CN106312038A - 一种钢包长水口安全控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢包长水口安全控制方法，制作包括支柱、机械手、液压缸、手动球阀、配重、顺序阀、换向阀Ⅰ及换向阀Ⅱ的机械液压复合驱动装置。利用机械手后端配重将长水口始终紧压在钢包下水口上；换向阀Ⅰ、换向阀Ⅱ通过液压缸控制机械手前部下降，使前端的长水口脱开下水口；液压缸两腔互通，保证机械手跟随动作；超压时顺序阀自动导通液压缸两腔，实现跟随动作的可靠性；液压***故障时，通过手动球阀操作机械手的动作。本发明可有效避免液压***故障、误操作等情况引发的钢水喷溅事故，从而实现长水口的安全控制。
Description
技术领域
本发明属于机械设备领域，尤其涉及一种钢包长水口的安全控制方法。
背景技术
合格钢水经钢水罐运抵大包转台或横移台车，经长水口注入中间包，再经浸入式水口注入结晶器，中间包的使用实现了多罐连浇的好处。长水口的作用是与吹氩结合实现保护浇注，防止钢水二次氧化及增氮。所以长水口不仅能随钢水罐上下动作，而且必须始终紧压在钢水罐下水口上，以保证密封效果。长水口机械手是实现该功能的专用设备，其动作是否可靠、方便，不但直接影响生产作业，还影响到操作人员的人身安全，即在浇注过程中，如果长水口与钢水罐下水口脱开，钢水外溢喷溅会造成机毁人伤等事故。
目前，长水口一般采用液压缸控制方式，其具体组成包括：机械手、液压缸、背压阀、节流阀、溢流阀、手动换向阀、补油单向阀及下降单向阀。控制方法为：
1、长水口升降控制：长水口升降靠手动换向阀的换向来控制，手动换向阀带记忆功能，有3个阀位，通过手柄可以使阀芯停在任意阀位上，实现上升、下降、停止3个动作。
2、长水口保压控制：浇注过程中，长水口必须始终紧压在钢水罐下水口上，该***通过设置蓄能器以保证液压缸下腔(上升动作)始终保持压力，实现长水口始终紧压在钢水罐下水口上。
3、长水口随动控制：上升时手动阀在右位，液压缸上腔回油管路上的液控单向阀开启，液压缸下腔压力油处于直接供给状态，同时回油管路畅通；下降时手动阀依然在右位，液压缸进、回油管路依然畅通，动力源变为钢水罐下行作用力，并克服液压***的反作用力(上升力)液压缸下腔压力达到一定值时，背压阀(供油)开启，下降单向阀关闭，经固定节流孔回油，液压缸上腔液压油经补油单向阀补充。
即随动过程中手动阀始终处于同一位置，背压阀已经设置完毕，***自动控制无需手动操作，只在完成长水口与钢水罐下水口对接后，将手动阀打到上升阀位即可。
但液压缸控制方式亦存在以下隐患：
1、动力源故障如泄漏、蓄能、检测元件失效时，机械手易脱开，溢钢。
2、背压阀压力失调，下降随动过程中压力升高，可能压坏水口密封件，钢水氧化产生质量事故。
3、背压阀压力失调，下降随动过程中压力过高会损伤或损坏机械手支撑机构，如果支撑机构损坏到不足以支撑长水口，长水口将脱离钢包水口，出现溢钢。
4、阀元件卡阻，溢流阀故障，液压缸上腔无法回油，上升无法随动，长水口脱离钢水罐下水口而发生穿钢事故。
发明内容
本发明提供一种钢包长水口安全控制方法，其目的在于避免因液压***故障、误操作等情况引发的钢水喷溅事故，实现钢包长水口的安全可靠控制。
为此，本发明所采取的解决方案是：
一种钢包长水口安全控制方法，其特征在于：
设计制作机械液压复合驱动装置：
复合驱动装置包括支柱、机械手、液压缸、手动球阀、配重、顺序阀、换向阀Ⅰ及换向阀Ⅱ，支柱上端液压缸铰接在机械手前部，机械手后端设有配重，机械手活动连接在支柱上部，换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ分别与液压缸A、B腔相连，在换向阀Ⅰ与换向阀Ⅱ之间分别短接有手动球阀和顺序阀；
长水口安全控制：
(1)上升动作实现：利用机械手后端配重，使机械手前端长水口始终保持向上的力，将长水口始终紧压在钢包下水口上；同时，根据需要增减配重量，实现液压***故障状态下的手动操作；
(2)下降动作实现：换向阀Ⅰ、换向阀Ⅱ通过液压缸控制机械手前部下降，使前端的长水口脱开下水口；
(3)随动过程控制：液压缸两腔互通，保证机械手跟随动作；利用手动球阀实现事故状态下的跟随动作；
(4)过载保护：超压时，顺序阀自动导通液压缸两腔，实现跟随动作的可靠性，并对机械装置进行保护；
(5)手动控制：当液压***故障无法投入使用时，打开联通液压缸A、B腔的手动球阀，通过人工手动操作机械手的上下动作；更换钢水罐或长水口时，先减少配重块数，使之施加较小的人力便能实现机械手的升降动作,完成更换钢水罐或长水口动作,然后增加配重块数,使长水口压紧在钢水罐上水口上，并实现随动功能。
所述液压缸为等截面液压缸。
本发明的有益效果为：
