热轧加热炉出钢、装钢过程钢坯防倾翻装置及其控制方法

摘要

本发明公开了一种热轧加热炉出钢、装钢过程钢坯防倾翻装置，设置在炉门外侧，包括多个底座；还包括在每个底座上设置的液压缸及轨道、与液压缸活塞杆同轴连接的滑动杆、设置在滑动杆端部的耐热垫块；滑动杆与轨道滑动配合；滑动杆垂直于炉口所在的平面；滑动杆在完全伸出的状态下，置于炉体的端墙上对应的槽口中。本发明还公开了所述钢坯防倾翻装置的控制方法。采用上述技术方案，防止热轧加热炉防装钢、出钢过程中钢坯倾翻，降低故障处理难度，避免处理过程中出现的衍生安全事故，同时需要保护设备，缩短处理时间，降低损失。

说明书

技术领域

本发明属于冶金工业生产设备的技术领域，涉及热轧加热炉出钢和装 钢的安全防护技术。更具体地说，本发明涉及一种热轧加热炉出钢、 装钢过程钢坯防倾翻装置。另外，本发明还涉及该装置的控制方法。

背景技术

下面结合附图（图1和图2）对现有技术进行分析。在现有技术中，加 热炉在自动装钢、出钢失误时，板坯12往往处在辊道10和炉体11之间 ，有部分处于悬空无支点状态。

如图1所示：对于出钢，此时系统由于默认出钢完成，下发炉门9关闭 指令，炉门9在下降的过程中，压住板坯12的悬空部分，导致板坯12倾 翻在加热炉炉体11与辊道10间的空隙处。

如图2所示：对于装钢，导致板坯12头部离开辊道10轴承座边缘大于板 坯宽度的1/2，发生板坯12倾翻。

为处理这类事故，首先需要对加热炉进行强制降温，然后将板坯12吊 出。

由于板坯自重很大，各次倾翻的状态又不同，处理无规律可循，处理 难度大，处理者需要靠近板坯进行多次起吊点的尝试，整个处理过程 环境差，人身安全得不到保障，耗时长，起吊过程中也会对周边设备 造成损坏，同时降低了加热炉的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种热轧加热炉出钢、装钢过程钢坯防倾翻装置，其目的 是防止热轧加热炉防装钢、出钢过程中钢坯倾翻。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供的热轧加热炉出钢、装钢过程钢坯防倾翻装置，所述的热 轧加热炉包括炉门、炉体；所述的钢坯防倾翻装置设置在所述的炉门 外侧，包括多个底座；还包括在每个所述的底座上设置的液压缸及轨 道、与液压缸活塞杆同轴连接的滑动杆、设置在所述的滑动杆端部的 耐热垫块；所述的滑动杆与所述的轨道滑动配合；所述的滑动杆垂直 于炉口所在的平面；所述的滑动杆在完全伸出的状态下，置于所述的 炉体的端墙上对应的槽口中。

所述的热轧加热炉设有加热炉控制系统，所述的液压缸的电气控制电 路与所述的加热炉控制系统连接。

所述的钢坯防倾翻装置设滑动杆限位辊；所述的轨道通过轨道底板安 装在所述的底座上；所述的滑动杆限位辊通过限位辊支承架安装在所 述的轨道底板上，所述的滑动杆设置在所述的滑动杆限位辊、限位辊 支承架及轨道构成的框形结构内。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述 的热轧加热炉出钢、装钢过程钢坯防倾翻装置采用的控制方法，其技 术方案是：

