和升降运动的缓起缓停，以及在升降过程中，步进梁从固定梁上托起或向固定梁上放下板坯时能轻托轻放，防止步进机械产生冲击和振动，避免损伤梁上的绝热材料和炉内板坯表面氧化铁皮的脱落，延长维
修周期和使用寿命。步进梁的升降运动：步进梁的上升和下降是通过2支并联液压缸驱动的，液压缸推动带上下轮组的提升框架沿11
°
斜轨道上升和下降，使水平框架及步进梁随之作垂直升降运动，升降行程200mm。在此过程中，水平缸被锁定。步进梁的水平运动：步进梁的水平运动是通过1支液压缸驱动的，它直接作用在水平框架上，使水平框架及步进梁在提升框架上层滚轮上作平移运动，进退行程600mm。在此过程中，升降液压缸被锁定。
85.最终确定在装钢机上次的装钢行程和上次装钢结束到本次装钢开始的时间段内，加热炉内的步进梁的升、进、降、退操作后的水平位移距离作为步进梁的总位移。
86.计算上次的装钢行程和步进梁的总位移的和值，将和值与第一预设值进行比较；在和值大于第一预设值的情况下，确定加热炉内存在装钢空位；在和值小于第一预设值的情况下，确定加热炉内不存在装钢空位。
87.在加热炉内不存在装钢空位时，则无法进行装钢，在存在装钢空位时，进行装钢的后续操作。
88.需要说明的是，第一预设值的设置与装钢机、加热炉的空间尺寸相关，则基于加热炉自动装钢系统的设备尺寸对第一预设值进行设置，其中，第一预设值可以设置为5280mm。
89.在确定存在装钢空位时，基于装钢机对板坯进行装钢操作，将板坯抬升至目标位置，目标位置即为加热炉位置，并确定装钢机的行程距离，装钢机的行程距离即为装钢机需要将板坯推入加热炉中的推送距离，基于该行程距离，可以准确控制装钢机将板坯推入加热炉中。
90.本技术通过基于多个运输辊道将板坯运输至装钢机处；确定装钢机上次的装钢行程和上次装钢结束到本次装钢开始的时间段内，加热炉内的步进梁的总位移；确定上次的装钢行程和步进梁的总位移的和值；基于和值，确定加热炉内是否存在装钢空位；在加热炉内存在装钢空位的情况下，将板坯抬升至目标位置并确定装钢机的行程距离；基于行程距离，控制装钢机将板坯推送至加热炉。由于现有技术中手动对板坯进行定位，造成定位不准确，易对加热炉壁的剐蹭。本技术自动对板坯进行定位，通过确定是否存在空位和装钢机的行程距离，保证在存在空位时进行准确装钢，避免事故的发生，提高了装钢的可靠性。
91.如何确定装钢机的行程距离，针对上述步骤105，在本技术的另一实施例中，如图2所示，具体包括如下步骤：
92.加热炉自动装钢系统还包括激光检测器，激光检测器固定设置在加热炉的炉门处。
93.步骤105-1：在加热炉内存在装钢空位的情况下，将装钢机抬升至目标位置。
94.步骤105-2：确定板坯宽度。
95.步骤105-3：确定加热炉的炉内板坯间距。
96.步骤105-4：确定前块板坯的后沿到装钢机原始位的第一距离。
97.其中，原始位表征装钢机未移动时，装钢机的托杆的尾部端。
98.步骤105-5：确定第一距离与板坯宽度和炉内板坯间距的差值，作为装钢机的行程距离。
99.基于激光检测器对板坯的宽度进行测量，计算出板坯的宽度，与二级计算机网络下传的板坯档案宽度进行比较。如果板坯宽度复核通过，将计算机网络下传的板坯档案宽度作为炉内装钢定位的依据。当宽度误差超过控制指标时，控制系统发出提示信号，由人工
进行实际宽度的复核选择，并可将实际尺寸信息键入计算机。
100.将板坯宽度与预设板坯宽度进行比较；在板坯宽度小于预设板坯宽度的情况下，控制装钢机向加热炉的相反方向后退第一预设距离。
101.对于板坯宽度小于预设板坯宽度的板坯，即装钢机托杆头部超过板坯的前沿，装钢机需先后退再作装炉的动作，此时，装钢机向所述加热炉的相反方向后退第一预设距离后，再进行将板坯装炉的操作。对于宽板坯，板坯的宽度大于预设板坯宽度的板坯，即装钢机托杆头部没有超过板坯的前沿，此时执行装炉操作，将装钢机托起板坯上升至目标位置，装钢机继续前进，将板坯直接装到步进梁第一料位。
102.确定加热炉的炉内板坯间距，炉内板坯间距设定范围在30～200mm之间，在正常情况下，板坯之间隔距离为50mm，当加热产量较小时，可将间隔适当加大。
103.如图3所示，为装钢机示意图。装钢机包括托杆1和推送部2，推送部2与托杆1固定连接，托杆2用于放置板坯。图中装钢机原始位在装钢机未移动时，装钢机的托杆的尾部端即为装钢机原始位。
104.由于板坯的宽度和步进梁的步距不一致，因此，每块板坯炉内定位的位置都不相同，根据板坯跟踪数据库中的前块板坯的后沿位置和此次要装炉板坯的宽度，可以计算出此块板坯炉内定位装钢机需走的水平距离，即为装钢机的行程距离，具体地：确定当前板坯与加热炉中的前块板坯的后沿至装钢机原始位的第一距离，并计算第一距离与板坯宽度和炉内板坯间距的差值，作为装钢机的行程距离。
105.在基于行程距离将板坯推入加热炉之前，确定板坯是否发生偏移；在板坯发生偏移时，调用装钢机，将板坯进行推正操作。调用装钢机将板坯向加热炉方向推动行程距离，使得将板坯可以准确推送至加热炉中，且不会造成加热炉壁的刮伤或者设备的损坏。
106.在板坯进入加热炉后，控制装钢机向与加热炉方向的相反方向移动；检测装钢机与加热炉的炉门之间的间隔距离；在间隔距离大于第二预设距离时，控制装钢机下降。
107.需要说明的是，第二预设距离的设置与加热炉自动装钢系统各设备的尺寸相关。
108.请参照图4，本技术实施例还提供了一种加热炉自动装钢系统110包括：
109.所述控制模块111，用于基于多个所述运输辊道将板坯运输至装钢机处；
110.所述确定模块112，用于确定所述装钢机的上一次的装钢行程和上次装钢结束到本次装钢开始的时间段内，所述加热炉内的步进梁的总位移；确定所述上一次的装钢行程和所述步进梁的总位移的和值；基于所述和值，确定所述加热炉内是否存在装钢位；
111.所述控制模块111，用于在所述加热炉内存在装钢空位的情况下，将所述板坯抬升至目标位置并确定所述装钢机的行程距离；
112.基于所述行程距离，控制所述装钢机将所述板坯推送至所述加热炉。
113.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可
以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
114.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
115.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
116.以上所述，仅为本技术的各种实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。