CN113463002B - 一种连续热镀锌产线用高效捞渣装置及其捞渣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续热镀锌产线用高效捞渣装置及其控制方法，其装置包括捞渣机器人底座和捞渣头，还包括捞渣机器人伸缩横梁、捞渣机器人伸缩竖杆以及移动车；所述移动车对应热镀锌产线中锌锅设置，捞渣机器人底座通过可旋转的转轴连接器设在移动车上，捞渣机器人伸缩横梁设在捞渣机器人底座顶部，所述捞渣机器人伸缩竖杆的上端与捞渣机器人伸缩横梁的外端相连，捞渣头设在捞渣机器人伸缩竖杆的下端。捞渣高效和捞渣区域大，彻底替代人工作业，取消原有的人工辅助扒渣，降低了成本，提高了作业效率。

Description

一种连续热镀锌产线用高效捞渣装置及其捞渣方法

技术领域

本发明涉及热镀锌技术领域，尤其是涉及一种连续热镀锌产线用高效捞渣装置及其捞渣方法。

背景技术

我国发展带钢连续热镀技术已经近30年，技术水平与建设规模已逐渐处于国际领先地位，尤其是近十几年，正在建设的热镀锌产线数量在逐年提高，镀锌产品以高水平的表面质量、超高的耐蚀性及较低的生产成本，已逐步走向高端产品的市场。锌锅设备作为连续镀锌产线的核心装备，其锅内的锌渣密度及数量将直接影响镀锌板表面的质量及产品的等级，而捞渣工艺对锌锅内锌渣的影响最为直接。

目前应用于热镀锌产线的捞渣机器人存在如下问题：

1、机器人的捞渣效率低：现有的捞渣机器人采用单一捞渣头装置，每次的捞渣步骤：扒渣+捞渣，受限于捞渣轨迹及捞渣的动作规划等影响因素，目前其捞渣量约为5kg/min，无法适应现有镀锌线的高节奏生产要求；

2、机器人的捞渣区域受限：现有的机器人采用机械臂带动单一捞渣头进行捞渣作业，由于结构设计及信号保护等因素影响，当机器人临近炉箅子边沿区域时，很容易造成机械臂与锌锅炉箅子等机械设备的干涉或触发保护信号报警，导致现有的捞渣机器人无法清理炉箅子下沿边角区域约30cm附近的锌渣；

3、捞渣头清理不彻底：现有的捞渣机器人在捞渣作业结束时，通常采取抖动捞渣头的方式清理捞渣头内的残渣，由于锌渣置于空气中极易氧化而粘附在捞渣头的漏网口，现有的抖动方式无法彻底清除漏网口附近残留的锌渣；

4、无法完全替代人工作业：由于临近炉箅子边沿区域范围的锌渣长时间聚集会造成锌渣的凝结，造成带钢表面质量缺陷的发生。因此，往往需要人工的辅助扒渣，既浪费了一定人力，亦失去完全自动化操作的意义。

发明内容

针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种连续热镀锌产线用高效捞渣装置及其捞渣方法，以达到捞渣高效和捞渣区域大的目的。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种连续热镀锌产线用高效捞渣装置，包括捞渣机器人底座和捞渣头，还包括捞渣机器人伸缩横梁、捞渣机器人伸缩竖杆以及移动车；所述移动车对应热镀锌产线中锌锅设置，捞渣机器人底座通过可旋转的转轴连接器设在移动车上，捞渣机器人伸缩横梁设在捞渣机器人底座顶部，所述捞渣机器人伸缩竖杆的上端与捞渣机器人伸缩横梁的外端相连，捞渣头设在捞渣机器人伸缩竖杆的下端。

所述热镀锌产线中设有用于支撑移动车的导轨结构，移动车可移动的设在导轨结构上。

所述捞渣机器人伸缩横梁和捞渣机器人伸缩竖杆均为伸缩结构，伸缩范围为0.5～2m。

所述捞渣机器人伸缩竖杆的下部对应捞渣头设有用于清理捞渣头内剩余锌渣的吹渣结构，吹渣结构位于捞渣头的上方。

所述捞渣头为均布的一组，一组捞渣头均为伸缩式捞渣头。

所述捞渣头的下部设有用于感应捞渣头位置的信号感应器。

所述吹渣结构的外部接有氮气源，吹渣结构对应捞渣头设有出风口，出风口处气压范围200～500mbarbra。

所述伸缩式捞渣头的伸缩范围为0.1m～1m。

所述一组捞渣头通过旋转结构设在捞渣机器人伸缩竖杆的下端。

一种利用所述连续热镀锌产线用高效捞渣装置的捞渣方法，包括以下步骤：

1)启动电源，控制移动车将捞渣机器人移动至锌锅一端初始位；

2)启动捞渣机器人，控制转轴连接器旋转捞渣机器人底座至工作位，捞渣机器人伸缩竖杆带动四个可伸缩式捞渣头下降至锌液面附近；并通过信号感应器精确定位可伸缩式捞渣头距离锌液面0至0.5m范围内；