1、在出钢工况下：

当出料侧的炉门关闭时，所述的钢坯防倾翻装置的所有滑动杆处于后 位；

在出料侧的炉门开启过程中，所述的液压缸将钢坯防倾翻装置中处于 工作状态单元的滑动杆推至前位，滑动杆头部搁在炉体端墙上对应的 槽口中，构成双支点托杆；

正常状态时，滑动杆在炉门关闭前回到后位；

如果所述的加热炉控制系统检测到任何一个单元的滑动杆处于前位状 态，将不会向炉门发送关闭指令，并在操作界面上发出报警；

一旦出现抽钢失误，滑动杆上的耐热垫块将有效托住板坯处在辊道和 炉体之间的悬空部分；

此时，滑动杆被板坯压住，液压缸无法靠自身力量将滑动杆抽回，所 述的加热炉控制系统接收不到滑动杆处于后位的信号，因此不向炉门 发出关闭信号，而是发出报警提示，炉门处于悬空状态，不会接触板 坯，避免了板坯的倾翻；

2、在装钢工况下：

所述的装钢，分为推钢和装钢两个阶段进行保护：

当板坯在炉前定位完成后、推钢开始前，所述的滑动杆运动至第一位 置；如果推钢失误，可以有效防止板坯倾翻；

在推钢完成后，所述的加热炉控制系统发出滑动杆继续前进指令；

如果板坯的头部离开辊道轴承座边缘大于板坯宽度的二分之一，滑动 杆会被板坯压住，液压缸无法靠自身力量推动滑动杆前进，因此，加 热炉控制系统在设定时间内检测不到滑动杆离开第一位置，因而发出 报警提示，装钢暂停，直到故障排除；

如果推钢正常，在接收到加热炉控制系统发出的继续装钢指令后，炉 门打开，滑动杆继续运动至下一个位置，即第二位置，滑动杆头部搁 在炉体端墙上对应的槽口中，构成双支点托杆；如果在这个位置装钢 失误，滑动杆上的耐热垫块将有效托住板坯处在辊道和炉体之间的悬 空部分；

此时，滑动杆被板坯压住，液压缸无法靠自身力量将滑动杆抽回，加 热炉控制系统接收不到滑动杆处于后位的信号，因此不向炉门发出关 闭信号，而是发出报警提示，炉门处于悬空状态，不会接触板坯，避 免了板坯的倾翻；

本发明采用上述技术方案，防止热轧加热炉防装钢、出钢过程中钢坯 倾翻，降低故障处理难度，避免处理过程中出现的衍生安全事故，同 时需要保护设备， 缩短处理时间，降低损失。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为现有技术中出钢时板坯发生倾翻的状态示意图；

图2为现有技术中装钢时板坯发生倾翻的状态示意图；

图3为本发明的钢坯防倾翻装置结构（其中一个单元机构）的示意图；

图4为在炉门关闭时，本发明中的钢坯防倾翻装置的工作状态示意图；

图5为在炉门打开时，本发明中的钢坯防倾翻装置的工作状态示意图；

图6为在抽钢失误时，钢坯防倾翻装置的保护状态示意图；

图7为钢坯处于非正常装钢第一位置时，钢坯防倾翻装置的保护状态示 意图；

图8为钢坯处于非正常装钢第二位置时，钢坯防倾翻装置的保护状态示 意图；

图9为推钢开始前，钢坯防倾翻装置中滑动杆处于前位，防止推钢失误 的状态示意图；

图10为不推钢时，钢坯防倾翻装置中滑动杆处于后位的状态示意图；

图11为出钢控制流程图；

图12为装钢控制流程图。

图中标记为：

1、液压缸，2、底座，3、轨道，4、润滑油孔，5、滑动杆限位辊，6 、滑动杆，7、耐热垫块，8、连接头，9、炉门，10、辊道，11、炉体 ，12、板坯，13、钢坯防倾翻装置。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进 一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技 术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图3至图9所表达的本发明的结构，为一种热轧加热炉出钢、装钢过 程钢坯防倾翻装置，所述的热轧加热炉包括炉门9、炉体11。在炉体1 1外，设置运送板坯12的辊道10。

