专利名称：一种缩堆堆料装置及堆料方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于冶炼工业中的缩堆堆料装置和用该装置进行堆料的方法。
背景技术：
目前，在炼铁工业生产中，混匀料的堆料方式主要分为定起点定终点、变起点定终点两种堆料方式。两者的区别在于前者的起点和终点是不变的，即混匀堆料机始终在一个不变的距离内做往返堆料运动；后者在整个堆料过程中起点是变化的，终点是不变的，在整个堆料过程中混匀堆料机是在一个根据工作要求距离逐渐缩小的区域内做往返堆料工作的。两种方式最终堆成的料堆在物料品位的结构上是不一样的前者形成的混匀料堆存在尾部端部料、胴体料和头部端部料。在切取混匀料时，胴体料是高质量的混匀料，而头部端部料成分波动很大不能作为成品料送入烧结，只能取走进行二次混匀。后者也会产生同样物料品味的尾部端部料和胴体料，但是后者的头部端部料物料的混匀质量更趋近于胴体料，可以勉强满足下一工序的需要直接输送至烧结。两者比较，后者少一道生产工序，在堆料方式中较先进。国内先进的炼铁企业根据技术实力采用变起点定终点的缩堆堆料方式，它是目前最先进的技术，利用PLC可编程控制器的记忆功能，实现自由设定料堆限位的目的，完成这一堆料过程。这种堆料技术存在一些缺点设计程序复杂、对工作人员技能及硬件配置要求高、费用投入大。技术限制的原因造成这种堆料技术目前只能实现9次变起点的堆料。实际生产中起点改变次数越多，端部料的成分才越趋近于胴体料，对下一部的烧结工艺产生的波动才能越小。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种实现更多次的变起点的堆料，使得头部端部料的成分更趋近于胴体料，减少对下一步工艺产生的波动的缩堆堆料装置。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种缩堆堆料装置包括混匀堆料机及其移动轨道，在所述混匀堆料机的对中料斗旁设置有在触碰料堆顶部时产生电信号的第一探头；在所述混匀堆料机的悬臂上还通过导杆吊设有第二探头，在所述混匀堆料机的机架上设有竖直的导轨，所述第二探头沿该导轨上下移动；还包括位于所述料堆与混匀堆料机之间、根部分别正对所述料堆的起点位置和终点位置的倾斜限位和竖直限位，所述第二探头在所述混匀堆料机水平运动至正对所述倾斜限位和竖直限位时探测到两者并产生电信号。本发明的优点和积极效果是本发明对现有技术中变起点、定终点的缩堆堆料装置进行了有效改进。现有技术中的变起点、定终点的缩堆堆料装置包括混匀堆料机及控制系统，缩堆堆料过程完全依靠在控制系统中的PLC可编程控制器预设悬臂抬升规则和每次变起点的位置坐标，这样混匀堆料机在运行过程中完全依照该规则动作。上述系统智能化的程度较低，通常需要有复杂的设计程序，对操作人员技能及硬件配置要求很高，费用投入也比较大。由于技术的限制和实际复杂条件等原因造成这种堆料技术目前只能实现9次变起点的堆料，这对于实际生产通常是远远不够的。本发明通过在混匀堆料机的悬臂上设置第二探头，并在料堆与混匀堆料机之间设置倾斜限位和竖直限位与第二探头相互作用，将在原有控制系统中预设每次变起点的位置的方式变成根据第二探头探测到倾斜限位后产生电信号再响应的方式，使控制系统中只需预设每次悬臂抬升的距离，大大简化了控制系统软件、硬件的配置要求，对操作人员的技能要求也降低了，减少了费用的投入。同时通过实现更多次(远大于9次)的变起点堆料，提升了料堆端部料与中部胴体料成分的一致性，减小对下一部烧结工艺产生的波动。优选地所述第一探头的触点位于所述对中料斗的最低点以下。优选地所述导杆的上端与所述悬臂之间为可转动连接。