一种转炉氧枪定位方法与流程

本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种转炉氧枪定位方法。

背景技术：

转炉氧枪在转炉炼钢操作过程中至关重要，氧枪的流量决定了吹炼时间，氧枪的高度决定了转炉的成渣效果。在转炉冶炼过程中，一般采取定流量变枪位操作，或者采用变流量定枪位操作，目前，更加先进的技术是采用变流量变枪位操作。无论何种操作模式，氧枪枪位都是转炉冶炼过程控制的一项重要参数。

但是，传统的氧枪枪位定位模式是采用氧枪提升装置的提升时的电气极限位置进行参考定位，但由于电气极限受外界波动较大，导致氧枪下降时，具体位置高度是不精确，最终由于氧枪枪位控制精度不够高，而严重降低了转炉冶炼效果。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提出了一种转炉氧枪定位方法，可解决外界环境对氧枪提升的极限高度造成影响时，导致氧枪的最终枪位控制不够准确的问题。

本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种转炉氧枪定位方法，所述方法包括：

采用激光探测装置在氧枪最大高度下方的预设位置进行氧枪位置的探测，获得所述氧枪下降到预设高度时触发的探测信号；将所述探测信号输入编码器和变频器，获得起始时刻与氧枪的起始高度；其中，所述编码器用于控制所述氧枪升降，所述起始高度为所述预设高度；获取所述变频器控制所述氧枪下降的下降速度与下降时的实时时刻；其中，所述下降速度为触发所述探测信号之后氧枪的速度；根据所述起始高度、所述下降速度、所述起始时刻以及所述实时时刻，获得所述氧枪当前的实时高度。

优选地，所述激光探测装置的探测方向与所述氧枪的行程方向垂直。

优选地，所述转炉为210t转炉，所述激光探测装置的安装高度为28m；其中，所述安装高度为所述激光探测装置距离转炉下方地面的垂直距离。

优选地，所述转炉为300t转炉，所述激光探测装置的安装高度为25m；其中，所述安装高度为所述激光探测装置距离转炉下方地面的垂直距离。

优选地，所述转炉为250t转炉，所述激光探测装置的安装高度为18m；其中，所述安装高度为所述激光探测装置距离转炉下方地面的垂直距离。

优选地，所述根据所述起始高度、所述下降速度、所述起始时刻和所述实时时刻，获得所述氧枪当前的实时高度，包括：

根据所述实时时刻和所述起始时刻的差值，获得下降时间；根据所述下降速度和所述下降时间累积，获得下降距离；根据所述起始高度和所述下降距离的差值，获得所述氧枪当前的所述实时高度。

优选地，所述根据所述起始高度、所述下降速度、所述起始时刻和所述实时时刻，获得所述氧枪当前的实时高度之后，还包括：

根据所述预设高度以及所述氧枪运行的实时高度，对所述氧枪的编码器数值位置进行校正。

本发明提供的一种转炉氧枪定位方法，通过采用激光探测装置在氧枪最大高度下方的预设位置进行氧枪位置的探测，当氧枪下降到预设高度时就会触发探测信号；此时，将探测信号输入编码器就可确定起始时刻与氧枪的起始高度；在编码器下降氧枪过程中，可实时获得实时时刻；最后，根据起始高度、下降速度、起始时刻和实时时刻，就可精确的获得氧枪当前的实时高度。在整个控制过程中不需要氧枪的电气极限位置作为参考高度，从而排除了转炉恶劣工况环境对编码器的影响，采用激光定位替代编码器对氧枪提升时的极限高度，能够更加准确的确定基准位置，保证最终氧枪的下降高度精确可控。可有效的提高转炉冶炼效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种转炉氧枪定位方法的流程图；

图2示出了本发明实施例提供的一种转炉氧枪定位方法的应用场景示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

请参见图1，示出了本发明第一实施例提供的一种转炉氧枪定位方法，所述方法包括：

步骤s10：采用激光探测装置在氧枪最大高度下方的预设位置进行氧枪位置的探测，获得所述氧枪下降到预设高度时触发的探测信号；

步骤s20：将所述探测信号输入编码器和变频器，获得起始时刻与氧枪的起始高度；其中，所述编码器用于控制所述氧枪升降，所述起始高度为所述预设高度；

步骤s30：获取所述变频器控制所述氧枪下降的下降速度与下降时的实时时刻；其中，所述下降速度为触发所述探测信号之后氧枪的速度；

步骤s40：根据所述起始高度、所述下降速度、所述起始时刻以及所述实时时刻，获得所述氧枪当前的实时高度。

在步骤s10中，激光探测装置在安装时应当保证探测方向与氧枪的行程方向相互垂直，保证触发激光探测装置的预设高度与激光探测装置的安装高度相同。在氧枪的下端端部位置通过激光探测装置的探测区域时即可触发生成探测信号。

请参阅图2，氧枪高度的定义：氧枪喷头下缘距离0米地面的垂直高度(绝大多数转炉氧枪高度是根据此条准则定义的，如果不是，可以进行换算)。

安装高度必须是距离0米地面的绝对高度，可以根据施工图纸或者现场测量进行确定。因为使用该专利进行氧枪精准定位，安装高度是计算的基础。

安装高度需要保证如下选择原则：(1)低于氧枪最大高度；(2)低于氧枪喷头下缘；(3)可选择在氧枪喷头下缘和附属设备之间的空隙中；(4)安装高度必须确定为绝对高度。

