專利名稱：一種連鑄坯定尺檢測切割裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及連鑄機械設備領域，更具體地講，涉及一種用于連鑄坯定尺檢測 切割裝置。
背景技術：
目前，連鑄工藝廣泛應用于鋼鐵冶金行業。通常，連鑄生產工藝過程為從中間包 注入到結晶器中的鐵水經過二次冷卻區形成帶有液芯的鑄坯；在拉坯矯直機(簡稱為拉矯 機)的作用下，鑄坯被從結晶器中連續拉出并矯直；完成矯直后，通過切割裝置將連鑄坯切 割成所需長度。連鑄坯定尺檢測裝置用于檢測鑄坯長度值，以確保切割裝置能夠將連鑄坯 精確地切割成所需長度。在現有技術中，通常通過測量驅動輥的轉動來檢測連鑄坯的切割定尺長度。于 2008年1月9日授權的第200620130803號中國實用新型專利公開了一種連鑄機定尺切割 裝置，該專利利用拉坯輥的轉速與拉坯輥變頻驅動裝置所輸出的電壓電流信號之間的關系 來測量鑄坯的長度。然而，拉坯輥作為驅動鑄坯前進的驅動輥，通常在拉坯輥與連鑄坯之間 會存在打滑現象，這會導致不能準確測得鑄坯的位移量，從而造成無法精確控制鑄坯的切 割長度。于2009年12月16日公開的第101602097號中國發明專利申請公開披露了一種 連鑄坯運動參數檢測裝置及方法，該申請通過安裝在拉矯機從動輥上的編碼器來確定連鑄 坯的位移，從而能夠精確地控制鑄坯的切割長度。然而，該申請的技術的不足之處在于操作 不夠簡單、并且不能直觀地看到切割機的當前狀態。綜上所述，亟需一種能夠精確控制鑄坯的切割長度并且操作方便的連鑄坯定尺檢 測切割裝置。
實用新型內容針對現有技術存在的以上不足，本實用新型提供了一種連鑄坯定尺檢測切割裝 置，在所述裝置中，檢測連鑄坯位移的編碼器安裝在拉矯機的從動輥上，人機界面與可編程 邏輯控制單元相互通信，從而能夠精確檢測連鑄坯的定尺長度并且操作方便。本實用新型的提供了一種連鑄坯定尺檢測切割裝置，包括具有主動輥和從動輥的 拉矯機以及切割機單元，還包括拉矯機編碼器單元，包括安裝在拉矯機的從動輥上的編碼 器，以產生與鑄坯移動的位移對應的脈沖信號；人機界面單元，用于手動輸入定尺長度設定 值和定尺長度偏差修正值；可編程邏輯控制單元，與拉矯機編碼器單元、人機界面單元和 切割單元連接，以接收拉矯機編碼器單元產生的脈沖信號然后將脈沖信號轉換為鑄坯長度 值，并且接收人機界面單元輸入的定尺長度和定尺長度偏差修正值，然后對將鑄坯長度值 與經過定尺長度偏差修正值修正的定尺長度設定值進行比較，當鑄坯長度值大于或等于長 度設定值時，可編程邏輯控制單元向切割機單元發出切割指令。根據本實用新型的連鑄坯定尺檢測切割裝置還可包括與拉矯機編碼器單元并行且連接到可編程邏輯控制單元的紅外定尺系統。根據本實用新型的連鑄坯定尺檢測切割裝置，人機界面單元可包括用于采集并統 計分析連鑄坯定尺檢測切割過程中的班次、定尺數據和異常情況的數據的數據庫單元。根據本實用新型的連鑄坯定尺檢測切割裝置，所述拉矯機編碼器單元還可包括減 速機構，編碼器通過減速機構連接到拉矯機的從動輥上。與傳統技術相比，本實用新型具有以下優點(1)穩定性高并且故障率低。由于拉矯機編碼器與拉矯機從動輥連接，所以避免了 拉矯輥與連鑄坯之間出現打滑現象，從而提高了連鑄坯定尺檢測的穩定性。此外，由于從動 輥的拉矯機負荷小，且編碼器遠離熱源，所以故障率低。(2)精確度高。由于拉矯機編碼器與拉矯機從動輥通過減速機構連接，所以提高了 定尺精確度。(3)操作方便。人機界面與連接有拉矯機編碼器單元和切割機單元的可編程邏輯 控制單元連接，從而操作人員能夠容易地設定定尺長度及定尺長度偏差修正值，并且能夠 直觀地看到切割機的當前狀態。(4)在使用拉矯機編碼器單元的基礎上，耦合了原先被大多數連鑄生產線所使用 的紅外定尺系統。因此，當拉矯機編碼器單元出現故障時，可使用備用的紅外定尺系統，從 而提高了適應性。
