一种转炉氧枪自动更换方法及系统与流程

本发明涉及炼钢转炉氧枪，具体涉及一种转炉氧枪自动更换方法及系统。

背景技术：

1、转炉炼钢过程是将高炉来的铁水经混铁炉混匀后兑入转炉，并按一定比例装入废钢，然后降下水冷氧枪以一定的供氧、枪位和造渣制度吹氧冶炼。其中，氧枪系统控制装置是转炉炼钢的核心装置，是通过用高质水冷却的吹氧管将工业纯氧送入吹炼半钢或铁水来完成冶炼任务。氧枪装置由氧枪本体(枪体上有3个法兰接头分别是氧枪管道接头和冷却水进、出水法兰接头)、氧枪传动装置，升降小车，升降小车滑道及换管装害和横移小车，横移小车动装置，平衡锤，平衡锤滑道等组成，横移传动装置通过电气连锁与转炉倾动机械有关设备配合共同完成冶炼，更换氧枪等操作任务。

2、当前氧枪的更换主要为人工更换方式，维护人员需要把存在问题的氧枪小车横移到备用位；关闭冷却水和氧枪的阀门后使用扳手进行拆除氧枪、冷却水的法兰；把氧枪和介质管道断开，通过行车吊运把氧枪放置到待修位；利用行车从备用位把正常氧枪吊运至氧枪升降小车的氧枪安装位；开始连接介质管道；最后连接完成后送介质并试车。但人工更换方式的工作量大，更换时间长，氧枪更换效率低，存在较大安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种转炉氧枪自动更换方法及系统，以解决当前氧枪更换方式导致的氧枪更换效率低、存在安全隐患的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供的基础方案为：一种转炉氧枪自动更换方法，包括：

3、s1：接收终端发送的工作氧枪更换指令；

4、s2：获取当前工作限位上的氧枪信息，确定出故障氧枪对应的目标等待限位；

5、s3：控制横移夹取装置将故障氧枪从目标等待限位夹至备修区域内的目标备修平台进行存放；

6、s4：控制横移夹取装置从备用区域内的目标备用平台中夹取正常氧枪，并将正常氧枪夹至目标等待限位进行氧枪上线，以完成氧枪更换。

7、通过设置备修区域用于存放下线的故障氧枪，设置备用区域用于存放存放待上线的正常氧枪，在操作人员监测到转炉中正在运行的氧枪出现故障时，将工作氧枪更换指令下发至控制模块，控制模块接收到工作氧枪更换指令后，分析出故障氧枪对应的目标等待限位，控制横移夹取装置将故障氧枪从目标等待限位夹至备修区域进行存放，再控制横移夹取装置从备用区域中将正常氧枪夹至目标等待限位进行氧枪上线，以完成氧枪更换，全程自动化控制，减少了氧枪更换时间，提高了氧枪更换效率，保证了氧枪更换作业的安全性。

8、优选地，氧枪运作时包括两个氧枪、两个氧枪小车和三个氧枪限位，所述氧枪限位包括左等待限位、右等待限位和工作限位，氧枪小车包括左氧枪小车和右氧枪小车，由左氧枪小车和所述右氧枪小车夹持对应的氧枪在等待限位和工作限位之间移动；

9、所述方法还包括：

10、在转炉停运时，左氧枪小车和右氧枪小车分别夹持两个工作氧枪在等待限位等待；

11、在转炉运行时，控制左氧枪小车或右氧枪小车将工作氧枪从左等待限位或右等待限位移至工作限位进行喷氧操作；

12、在工作限位上的氧枪发生故障时，将工作限位上的工作氧枪标识为故障氧枪，并控制左氧枪小车或右氧枪小车将故障氧枪从工作限位移动回对应的左等待限位或右等待限位，将故障氧枪所在的左氧枪小车或右氧枪小车标记为目标氧枪小车，将故障氧枪对应的左等待限位或右等待限位标记为目标等待限位。

13、在横移滑轨上设置三个工作限位左等待限位、右等待限位和工作限位，设置两个工作氧枪，在转炉停运时，左氧枪小车夹持左氧枪放置于左侧的等待限位，右氧枪小车夹持右氧枪放置于右侧的等待限位，在转炉运行时，控制模块控制氧枪小车将其中一个氧枪从等待限位移至工作限位进行喷氧操作，在工作限位上的氧枪发生故障时，控制工作限位上的左氧枪小车或右氧枪小车将故障氧枪从工作限位移动回对应的左等待限位或右等待限位，在转炉冶炼的过程中实现对氧枪进行自动化上线和下线，提高了氧枪上下线的效率和安全性。