为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现防止热轧加热炉防 装钢、出钢过程中钢坯倾翻的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图3所示，应用于热轧加热炉出钢、装钢过程的钢坯防倾翻装置13设 置在所述的炉门9外侧，包括多个底座2；还包括在每个所述的底座2上 设置的液压缸1及轨道3、与液压缸活塞杆同轴连接的钢坯防倾翻装置 13、设置在所述的滑动杆6端部的耐热垫块7；所述的滑动杆6沿着所述 的轨道3滑动；所述的滑动杆6垂直于炉口所在的平面；所述的滑动杆 6在完全伸出的状态下，置于所述的热轧加热炉炉体11的端墙上对应的 槽口中。

每个底座2、轨道3、液压缸1、滑动杆6形成一个完整的钢坯防倾翻单 元机构，多个这样的单元机构并列设置，构成钢坯防倾翻装置13，并 且垂直于炉门方向，形成一个支承面，足以起到支承大块板坯12的作 用。通过机构中的滑动杆6伸出及收回的运动，防止板坯12发生倾覆。

在加热炉出钢侧或装钢侧的辊道间安装若干钢坯防倾翻单元机构。

所述的耐热垫块7用于直接支承板坯12。所述的钢坯防倾翻装置13通过 连接头8与所述的液压缸活塞杆固定连接。

本发明的上述技术方案，防止热轧加热炉防装钢、出钢过程中钢坯倾 翻，降低故障处理难度，避免处理过程中出现的衍生安全事故，同时 需要保护设备， 缩短处理时间，降低损失。

所述的热轧加热炉设有加热炉控制系统，所述的液压缸1的电气控制电 路与所述的加热炉控制系统连接。

加热炉控制系统实现加热炉的加热以及出钢与装钢的联合控制。

所述的钢坯防倾翻装置13设滑动杆限位辊5；所述的轨道3通过轨道底 板安装在所述的底座2上；所述的滑动杆限位辊5通过限位辊支承架安 装在所述的轨道底板上，所述的滑动杆6设置在所述的滑动杆限位辊5 、限位辊支承架及轨道构成的框形结构内。

所述的滑动杆限位辊5起到限制滑动杆6轴向位置的作用，同时滑动杆 限位辊5上设置有信号传感器，信号传感器与所述的加热炉控制系统连 接，所述的信号传感器为位置检测元件。加热炉控制系统通过信号传 感器判断滑动杆6伸出或收回的位置。

所述的轨道3上设有冷却管路，用于给整个钢坯防倾翻装置13进行冷却 、降温。

所述的滑动杆6上设有润滑油孔4，用于注入润滑油，且润滑油孔4通向 滑动杆6与轨道3的接触面，起到润滑和减少摩擦的作用。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述 的热轧加热炉出钢、装钢过程钢坯防倾翻装置采用的控制方法，其技 术方案是：

1、在出钢工况下：

出钢时的工艺流程如图10所示（图中滑杆即滑动杆6）。

当出料侧炉门9关闭时，所述的钢坯防倾翻装置13的所有滑动杆6处于 后位，如图4所示；（炉门关闭时，防倾翻装置中每个单元机构的滑动 杆6处于后位，不影响炉门的启闭；此图隐去辊道和抽钢机。）

在出料侧炉门9开启过程中，所述的液压缸1将钢坯防倾翻装置13中处 于工作状态单元的滑动杆6推至前位，滑动杆6头部搁在炉体端墙上对 应的槽口中，构成双支点托杆，如图5所示；（炉门打开时，钢坯防倾 翻装置13中处于工作状态单元机构的滑动杆6处于前位，头部在炉体端 墙上对应的槽口中，构成双支点托杆；此图隐去辊道和抽钢机。）