圖1示出了本實用新型的連鑄坯切割定尺裝置的控制原理圖。圖2示出了應用本實用新型的連鑄坯切割定尺裝置的連鑄工藝的示意圖。
具體實施方式
在下文中，將參照附圖來詳細說明本實用新型的示例性實施例。在附圖中，相同的標號表示相同的裝置。為了清楚起見，可以夸大附圖中的部件。圖1示出了本實用新型的連鑄坯切割定尺裝置的控制原理圖。圖2示出了應用本 實用新型的連鑄坯切割定尺裝置的連鑄工藝的示意圖。參照圖1和圖2，根據本實用新型的示例性實施例，連鑄坯切割定尺裝置包括拉矯 機編碼器單元1、可編程邏輯控制(PLC)單元2、切割機單元3和人機界面單元4。在本實施例中，拉矯機編碼器單元1包括編碼器5和減速機構7。拉矯機6包括 主動輥6'和從動輥6"。編碼器5通過減速機構7與拉矯機6的從動輥6"連接，以產生 脈沖信號。由于從動輥6'的轉數與鑄坯向前移動的位移成正比，所以脈沖信號與鑄坯移動 的位移對應。切割機單元3主要包括常用的切割機夾緊裝置、切割槍、大車走行裝置、切割槍走 行裝置等(未示出)。切割機單元3用于實現根據可編程邏輯控制單元2發出的切割指令 來對鑄坯進行切割。可編程邏輯控制單元2由西門子PLC高速計數模板FM370-1、西門子S7300CPU、西 門子S7 300CP及網絡附件組成。可編程邏輯控制單元2與編碼器5和切割單元3連接，并 且能夠與人機界面單元4實現相互通信。可編程邏輯控制單元2的高速計數模板FM370-1用于把編碼器5傳過來脈沖信號采集進可編程邏輯控制單元2，經過可編程邏輯控制單元2 的編程計算，轉換成一個實時的累加數據變化以表示鑄坯鑄流跟蹤值(即，鑄坯長度值)， 并將鑄坯長度值與人機界面單元4傳來的經過定尺長度偏差修正值修正的定尺長度設定 值進行比較，當鑄坯長度值大于或等于長度設定值時，可編程邏輯控制單元2向切割機單 元發出切割指令。另外，根據本實用新型示例性實施例的連鑄坯定尺檢測切割裝置，在使用拉矯機 編碼器單元1的基礎上，還耦合了原先被大多數連鑄生產線所使用的紅外定尺系統，紅外 定尺系統與拉矯機編碼器單元1并聯到可編程邏輯控制單元2，從而當拉矯機編碼器單元1 出現故障時，可使用備用的紅外定尺系統來代替拉矯機編碼器單元1。在本實施例中，人機界面(Human Machine Interface, HMI)單元4具有定尺控制 畫面。操作人員通過人機界面單元4選擇定尺方式，輸入定尺長度設定值和定尺長度偏差 修正值、預夾提前量等數據，人機界面單元4通過以太網通信方式將收到的定尺長度設定 值和定尺長度偏差修正值、預夾提前量等數據傳輸給可編程邏輯控制單元2。這里，人機界面單元4 一般運行條件如下⑴編碼器5檢測正常；⑵可編程邏 輯控制單元2通訊正常；(3)連鑄機處于澆鑄模式，通過來源于連鑄機的信號進行判斷；(4) 在人機界面單元4的操作界面中選擇編碼器定尺方式或紅外定尺方式；(5)切割操作方式 處于自動方式，通過來源于連鑄機的信號進行判斷；(6)在人機界面單元4的操作界面中輸 入正確的設定定尺長度及定尺長度偏差修正值。