一种辊底式隧道加热炉排渣系统及方法

摘要

本发明涉及工业炉技术领域，尤其涉及一种辊底式隧道加热炉排渣系统及方法。该系统包括：排渣溜槽以及运输装置，排渣溜槽和排渣口一一对应设置，排渣溜槽的一端可操作地与对应的排渣口对接，排渣溜槽的另一端沿竖向向下延伸设置；运输装置可操作地在N个排渣口下方移动，运输装置上设置有渣斗，渣斗可选择地与任意一个排渣溜槽的另一端接通。本发明提供的一种辊底式隧道加热炉排渣及运输系统，通过将智能化设备代替人工操作，解放了劳动力，降低了企业的生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及工业炉技术领域，尤其涉及一种辊底式隧道加热炉排渣系统及方法。

背景技术

未来我国钢铁的发展趋势必将围绕“绿色化”、“智能化”的方向进行，通过生产智能化、设备智能化、运营管理智能化、经营决策智能化，实现钢铁生产全流程闭环的生产和管理是所有钢厂的共同目标。

现有技术中，辊底式隧道加热炉炉底的排渣、清渣、运渣皆为人工定期操作：现场操作人员，根据生产状况或排渣制度，人工开启排渣炉门，约800℃的氧化铁皮从距离地面5m的排渣口，自由散落至炉坑地面，待温度降至100℃以下，由人工收集至渣斗，然后再由人工运输至天车起吊区域，等待吊装。各钢厂在此方面投入了大量人力、物力，现场工作环境恶劣、工人劳动强度大、并且存在一定的安全隐患。

发明内容

本申请提供一种辊底式隧道加热炉排渣系统及方法，解决了现有技术中各钢厂在辊底式隧道加热炉炉底排渣、清渣、运渣方面投入了大量人力、物力，现场工作环境恶劣、工人劳动强度大、并且存在一定的安全隐患的技术问题。

一方面，本申请提供了一种辊底式隧道加热炉排渣系统，所述加热炉具有N个排渣口，每个所述排渣口通过对应的排渣门密封或开启，所述N为正整数，其特征在于，所述系统包括：

排渣溜槽，所述排渣溜槽和所述排渣口一一对应设置，所述排渣溜槽的一端可操作地与对应的所述排渣口对接，所述排渣溜槽的另一端沿竖向向下延伸设置；

运输装置，所述运输装置可操作地在N个排渣口下方移动，所述运输装置上设置有渣斗，所述渣斗可选择地与任意一个所述排渣溜槽的另一端接通。

进一步地，所述加热炉的炉底固定安装有炉底钢结构，所述每个排渣口均对应设置一个伸缩件，所述伸缩件的固定端与所述炉底钢结构连接，所述伸缩件的伸缩端与所述排渣口对应的所述排渣门连接，所述伸缩件可通过伸缩密封或开启所述排渣门。

进一步地，所述伸缩件为气缸。

进一步地，所述系统还包括电磁换向阀，所述电磁换向阀和所述气缸一一对应设置，所述电磁换向阀通过两条气路连接在对应的所述气缸上，其中一条所述气路连接在所述气缸的无杆腔一端，另一条所述气路连接在所述气缸的有杆腔一端。