优选地在所述导杆的顶部设有转轴，所述转轴位于开设在所述悬臂上的轴孔中。优选地所述导杆为钢丝绳。优选地在所述导轨与所述机架之间设有支架。优选地所述第二探头为电磁感应探头，所述倾斜限位和竖直限位为钢材质的杆体。优选地在所述倾斜限位的底端设有支撑体，所述倾斜限位可以以与所述支撑体的连接点为中心旋转，还包括将所述倾斜限位固定至某角度的固定装置。优选地在所述倾斜限位的根部设有角度显示装置。本发明的另一目的是提供一种应用上述缩堆堆料装置完成堆料的方法。本发明所采取的技术方案是包括以下步骤，a、根据生产所需料堆的体积计算出倾斜限位和竖直限位的位置，即起点位置和终点位置，调整倾斜限位的角度并将其固定至此角度；b、在所述混匀堆料机的控制器中设置所述悬臂的单次提升距离值；C、将所述混匀堆料机移至料堆的起点处；d、启动所述混匀堆料机开始缩堆堆料；e、至所述混匀堆料机自动停止时完成堆料。本发明的优点和积极效果是通过采用上述的缩堆堆料装置实现的缩堆堆料方法，将现有技术中预估料堆的体积尺寸、计算每次变起点的位置然后在控制系统中设置该值的步骤变更为根据预估的料堆体积尺寸计算倾斜限位和竖直限位的位置并设定倾斜限位的倾角，在控制器中设置悬臂单次提升高度值，大大简化了计算过程并提升了控制的精度，降低了对控制系统软件、硬件和操作人员技能水平的要求，智能化程度较高。
图1是本发明的缩堆堆料装置的结构示意图(混匀堆料机部分)；图2是本发明的缩堆堆料装置的结构示意图(料堆部分);图3是混匀堆料机从开始至堆料完毕后的堆料过程示意图；图4是堆料完毕后整个料堆的成分截面示意图；图5是现有技术中定起点定终点堆料方式堆料完毕后整个料堆的成分截面示意图。图中1、料堆；2、第一探头；3、对中料斗；4、悬臂；5、导杆；6、混匀堆料机；7、第二探头；8、导轨；9、倾斜限位；10、竖直限位；11、混匀取料机；12、头部端部料；13、胴体料；14、尾部端部料。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下请参见图1和图2，本发明的缩堆堆料装置包括混匀堆料机6及其移动轨道。在混匀堆料机6的对中料斗3旁设置有第一探头2，该第一探头2用于触碰料堆I的顶部并产生电信号，该电信号传送给控制系统进行响应。实际安装中，将第一探头2的触点设置于对中料斗3的最低点以下，使混匀堆料机6在移动过程中，第一探头2碰触到料堆I的顶部时对中料斗3还未碰触到料堆I的顶部。在混匀堆料机6的悬臂4上还通过导杆5吊设有第二探头7。该第二探头7应严格跟随悬臂4上下移动，为实现上述要求，在混匀堆料机6的机架上设置支架，在该支架上设置竖直的导轨8，第二探头7沿该导轨8上下移动。实际安装中，第二探头7与导轨8之间应设置相应结构保证上述要求，如导轨8上设置滑槽，在该滑槽中设置滑块，将第二探头7固接于该滑块上。导杆5还可以由一根钢丝绳代替。由于悬臂4 一直在提升，故导杆5与悬臂4之间的配合关系也应作限定。导杆5的上端与悬臂4之间最好为可转动连接，具体地，可以在导杆5的顶部设置转轴，该转轴位于开设在悬臂4上的轴孔中。更优选地，在转轴与轴孔之间还可以设置轴承，使悬臂4在上升过程中，导杆5的顶端不会由于发生扭动而影响下端的第二探头7。本实例中还包括位于料堆I与混匀堆料机6之间、根部分别正对料堆I的起点位置和终点位置的倾斜限位9和竖直限位10，第二探头7在混匀堆料机6水平运动至正对倾斜限位9和竖直限位10时探测到两者并产生电信号，该电信号传送给控制系统进行响应。实际设置时，根据预估的料堆I的体积尺寸计算倾斜限位9和竖直限位10的位置。倾斜限位9的倾角设计成可调节的形式，在使用时需要提前进行设置并固定。具体地，故在倾斜限位9的根部设置角度显示装置能够方便操作者对倾角进行设定。