本发明采用机械液压复合驱动装置，集安全性与便捷性与一体；通过配重调整控制长水口，能够使长水口始终保持向上的趋势而压紧在钢包下水口上；长水口能始终跟随钢包动作，长水口对于下水口的作用力恒定，不仅有利于水口密封，同时机械手及其支撑机构由于受力保持恒定，其寿命可控，可以实现预知性维修。液压***只作为脱开长水口的工具，因而其***的稳定性不会影响长水口的安全性；同时，设置有手动球阀，在液压***故障状态下，可以手动控制机械手完成装卸长水口等操作。因此，本发明可有效避免由于液压***故障、误操作等情况引发的钢水喷溅事故，实现钢包长水口的安全可靠控制。
附图说明
图1是机械液压复合驱动装置结构示意图。
图中：换向阀Ⅰ1、支柱2、机械手3、长水口4、液压缸5、手动球阀6、配重7、顺序阀8、换向阀Ⅱ9。
具体实施方式
由图1可见，本发明机械液压复合驱动装置，主要是由换向阀Ⅰ1、支柱2、机械手3、长水口4、液压缸5、手动球阀6、配重7、顺序阀8及换向阀Ⅱ9所组成。支柱2上端液压缸5铰接在机械手3的前部，机械手3的后端设有配重7，机械手3活动连接在支柱2的上部，换向阀Ⅰ1和换向阀Ⅱ9分别与液压缸5的A、B腔相连，在换向阀Ⅰ1与换向阀Ⅱ9之间分别短接有手动球阀6和顺序阀8。
本发明长水口安全控制的具体方法，主要是利用配重7实现上水口4上升动作和压紧功能，通过液压***实现长水口4的下降脱开动作，同时设置手动应急***，实现液压系故障状态下的人工操作，确保长水口4的安全控制。
1、上升动作实现：利用机械手3后端配重7，使机械手3前端长水口4始终保持向上的力，将长水口4始终紧压在钢包下水口上；同时，根据需要增减配重7的重量，实现液压***故障状态下的手动操作。
2、下降动作实现：换向阀Ⅰ1、换向阀Ⅱ9通过液压缸5控制机械手3前部下降，使前端的长水口4脱开下水口。
3、随动过程控制：液压缸5两腔互通，保证机械手3跟随动作；利用手动球阀6实现事故状态下的跟随动作。
4、过载保护：超压时，顺序阀8自动导通液压缸5两腔，实现跟随动作的可靠性，并对机械装置进行保护。
5、手动控制：当液压***故障无法投入使用时，打开联通液压缸5的A、B腔的手动球阀6，通过人工手动操作机械手3的上下动作。更换钢水罐或长水口4时，先减少配重7块数，使之施加较小的人力便能实现机械手3的升降动作,完成更换钢水罐或长水口4动作,然后增加配重7块数,使长水口4压紧在钢水罐上水口上，并实现随动功能。
本发明长水口安全控制的具体过程为：
1、半自动操作：下降—换向阀Ⅰ1Y01与换向阀Ⅱ9Y02得电，实现长水口4脱离钢水罐下水口；上升—换向阀Ⅰ1Y01与换向阀Ⅱ9Y02断电，长水口4依靠配重7的杠杆作用上升，实现长水口4与钢水罐下水口对接；停止—换向阀Ⅰ1Y01得电，换向阀Ⅱ9Y02断电，实现任意高度机械手3停住。
2、自动操作：换向阀Ⅰ1Y01与换向阀Ⅱ9Y02断电，长水口4压住钢水罐下水口后，执行“自动”操作，长水口4在配重7作用下始终压在钢水罐下水口上，上升则依靠配重7作用，下降靠钢水罐作用，从而实现“随动”功能。
3、手动操作：当液压***出现故障时，切断液压***，打开液压缸5上的手动球阀6，机械手3完全摆脱液压控制；通过适当增减机械手3后端配重7块数或进行人工干预，可实现手动控制机械手3继续生产。
4、过载保护：如换向阀故障，向下随动过程中会造成液压缸5下腔压力急剧升高，产生危险。为避免发生此情况，在液压缸5上下腔管路之间设置顺序阀8，当液压缸5下腔压力达到某一设定值时，顺序阀8开启，液压油回到液压缸5上腔，由于是等截面液压缸5，所以回油处于平衡状态。
Claims (2)
1.一种钢包长水口安全控制方法，其特征在于：
设计制作机械液压复合驱动装置：
复合驱动装置包括支柱、机械手、液压缸、手动球阀、配重、顺序阀、换向阀Ⅰ及换向阀Ⅱ，支柱上端液压缸铰接在机械手前部，机械手后端设有配重，机械手活动连接在支柱上部，换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ分别与液压缸A、B腔相连，在换向阀Ⅰ与换向阀Ⅱ之间分别短接有手动球阀和顺序阀；
长水口安全控制：
(1)上升动作实现：利用机械手后端配重，使机械手前端长水口始终保持向上的力，将长水口始终紧压在钢包下水口上；同时，根据需要增减配重量，实现液压***故障状态下的手动操作；
(2)下降动作实现：换向阀Ⅰ、换向阀Ⅱ通过液压缸控制机械手前部下降，使前端的长水口脱开下水口；
(3)随动过程控制：液压缸两腔互通，保证机械手跟随动作；利用手动球阀实现事故状态下的跟随动作；
(4)过载保护：超压时，顺序阀自动导通液压缸两腔，实现跟随动作的可靠性，并对机械装置进行保护；
(5)手动控制：当液压***故障无法投入使用时，打开联通液压缸A、B腔的手动球阀，通过人工手动操作机械手的上下动作；更换钢水罐或长水口时，先减少配重块数，使之施加较小的人力便能实现机械手的升降动作,完成更换钢水罐或长水口动作,然后增加配重块数,使长水口压紧在钢水罐上水口上，并实现随动功能。
2.根据权利要求1所述的钢包长水口安全控制方法，其特征在于，所述液压缸为等截面液压缸。
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