进一步地，所述系统还包括PLC控制器，所述运输装置上设有导航系统，所述PLC控制器分别与所述电磁换向阀、所述导航系统电性连接。

进一步地，所述运输装置上设有压力传感器，所述压力传感器设置在所述渣斗底部，所述压力传感器与所述PLC控制器电性连接。

进一步地，所述运输装置上还安装有电源系统，所述电源系统与所述PLC控制器电性连接。

进一步地，所述运输装置包括车架以及多个车轮，所述多个车轮设置在所述车架底部，所述渣斗安装在所述车架上。

进一步地，所述运输装置的多个车轮均为麦克纳姆轮，每个所述麦克纳姆轮均配备一个与之对应的伺服电机。

另一方面，本申请提供了一种辊底式隧道加热炉排渣方法，所述控制方法是基于以上所述的控制系统进行的，所述控制方法包括：

运输装置按预先构建的地图依次自动导航到各个排渣位；

运输装置到达目标排渣位后，导航系统向PLC控制器发送位置信号；

PLC控制器接收到位置信号后控制目标排渣位的电磁换向阀与气缸的无杆腔之间的气路接通，气缸的推杆推开排渣门进行排渣；

达到设定排渣时间后，PLC控制器控制目标排渣位的电磁换向阀与气缸的有杆腔之间的气路接通，排渣门关闭，运输装置自动导航到下一排渣位。

本申请有益效果如下：

本申请提供的一种辊底式隧道加热炉排渣系统及方法，由于为每个排渣口对应设置了排渣溜槽，排渣溜槽的一端可操作地与对应的排渣口对接，另一端可与运输装置的渣斗对接，当排渣门开启后，堆积在排渣门上方的氧化铁皮可直接通过排渣溜槽收集到渣斗中，无需等待氧化铁皮降温后再人工收集，同时避免了高温氧化铁皮在高空的自由散落，改善了现场工作环境，避免了工人烫伤和设备的损坏等意外事故的发生；由于渣斗设置在运输装置上，收集完成后的氧化铁皮直接通过运输装置运输，在节约了人力成本的同时，也避免了由于人工误操作导致的安全生产事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本实施例提供的一种辊底式隧道加热炉排渣装置的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本实施例提供的一种辊底式隧道加热炉排渣系统，加热炉具有N个排渣口，每个排渣口通过对应的排渣门密封或开启，图1为本实施例提供的一种辊底式隧道加热炉排渣装置的结构示意图，结合图1，本实施例中辊底式隧道加热炉排渣系统包括排渣溜槽4以及运输装置，排渣溜槽4和排渣口一一对应设置，排渣溜槽4的一端可操作地与对应的排渣口对接，排渣溜槽4的另一端沿竖向向下延伸设置；运输装置可操作地在N个排渣口下方移动，运输装置上设置有渣斗6，渣斗6可选择地与任意一个排渣溜槽4的另一端接通。

本实施例中，由于为每个排渣口对应设置了排渣溜槽4，排渣溜槽4的一端可操作地与对应的排渣口对接，另一端可与运输装置的渣斗6对接，当排渣门2开启后，堆积在排渣门2上方的氧化铁皮可直接通过排渣溜槽4收集到渣斗66中，无需等待氧化铁皮降温后再人工收集，同时避免了高温氧化铁皮在高空的自由散落，改善了现场工作环境，避免了工人烫伤和设备的损坏等意外事故的发生；由于渣斗6设置在运输装置上，收集完成后的氧化铁皮直接通过运输装置运输，在节约了人力成本的同时，也避免了由于人工误操作导致的安全生产事故。

优选的，排渣门2朝向加热炉1炉膛的一侧浇筑有耐火材料层，使排渣门能够承受高温，不易发生变形。

优选的，本实施例中排渣溜槽4为上宽下窄的结构，使氧化铁皮的排放更加集中，进一步防止氧化铁皮掉落到渣斗6外，并且排渣溜槽4上开设有观察孔5，可用于观察排渣效果及炉内设备运转情况；当渣斗6与排渣溜槽4对接后，排渣溜槽4的另一端与渣斗6的距离在50mm以内，确保氧化铁皮全部收集至渣斗6内，

结合图1，本实施例中加热炉的炉底固定安装有炉底钢结构，每个排渣口均对应设置一个伸缩件3，伸缩件3的固定端与炉底钢结构连接，伸缩件3的伸缩端与排渣门2连接，伸缩件3可通过伸缩密封或开启排渣门2，具体到本实施例中，伸缩件3可以为气缸，气缸的推杆伸缩端部与排渣门2相连。

进一步地，本实施例中的系统还包括电磁换向阀，电磁换向阀和气缸一一对应设置，电磁换向阀通过两条气路连接在对应的气缸上，其中一条气路连接在气缸的无杆腔一端，另一条气路连接在气缸的有杆腔一端。当电磁换向阀与气缸的无杆腔之间的气路接通时，排渣门2开启；当电磁换向阀与气缸的有杆腔之间的气路接通时，排渣门2密封。

可以想到的是，在实际应用中，为提高生产效率，一个电磁换向阀可同时与相邻的两个排渣口的气缸连接，当电磁换向阀与两个气缸的无杆腔之间的气路接通后，相邻的两个排渣门2同时开启进行排渣，相应的，运输装置上的渣斗6需同时接通两个排渣溜槽4。

进一步地，本实施例中的系统还包括PLC控制器，运输装置上设有导航系统，PLC控制器分别与电磁换向阀、导航系统电性连接。

本实施例中，运输装置可根据预先构建的地图自动导航到各个排渣位，运输装置的运行周期可根据实际情况自行设置，本实施例中运输装置的每个运行周期为四小时，在一个周期内，运输装置可完成对所有排渣位的氧化铁皮的收集工作；由于PLC控制器分别与电磁换向阀、导航系统相连以进行通讯，运输装置到达排渣位后自动停止，渣斗6与排渣溜槽4精准对接，导航系统向PLC控制器发送位置信号，PLC控制器控制电磁换向阀与气缸的无杆腔之间的气路接通，气缸的推杆推开排渣门2进行排渣，排渣完毕后，PLC控制器控制目标排渣位的电磁换向阀与气缸的有杆腔之间的气路接通，排渣门2关闭，实现了与运输装置的联锁控制，同时实现了排渣门2的自动开启与关闭。