具体地，在倾斜限位9的底端设有支撑体，倾斜限位9可以以与该支撑体的连接点为中心旋转，还包括将倾斜限位9固定至某角度的固定装置。为了更方便地对倾角的大小进行设定，在倾斜限位9的根部设置角度显示装置，该装置可以固定在支撑体上。具体地，角度显示装置可以是一个量角仪，也可以是电子测量及显示装置，可根据具体需要选定。本实例中，倾斜限位9和竖直限位10为钢材质的杆体，与之对应的是第二探头7为电磁感应探头，其探测原理是电磁感应式探头对金属材质的杆体进行探测并返回信号。实际安装中，需保证第二探头7在导轨8上竖直移动时其探测方向保持不变，并且需要保证悬臂4在下极限开始堆料和上极限结束堆料时第二探头7都能很好地和倾斜限位9与竖直限位10发生作用，不产生盲区。电磁感应探头的具体型号可以根据需要进行选择，可选择感应距离不同的探头。如现场试验时选用的探头探测距离为l-150mm，在这个距离中探头遇到钢结构的杆体会发生电信号，因此倾斜限位9和竖直限位10安装后与第二探头7的垂直距离应小于150mm。图3是混匀堆料机6从开始至堆料完毕后的堆料过程示意图。可以看出利用上述缩堆堆料装置进行堆料的过程，在此对堆料方法进行说明首先，预估料堆I的体积尺寸，计算倾斜限位9和竖直限位10的大致位置并将倾斜限位9的角度固定至一个合适的角度。实际堆料中，倾斜限位9的角度和最后形成的料堆I的角度不是一样的。倾斜限位9的角度并不需要每次都进行调整，因为料堆I的头尾料堆的角度是不变的，它是混匀物料的安息角，不同的厂家的混匀料堆的安息角通常是37°左右。因此倾斜限位9的倾角应该是一个经验值，即保证上述料堆I的37°安息角。然后，在混匀堆料机6的控制器中设置悬臂4的单次提升距离。这样，悬臂4每次抬升时均抬升上述设定的距离，通过选取合适的上述抬升距离，控制混匀堆料机6进行多次变起点堆料。然后，将混匀堆料机6移至料堆I的起点处，即对中料斗3的正下方是开始堆料的地方。然后，启动混匀堆料机6开始缩堆堆料。参考图3，混匀堆料机6由Al向终点方向堆料，当第二探头7探测到终点BI的竖直限位10后产生电信号并传递给控制系统，控制系统控制混匀堆料机6进行折返并继续向Al点处行走堆料。Al和BI之间的距离定义为第一区间。往返过程中，当料堆I第一次碰触到第一探头2时，探头反馈电信号给控制系统，控制系统控制悬臂4自动上升一段距离，此时混匀堆料机6结束第一区间内的堆料进入第二区间。由于起点的倾斜限位9和终点的竖直限位10的作用，混匀堆料机6在A2和B2两点间的第二区间内做往返堆料。当料堆I第二次碰触到第一探头2时，探头反馈电信号给控制系统，控制系统控制悬臂4自动上升一段距离，此时混匀堆料机6结束第二区间内的堆料进入第三区间。以此类推，混匀堆料机6最终会在AN和BN两点间的第N区间内结束堆料，完成整个变起点定终点的缩堆堆料。最后，混匀堆料机6自动停止并返回初始点，可以将其转移至下一工位。图4是堆料完毕后整个料堆I的成分截面示意图，显示了上述装置及方法达到的堆料效果。可以看出，按照混匀矿成分分为头部端部料12、胴体料13和尾部端部料14，头部端部料12只有薄薄的一层，其成分与胴体料13稍有差异，但由于量比较少，基本满足烧结工艺的要求。此时的混匀料堆I可以使用混匀取料机11进行取料。很显然，缩堆堆料的次数越多，头部端部料12的料层越薄、料量越少，烧结所产生的波动也就越小，胴体料13作为高质量的混匀矿也就越多。与之形成对比的是，图5中定起点、定终点的堆料方式的堆料效果。可以看出，在中部胴体料13’的两端形成头部端部料12’和尾部端部料14’，其中胴体料13’与本方法得到的效果基本一致，但头部端部料12’和尾部端部料14’存在着较大的区别，两者的成分波动很大不能作为成品料送入烧结，只能取走进行二次混匀。可以想到的是，现有技术中9次变起点、定终点的方式形成的料堆I的效果。其头部端部料12’的层厚及料量均大于本方法得到的头部端部料12，中部胴体料13’和尾部端部料14’的成分与本方法得到的效果基本一致。故本装置和方法能够达到的堆料效果明显优于现有技术。