14、优选地，步骤s3中将故障氧枪存放于备修区域，具体包括以下步骤：

15、控制目标氧枪小车中的氧枪安装锁定装置解除氧枪锁定；

16、控制横移夹取装置将故障氧枪从目标等待限位上的氧枪小车中夹离；

17、依次遍历备修区域内各个备修存放限位，确定出当前处于空闲状态的备修存放平台；并将第一个识别出的处于空闲状态的备修存放平台作为目标备修平台；其中，每个备修存放限位对应一个备修存放平台；

18、控制横移夹取装置将故障氧枪放置于目标备修平台；

19、接收氧枪到位检测限位块发送的氧枪到位信号，并控制目标备修平台对应的存放锁定装置对故障氧枪进行锁定。

20、由于氧枪小车中的故障氧枪被氧枪安装锁定装置固定在氧枪小车内，故在夹取故障氧枪之前，控制模块先控制氧枪安装锁定装置解除锁定，再控制横移夹取装置将故障氧枪从氧枪小车中夹离，本发明还对备修区域内各个备修存放平台设置了对应的备修存放限位，控制模块通过识别备修存放限位来横移夹取装置精确移动至每个备修存放平台，并识别备修存放平台是否存在氧枪，将第一个识别出的处于空闲状态的备修存放平台作为目标备修平台，控制横移夹取装置将故障氧枪放置于目标备修平台，接收氧枪到位检测限位块发送的氧枪到位信号，并控制目标备修平台对应的存放锁定装置对故障氧枪进行锁定，实现了自动化存放故障氧枪，且提升了故障氧枪存放的精确性和稳定性。

21、优选地，步骤s4中控制横移夹取装置对正常氧枪进行夹取，具体包括以下步骤：

22、依次遍历备用区域内各个备用存放限位，确定出当前处于存放状态的备用存放平台，并将第一个识别出的处于存放状态的备用存放平台作为目标备用平台；

23、控制目标备用平台对应的存放锁定装置取消对正常氧枪的锁定；

24、控制横移夹取装置对目标备用限位中的正常氧枪进行夹取；

25、控制横移夹取装置将正常氧枪放置于目标氧枪小车中进行氧枪上线，并将上线后的正常氧枪标识为工作氧枪；

26、控制目标氧枪小车中的氧枪安装锁定装置进行氧枪锁定。

27、与备修区域一样，备用区域内的备用存放平台也对应设置了备用存放限位，控制模块通过识别备用存放限位来控制横移夹取装置精确移动至每个备用存放平台，并识别备用存放平台是否存在氧枪，将第一个识别出的处于存放状态的备用存放平台作为目标备用平台，控制目标备用平台对应的存放锁定装置取消对正常氧枪的锁定，控制横移夹取装置将正常氧枪放置于目标氧枪小车中进行氧枪上线，并将上线后的正常氧枪标识为工作氧枪，实现了自动胡夹取正常氧枪和自动化氧枪上线，保障了转炉冶炼过程中工作氧枪的可用性。

28、优选地，还包括：

29、依次遍历备修区域内各个备修存放限位，确定出当前处于存放状态的备修存放平台；

30、控制横移夹取装置将处于存放状态的备修存放平台上的故障氧枪从备修区域夹至人工检修区，使得维修工人对故障氧枪进行检修；

31、接收终端下发的维修完成信号；

32、控制横移夹取装置将检修后的正常氧枪从人工检修区夹离；

33、依次遍历备用区域内各个备用存放限位，确定出当前处于空闲状态的备用存放平台；

34、控制横移夹取装置将检修后的正常氧枪放置于处于空闲状态的备用存放平台中。

35、由于故障氧枪需要修理，且备用存放平台需要补充正常氧枪以供使用，故本发明的控制模块控制横移夹取装置从备修存放平台上夹取故障氧枪至人工检修区，以供维修工人对故障氧枪进行维修，维修完毕后，维修工人会从终端发送维修完成信号至控制模块，控制模块接收到信号后，控制横移夹取装置从人工检修区将维修完成的正常氧枪夹取放置于备用存放平台中，以完成氧枪的检修和上新。