优选的，运输装置可按激光融合导航方式对运行环境进行地图构建，具体为，运输装置上安装激光扫描仪，排渣通道上安装反射板，运输装置通过激光扫描仪扫描反射板位置，从而记录下排渣位置、充电位置等，确定运行路径。

进一步地，运输装置上安装有压力传感器，压力传感器设置在渣斗6底部，压力传感器与PLC控制器相连，当氧化铁皮的重量达到极限设定值时，压力传感器发送压力信号给PLC控制器，PLC控制器控制导航系统将运输装置导航到天车起吊区域，等待清空渣斗6内的氧化铁皮，待渣斗6清空完毕后，运输装置再自动运行至中断排渣位置，继续完成排渣、收集、运输工作，避免氧化铁皮超重破坏车体结构，同时，运输装置上设有控制系统，压力传感器可将每个排渣口排渣的重量数据记录并传到控制系统，供作业人员查阅并分析隧道炉内各排渣位置的烧损情况，指导操作工进行合理的燃烧空燃比设定，减少了氧化烧损，提高了产品成材率，具体到本实施例中，氧化铁皮重量的极限设定值为5000kg。

进一步地，运输装置上还安装有电源系统，电源系统与PLC控制器相连，当运输装置的电量低于设定值时，电源系统发送电量信号给PLC控制器，运输装置在当下工作周期内完成运渣后，PLC控制器控制导航系统将运输装置导航到充电区域进行自动充电，待充电完毕后，再投入到下一个工作周期，具体到本实施例中，电量的设定值为总电量的20％。

结合图1，本实施例中运输装置包括车架7以及多个车轮8，所述多个车轮8设置在所述车架7底部，所述渣斗6安装在所述车架7上。

优选的，本实施例中运输装置上的多个车轮8均为麦克纳姆轮，每个麦克纳姆轮均配备一个与之对应的伺服电机9。通过伺服电机9带动麦克纳姆轮组形成不同的合力，可轻松完成前行、后退、斜行、横行、零半径转弯等动作，实现在隧道炉炉底狭长空间内全向移动，有效解决了运输装置在排渣通道内转弯困难的棘手问题，具体到本实施例中，运输装置的车架7底部设有四个麦克纳姆轮，四个麦克纳姆轮呈矩阵形式设置在车架7底部。

结合图1，本实施例中渣斗6与运输装置之间设有隔热横梁10，用于阻断渣斗6与运输装置间的热传导，保护运输装置内的电子元器件免受高温造成损坏，隔热横梁10可由钢板制成，内部填充隔热材料，本实施例中隔热横梁10中填充有纤维毯，可以想到的是，隔热横梁中也可填充石棉、硅酸盐等隔热材料，本实施例对此不作限制。

可以采用如下方式来实施本实施例的辊底式隧道加热炉排渣系统：

运输装置按预先构建的地图依次自动导航到各个排渣位；

运输装置到达目标排渣位后，导航系统向PLC控制器发送位置信号；

PLC控制器接收到位置信号后控制目标排渣位的电磁换向阀与气缸的无杆腔之间的气路接通，气缸的推杆推开排渣门2进行排渣；

达到设定排渣时间后，PLC控制器控制目标排渣位的电磁换向阀与气缸的有杆腔之间的气路接通，排渣门2关闭，运输装置自动导航到下一排渣位。

进一步地，本实施例中的设定排渣时间为60秒。

本实施例提供的一种辊底式隧道加热炉排渣方法，由于运输装置可通过导航系统自动导航到达排渣位，然后导航系统发送位置信号给PLC控制器，PLC控制器再控制气缸推开或关闭排渣门，比起现有技术中通过人工开启排渣门，约800℃的氧化铁皮自由散落至炉坑地面，待温度降至100℃以下，再由人工收集至渣斗，然后运输至天车起吊区域，本申请中排渣门的开闭由人工操作升级为自动开闭，并实现与运输装置的联锁控制，氧化铁皮的运输也全程由运输装置自动导航完成，即本实施例通过将智能化设备代替人工操作，解放劳动力，降低企业的生产成本，有利于提升企业的成品竞争力，同时也避免了由于人工误操作导致的安全生产事故。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。