权利要求
1.一种缩堆堆料装置，包括混匀堆料机(6)及其移动轨道，其特征在于在所述混匀堆料机(6)的对中料斗(3)旁设置有在触碰料堆(I)顶部时产生电信号的第一探头(2);在所述混匀堆料机(6)的悬臂(4)上还通过导杆(5)吊设有第二探头(7)，在所述混匀堆料机(6)的机架上设有竖直的导轨(8)，所述第二探头(7)沿该导轨(8)上下移动；还包括位于所述料堆(I)与混匀堆料机(6)之间、根部分别正对所述料堆(I)的起点位置和终点位置的倾斜限位(9)和竖直限位(10)，所述第二探头(7)在所述混匀堆料机(6)水平运动至正对所述倾斜限位(9)和竖直限位(10)时探测到两者并产生电信号。
2.按照权利要求1所述的缩堆堆料装置，其特征在于所述第一探头(2)的触点位于所述对中料斗(3)的最低点以下。
3.按照权利要求1所述的缩堆堆料装置，其特征在于所述导杆(5)的上端与所述悬臂(4)之间为可转动连接。
4.按照权利要求3所述的缩堆堆料装置，其特征在于在所述导杆(5)的顶部设有转轴，所述转轴位于开设在所述悬臂(4)上的轴孔中。
5.按照权利要求4所述的缩堆堆料装置，其特征在于所述导杆(5)为钢丝绳。
6.按照权利要求1所述的缩堆堆料装置，其特征在于在所述导轨(8)与所述机架之间设有支架。
7.按照权利要求1所述的缩堆堆料装置，其特征在于所述第二探头(7)为电磁感应探头，所述倾斜限位(9)和竖直限位(10)为钢材质的杆体。
8.按照权利要求7所述的缩堆堆料装置，其特征在于在所述倾斜限位(9)的底端设有支撑体，所述倾斜限位(9)可以以与所述支撑体的连接点为中心旋转，还包括将所述倾斜限位(9)固定至某角度的固定装置。
9.按照权利要求8所述的缩堆堆料装置，其特征在于在所述倾斜限位(9)的根部还设有角度显示装置。
10.一种采用权利要求1至9任一项所述的缩堆堆料装置进行堆料的方法包括以下步骤， a、根据生产所需料堆(I)的体积计算出倾斜限位(9)和竖直限位(10)的位置，即起点位置和终点位置，调整倾斜限位(9)的角度并将其固定至此角度； b、在所述混匀堆料机(6)的控制器中设置所述悬臂(4)的单次提升距离值； C、将所述混匀堆料机(6)移至料堆(I)的起点处； d、启动所述混匀堆料机(6)开始缩堆堆料； e、至所述混匀堆料机(6)自动停止时完成堆料。
全文摘要
本发明涉及一种应用于冶炼工业中的缩堆堆料装置，包括混匀堆料机及移动轨道，在混匀堆料机的对中料斗旁设置有在触碰料堆顶部时产生电信号的第一探头；在混匀堆料机的悬臂上还通过导杆吊设有第二探头，在混匀堆料机的机架上设有竖直的导轨，第二探头沿该导轨上下移动；还包括位于料堆与混匀堆料机之间、根部分别正对料堆的起点和终点的倾斜限位和竖直限位，第二探头在混匀堆料机水平运动至正对倾斜限位和竖直限位时探测到两者并产生电信号。本发明还涉及一种利用上述装置进行缩堆堆料的方法，包括设定倾斜限位与竖直限位的位置以及倾斜限位的角度、在控制器中设定悬臂单次提升高度、启动混匀堆料机开始堆料、混匀堆料机自动停止完成堆料等步骤。
文档编号B65G69/28GK103057981SQ20121054766
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者张峰, 刘志强, 王子良, 武中强, 王建猛 申请人:天津钢铁集团有限公司