人機界面單元4具有以下功能①實現人機界面功能，可直觀看到離切割點的距離、監控當前切割機的狀態，并且 能夠手動設定定尺長度設定值和定尺長度偏差修正值。②實現與原紅外定尺系統的互為備用功能，在正常生產時優先選擇編碼器定尺系 統，當編碼器定尺系統故障時自動切換到原紅外定尺系統。另外，可通過在人機界面單元2中開發數據庫，對班次、定尺數據、異常情況進行 統計分析。如圖1所示，在連鑄工藝中，鋼水經過中間包8進入結晶器9，然后通過二次冷卻區 (未示出)，形成局部帶有液芯的連鑄坯，然后通過拉矯機6進行拉坯和矯直，最后通過連鑄 坯定尺檢測切割單元對矯直后的連鑄坯進行定尺檢測和切割，以形成符合生產要求長度的 鑄坯10。采用紅外定尺系統的方坯連鑄系統的定尺精度在0-50毫米，定尺合格率為95%， 采用本實用新型的連鑄坯定尺檢測切割裝置的方坯連鑄系統的定尺精度在0-30毫米，定 尺合格率達到99%以上。綜上所述，本實用新型的連鑄坯定尺檢測切割裝置具有穩定性高、故障率低、精確 度高、操作方便、適應性強的特點。盡管上面已經描述了本實用新型的實施例，但是本領域技術人員應該清楚，本實 用新型還可以有其它的變形實施例。例如，編碼器可直接連接到拉矯機從動輥上。另外，本 實用新型可以包括拉矯機編碼器單元而不包括紅外定尺系統。此外，本實用新型的可編程 邏輯控制單元可以為其它類型的PLC控制器。
權利要求一種連鑄坯定尺檢測切割裝置，包括具有主動輥和從動輥的拉矯機以及切割機單元，其特征在于還包括拉矯機編碼器單元，包括安裝在拉矯機的從動輥上的編碼器；可編程邏輯控制單元，與拉矯機編碼器單元的編碼器和切割單元連接；人機界面單元，與可編程邏輯控制單元連接。
2.如權利要求1所述的連鑄坯定尺檢測切割裝置，其特征在于所述連鑄坯定尺檢測切 割裝置還包括與拉矯機編碼器單元并行且連接到可編程邏輯控制單元的紅外定尺系統。
3.如權利要求1所述的連鑄坯定尺檢測切割裝置，其特征在于人機界面單元包括用于 采集并統計分析連鑄坯定尺檢測切割過程中的班次、定尺數據和異常情況的數據的數據庫 單元。
4.如權利要求1所述的連鑄坯定尺檢測切割裝置，其特征在于所述拉矯機編碼器單元 還包括減速機構，編碼器通過減速機構連接到拉矯機的從動輥上。
專利摘要一種連鑄坯定尺檢測切割裝置，包括具有主動輥和從動輥的拉矯機以及切割機單元，還包括拉矯機編碼器單元；人機界面單元；可編程邏輯控制單元與拉矯機編碼器單元、人機界面單元和切割機單元連接，以接收拉矯機編碼器單元產生的脈沖信號然后將脈沖信號轉換為鑄坯長度值，并且接收人機界面單元輸入的定尺長度和定尺長度偏差修正值，然后對經過定尺長度偏差修正值修正的定尺長度設定值與鑄坯長度值進行比較，當鑄坯長度值大于或等于長度設定值時，可編程邏輯控制單元向切割機單元發出切割指令。本實用新型的連鑄坯定尺檢測切割裝置具有穩定性高、故障率低、精確度高、操作方便、適應性強的特點。
文檔編號B22D11/126GK201760574SQ20102028268
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月5日 優先權日2010年8月5日
發明者和剛, 張科 申請人:攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司