36、本发明还提供了一种转炉氧枪自动更换系统，系统包括备用区域、备修区域、氧枪小车、横移夹取装置、横移轨道和氧枪安装锁定装置，备用区域内依次设置了四个备用存放平台，正常氧枪放置于备用存放平台中，且四个备用存放平台对应设置了备用存放限位，备修区域内依次设置了四个备修存放平台，故障氧枪放置于备用存放平台中，且四个备修存放平台对应设置了备修存放限位，备用存放限位和备修存放限位分别位于横移轨道上，横移夹取装置放置于横移轨道上进行移动，氧枪小车包括左氧枪小车和右氧枪小车，左氧枪小车和右氧枪小车在横移轨道上对应设置了左等待限位和右等待限位，氧枪安装锁定装置焊接于氧枪小车的一侧，工作氧枪放置于氧枪小车中，在转炉停运时，左氧枪小车和右氧枪小车夹持着工作氧枪停放在左等待限位和右等待限位上，横移轨道上还设置有工作限位，转炉运作时，左氧枪小车或右氧枪小车夹持着工作氧枪移动至工作限位。

37、通过设置备修区域和备用区域，且在备修区域和备用区域内分别设置四个备修存放平台和四个备用存放平台，每个备修存放平台和备用存放平台对应设置了备修存放限位和备用存放限位，备用存放限位和备修存放限位分别位于横移轨道上，横移夹取装置放置于横移轨道上进行移动，实现了横移夹取装置能够通过识别备修存放限位或备用存放限位精确移动至备修存放平台或备用存放平台存放或夹取故障氧枪和正常氧枪，且在横移轨道上还设置有右等待限位、左等待限位和工作限位，右等待限位和左等待限位分别对应右氧枪小车停放位置和左氧枪小车停放位置，工作限位为转炉运作时需要氧枪入转炉喷氧，故左氧枪小车或右氧枪小车需移动至工作限位，以操作氧枪对转炉内进行喷氧，且在左氧枪小车和右氧枪小车的侧面分别设置了氧枪安装做锁定装置，以保障氧枪在氧枪小车上的稳定性，横移夹取装置能够通过识别各个限位，精准对接各个氧枪系统内的设备，提高氧枪更换的精准性和稳定性。

38、优选地，备用存放平台和备修存放平台的装置结构相同，具体包括存放底座、氧枪底座定位块、氧枪支架面、存放锁定装置、氧枪到位检测限位块和锁定到位检测限位块，氧枪支架面焊接于存放底座上，氧枪底座定位块、存放锁定装置、氧枪到位检测限位块和锁定到位检测限位块均焊接于氧枪支架面上，针对氧枪底端十字座的三个端分别对应设置了三组氧枪底座定位块和三个氧枪到位限位块，氧枪底座定位块包括两个底座定位块导向装置和一个氧枪支架，且底座定位块导向装置的横截面为梯形，针对氧枪底端十字座的剩余一个端设置了存放锁定装置和锁定到位检测限位块，存放锁定装置包括存放锁定端、存放锁定装置杆和存放锁定气缸，其中存放锁定装置杆和存放锁定气缸通过法兰连接。

39、备用存放平台和备修存放平台的装置结构相同，在氧枪被放入平台上的存放孔后，氧枪底端的十字座会被氧枪支架面抵住，均针对氧枪的十字形底座的三个端分别对应设置了三组氧枪底座定位块和三个氧枪到位限位块，每一端对应一组氧枪底座定位块，氧枪底端十字座的一端到达氧枪到位限位块后，该氧枪到位限位块会发送氧枪到位信号至控制模块，以表示氧枪底端十字座的一端到位，且将氧枪底座定位块中两个底座定位块导向装置的横截面为梯形，以对氧枪底端十字座的一端起到导向作用，在确定氧枪底端十字座的三个端均到位时，存放锁定装置中的存放锁定气缸推动存放锁定杆移动至存放锁定端，以对氧枪进行锁定，保障氧枪存放的稳定性，实现了对氧枪到位的检测和氧枪锁定的功能。