这样就可避免通过安装高度与探测夹角计算氧枪的起始高度，节省计算资源。例如，激光探测装置安装在氧枪最大高度时的喷头的下缘，与转炉附属设备之间的间隙处，如图2所示。

在本实施例中，激光探测装置可包括发射端与接收端，氧枪的行程位于发射端与接收端之间，当氧枪未下降时，接收端可接收到发射端的信号；当氧枪下降到一定高度时，且位于发射端与接收端之间，氧枪将发射端的信号阻隔；接收端无法接收到发射端的信号时，此时触发生成探测信号。

在步骤s20中，激光探测装置获得的探测信号，可传入控制氧枪的编码器和变频器，以记录当前的时间节点，即当氧枪通过当前的预设高度时记当前的时刻为起始时刻。同时，起始时刻时，将预设高度作为氧枪的起始高度。

在步骤s30中，由于氧枪的下降速度是由变频器控制，因此，变频器可直接记录起始时刻之后氧枪的下降速度，以及下降时的实时时刻。

在步骤s40中，具体包括：

步骤s41：根据所述实时时刻和所述起始时刻的差值，获得下降时间；即，下降时间＝实时时刻-起始时刻。

步骤s42：根据所述下降速度和所述下降时间累积，获得下降距离；即，下降距离＝下降速度x下降时间。

步骤s43：根据所述起始高度和所述下降距离的差值，获得所述氧枪当前的所述实时高度；即，实时高度＝起始高度-下降距离。

最后，在步骤s40之后，还可包括对编码器数值进行校正，具体包括：根据所述预设高度以及所述氧枪运行的实时高度，对所述氧枪的编码器数值位置进行校正。通过激光探测装置测量得到的起始高度来计算获得的实时高度是真实精确的高度值，采用该实时高度对编码器的高度数值进行校正后可使得编码器存在的高度误差得以修正。另外，也可在触发激光探测装置的预设高度处进行编码器高度数值的校正(预设高度，即安装高度，当氧枪经过该高度时触发激光探测装置，该安装高度为精确的高度值，可用于校正编码器数值)；或者采用预设高度以及实时高度进行两次校正，提高准确性。在本实施例中，还可采用如下的方式进行校正确认，采用实时高度对氧枪的编码器高度数值进行校正；在校正之后氧枪第二次触发激光探测装置时，比对此时编码器中的高度数值与预设高度是否相同，若相同或相差在较小的误差范围内(如误差在±5mm之内)时可认为校正成功，否则校正失败。在确认校正失败之后可再次进行校正，若依然校正失败，则应当排查其他故障原因。以此，提高了高度校正的可靠性。

进一步的，基于实际的生产条件，本实施例中提供三种具体实施方式：

1、转炉为210t转炉，激光探测装置的安装高度为28m，并且为垂直于氧枪行程方向安装；其中，安装高度为激光探测装置距离转炉下方地面的垂直距离。

当氧枪下将至距离地面28m的地方时，激光探测装置发出探测信号。将该信号传入编码器和变频器，确定此时氧枪的精确的起始高度为28m；并且当前的时刻记为起始时刻；当氧枪结速下降时可得到实时时刻，由起始时刻和实时时刻可确定氧枪的下降时间。由于氧枪的下降速度由变频器控制，可直接通过变频器读取氧枪下降速度。该起始高度减去氧枪的下降速度与下降时间的乘积，得到氧枪的精确位置，即实时高度。最后可使用该精确位置与氧枪当前的编码器数值位置进行校正。

2、转炉为300t转炉，激光探测装置的安装高度为25m，并且为垂直于氧枪行程方向安装；其中，安装高度为激光探测装置距离转炉下方地面的垂直距离。

当氧枪下将至距离地面25m的地方时，激光探测装置发出探测信号。将该信号传入编码器和变频器，确定此时氧枪的精确的起始高度为25m；并且当前的时刻记为起始时刻；当氧枪结速下降时可得到实时时刻，由起始时刻和实时时刻可确定氧枪的下降时间。由于氧枪的下降速度由变频器控制，可直接通过变频器读取氧枪下降速度。该起始高度减去氧枪的下降速度与下降时间的乘积，得到氧枪的精确位置，即实时高度。最后可使用该精确位置与氧枪当前的编码器数值位置进行校正。

3、转炉为250t转炉，激光探测装置的安装高度为18m，并且为垂直于氧枪行程方向安装；其中，安装高度为激光探测装置距离转炉下方地面的垂直距离。

当氧枪下将至距离地面18m的地方时，激光探测装置发出探测信号。将该信号传入编码器和变频器，确定此时氧枪的精确的起始高度为18m；并且当前的时刻记为起始时刻；当氧枪结速下降时可得到实时时刻，由起始时刻和实时时刻可确定氧枪的下降时间。由于氧枪的下降速度由变频器控制，可直接通过变频器读取氧枪下降速度。该起始高度减去氧枪的下降速度与下降时间的乘积，得到氧枪的精确位置，即实时高度。最后可使用该精确位置与氧枪当前的编码器数值位置进行校正。

综上所述，本发明提供的一种转炉氧枪定位方法，通过采用激光探测装置在氧枪最大高度下方的预设位置进行氧枪位置的探测，当氧枪下降到预设高度时就会触发探测信号；此时，将探测信号输入编码器和变频器就可确定起始时刻与氧枪的起始高度；在编码器下降氧枪过程中，可实时获得实时时刻；最后，根据起始高度、下降速度、起始时刻和实时时刻，就可精确的获得氧枪当前的实时高度。在整个控制过程中不需要氧枪的电气极限位置作为参考高度，从而排除了转炉恶劣工况环境对编码器的影响，采用激光定位替代编码器对氧枪提升时的极限高度，能够更加准确的确定基准位置，保证最终氧枪的下降高度精确可控。可有效的提高转炉冶炼效果。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。