正常状态时，滑动杆6在炉门9关闭前回到后位；

如果所述的加热炉控制系统检测到任何一个单元的滑动杆6处于前位状 态，将不会向炉门9发送关闭指令，并在操作界面上发出报警；

一旦出现抽钢失误，滑动杆6上的耐热垫块7将有效托住板坯12处在辊 道10和炉体11之间的悬空部分；

此时，滑动杆6被板坯12压住，液压缸1无法靠自身力量将滑动杆6抽回 ，所述的加热炉控制系统接收不到滑动杆6处于后位的信号，因此不向 炉门9发出关闭信号，而是发出报警提示，炉门9处于悬空状态，不会 接触板坯12，避免了板坯12的倾翻；

2、在装钢工况下：

所述的装钢，分为推钢和装钢两个阶段进行保护：

装钢的过程与出钢过程相反，钢坯防倾翻装置13在装钢完成前伸出滑 动杆，装钢完成且炉门关闭前缩回，控制流程见图12（图中滑杆即滑 动杆6）。

当板坯12在炉前定位完成后、推钢开始前，所述的滑动杆6运动至第一 位置；如图9所示；如果推钢失误，可以有效防止板坯12倾翻；推钢开 始前，处于工作状态单元的滑动杆6处于前位，防止推钢失误，此图隐 去辊道、装钢机以及板坯。

在推钢完成后，所述的加热炉控制系统发出滑动杆6继续前进指令；

如果板坯12的头部离开辊道轴承座边缘大于板坯12宽度的二分之一， 滑动杆6会被板坯12压住，液压缸1无法靠自身力量推动滑动杆6前进， 因此，加热炉控制系统在设定时间内检测不到滑动杆6离开第一位置， 因而发出报警提示，装钢暂停，直到故障排除；其控制流程如图12所 示。

如果推钢正常，装钢进入下一阶段。在接收到加热炉控制系统发出的 继续装钢指令后，炉门9打开，滑动杆6继续运动至下一个位置，即第 二位置，滑动杆6头部搁在炉体端墙上对应的槽口中，构成双支点托杆 ；装钢机板坯托起前进，送板坯入炉。如果在这个位置装钢失误，板 坯从装钢托杆上滑落，滑动杆6上的耐热垫块7将有效托住板坯12处在 辊道和炉体之间的悬空部分；

此时，滑动杆6被板坯12压住，液压缸1无法靠自身力量将滑动杆6抽回 ，加热炉控制系统接收不到滑动杆6处于后位的信号，因此不向炉门9 发出关闭信号，而是发出报警提示，炉门处于悬空状态，不会接触板 坯12，避免了板坯12的倾翻；

滑动杆6回到后位，如图10所示；在不推钢时，每个单元的滑动杆6处 于后位，此图隐去辊道、装钢机以及板坯。

在加热炉控制系统的操作界面上，钢坯防倾翻装置13的每个单元机构 都设有自动、人工、关闭状态的选择，方便了操作者实际使用，避免 因单元自身故障影响生产。

安装钢坯防倾翻装置13后，当出现装装钢、出钢失误时，板坯12被滑 动杆6托住，而此时，滑动杆6被板坯12压住，液压缸1无法将滑动杆6 抽回或推进，加热炉控制系统因此接收不到滑动杆6处于系统设定位置 的信号；

对于出钢，加热炉控制系统不会向炉门9下发关闭信号，炉门9因此处 于悬空状态，不会接触板坯12，避免了板坯12的倾翻，如图6所示；

对于装钢，伸出的滑动杆6会在板坯12过推时防止板坯12倾翻，如图7 和图8所示。安装钢坯防倾翻装置13后，处于非正常装钢位置的钢坯1 2会被伸出的滑动杆6托住，板坯12不会发生倾翻.。在推钢完成后继续 的下一阶段的装钢，滑动杆6会继续前进，托住滑落的板坯，板坯不会 发生倾翻。

采用本发明的上述技术方案后，处理起来就相对容易很多，无需进行 加热炉降温，也不要利用行车，操作者不需要靠近故障板坯，只要在 现场操作箱旁，利用加热炉抽钢机，将板坯调整到辊道上的正常位置 。整个处理过程安全、节时、不破坏设备。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不 受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的 各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应 用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。