40、优选地，横移夹取装置包括横移装置本体、上部钢结构横梁、中部钢结构横梁、横梁导向轮、横梁限位轮、横梁导轨、横梁限位卡槽、底座钢梁、横移轨道、底座车轮、升降装置、升降车轮、装置固定臂、装置活动臂、伸缩油缸、升降导轨、夹紧装置和夹紧油缸，上部钢结构横梁设置于横移装置本体顶部，上部钢结构横梁下部设置有横梁导向轮，且横梁导向轮放置于横梁导轨上，横梁导轨焊接于横移装置本体的顶部，中部钢结构横梁设置于横移装置本体中部，中部钢结构横梁与横移装置本体通过横梁限位轮相连，横梁限位轮放置于横梁限位卡槽内、横梁限位卡槽焊接于横移装置本体的侧面，升降导轨焊接于横移装置本体的侧面，升降车轮放置于升降导轨的滑槽内，升降装置焊接于横移装置本体的底部，装置固定臂与升降车轮固接，装置活动臂套接在装置固定臂内，且装置活动臂内设置有伸缩伸缩油缸，夹紧装置与装置活动臂固接，夹紧油缸铰接于夹紧装置的尾部，横移装置本体底部之下设置有四个底座车轮，且底座车轮放置于横移滑轨的滑槽内，且横移滑轨焊接于底座横梁上。

41、在横移装置本体上部设置上部钢结构横梁，在上部钢结构横梁下部设置有横梁导向轮，且横梁导向轮放置于横梁导轨上，横梁导轨焊接于横移装置本体的顶部，通过左右移动上部钢结构横梁以保障横移夹取装置的平衡，在横移装置本体中部设置有中部钢结构横梁，中部钢结构横梁与横移装置本体通过横梁限位轮相连，以在横移夹取装置移动时，保障横移夹取装置不进行左右偏移，提高装置移动时的稳定性；通过将升降车轮和装置固定臂固接，且利用升降装置撑起装置固定臂在升降滑轨的轨道方向上下移动，实现装置固定臂的上下移动，装置活动臂套接在装置固定臂中，且装置活动臂与夹取装置固接，装置活动臂内设有伸缩油缸，在伸缩油缸的带动下，实现装置活动臂带着夹取装置进行伸缩动作，且在夹取装置尾部铰接有夹紧油缸，以实现夹取和松开的功能，在装置本体的底部之下四个底座车轮，且底座车轮放置于横移滑轨的滑槽内，以实现横移夹取装置左右移动的功能。

42、优选地，氧枪小车包括小车装置本体、氧枪安装平台、氧枪升降滑轮、氧枪升降导轮、氧枪升降横梁和氧枪防坠落装置，两个氧枪升降横梁的上下两端均设有氧枪升降导轮，氧枪安装平台与氧枪升降横梁焊接，氧枪升降滑轮与小车装置本体焊接，氧枪防坠落装置与小车装置本体铰接；

43、氧枪安装锁定装置与氧枪小车的氧枪安装平台焊接，氧枪安装锁定装置包括锁定装置块、锁定气缸、气缸底座、底部支撑板、锁定导向轮、锁定导向滑轨、纵向导轨和纵向导轮，锁定气缸与气缸底座铰接，气缸底座焊接于底部支撑板上，底部支撑板与氧枪安装平台焊接，纵向导轨焊接于锁定装置块的侧面，纵向导轮设置在纵向导轨内，锁定气缸的支撑杆杆头与纵向导轮固接，锁定装置块的剖面呈l形，且锁定装置块侧面与锁定导向轮固接，锁定导向轮设置于所述锁定导向滑轨的滑槽内，锁定导向滑轨的一端焊接于底部支撑板上，另一端焊接于氧枪安装平台上。

44、通过在氧气小车上安装氧气安装锁定装置，在氧气上线后，氧气安装锁定装置对氧枪的三个介质管道进行锁定，防止氧枪在工作时发生松动，在氧枪下线时，取消氧气安装锁定装置对氧枪的锁定，以完成成功下线。

45、优选地，在氧枪枪体上设置上支撑板和下支撑板，且上支撑板和下支撑板的两侧均呈斜面状。

46、在氧枪枪体上增设带有斜面状的支撑板，斜面状的支撑板在夹取装置进行夹取操作时起到导向作用，以确保横移夹取装置能够实现对氧枪的精准夹取。