3)可伸缩式捞渣头旋转捞渣漏网角度至与锌液面垂直位置；

4)捞渣作业采用旋转四个可伸缩式捞渣头的方式进行捞渣作业，在旋转捞渣的过程中，捞渣头伸缩杆采取步进式向外伸缩，步进速率约为4-6cm/s，直至彻底清除半径内所有锌渣；或针对锌锅内的特殊区域，如炉箅子下沿边角区域20-40cm附近的锌渣，可以采用将单一的可伸缩式捞渣头伸缩至最大位置，配合移动车的横移动作，清除边角区域锌渣；

5)可伸缩式捞渣头旋转捞渣漏网角度至与锌液面平行位置，沥干多余锌液后旋转捞渣机器人底座至锌渣斗上方，翻转捞渣漏网完成倒渣动作；

6)启动可伸缩式捞渣头上方的吹渣结构，调整压力值为200～500mbar的气压，将捞渣网头里的锌渣彻底清除干净，完成一次捞渣动作；

7)旋转捞渣机器人底座至工作位；同时，捞渣机器人伸缩横梁配合移动车逐步完成一整轮捞渣作业；

8)捞渣工作结束，移动车及捞渣机器人复位，等待下一轮捞渣命令。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、大幅提高原有的捞渣机器人的工作效率，捞渣量约为15kg/min，保镀锌线在高速连续的生产过程中，能够有效的清除锌锅内的锌渣；

2、彻底替代人工作业，取消原有的人工辅助扒渣，降低了成本，提高了作业效率，并且改善现场工作环境，有效避操作工过久暴露在高温、高污染、高噪音的镀液锅区域，减少对人体健康的损害；

3、能够清理临近炉箅子边沿约30cm区域范围的锌渣，防止锌渣长时间聚集会造成锌渣的凝结，提高镀锌板的表面质量；

4、通过使用吹渣结构能够有效提高单次除渣效率，降低锌液损失，降低生产运营成本，实现降本增效。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明装置实施侧面示意图。

图2为本发明装置实施立体示意图。

图3为本发明吹渣结构示意图。

图4为本发明捞渣头结构示意图。

图5为本发明实施捞渣作业示意图。

图中：

1.捞渣机器人底座、2.捞渣机器人伸缩横梁、3.捞渣机器人伸缩竖杆、4.吹渣结构、5.捞渣头、6.信号感应器、7.转轴连接器、8.移动车、9.锌渣斗、10.炉箅子、11.锌锅。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图5所示，该连续热镀锌产线用高效捞渣装置为靠近锌锅设置的捞渣机器人，其包括捞渣机器人底座1、捞渣头5、捞渣机器人伸缩横梁2、捞渣机器人伸缩竖杆3以及移动车8。

移动车8对应热镀锌产线中锌锅11设置，热镀锌产线中设有用于支撑移动车的导轨结构，移动车可移动的设在导轨结构上；捞渣机器人底座1通过可旋转的转轴连接器7设在移动车上，捞渣机器人伸缩横梁2设在捞渣机器人底座顶部，捞渣机器人伸缩竖杆3的上端与捞渣机器人伸缩横梁的外端相连，捞渣头设在捞渣机器人伸缩竖杆的下端。

捞渣机器人底座与移动车通过转轴连接器相连，便于捞渣机器人旋转至指定的锌渣斗处，提高捞渣机器人的自由度；移动车距锌锅边沿约500mm，防止锌液腐蚀移动轨道，方便更换锌锅。

捞渣机器人伸缩横梁2和捞渣机器人伸缩竖杆3均为伸缩结构，伸缩范围为0.5～2m；配合捞渣机器人下方的移动车，捞渣区域可覆盖锌锅99％以上的区域，覆盖范围广；彻底替代人工作业，取消原有的人工辅助扒渣，降低了成本，提高了作业效率，并且改善现场工作环境，有效避操作工过久暴露在高温、高污染、高噪音的镀液锅区域，减少对人体健康的损害。

捞渣机器人伸缩竖杆的下部对应捞渣头设有用于清理捞渣头内剩余锌渣的吹渣结构4，吹渣结构位于捞渣头的上方；吹渣结构的外部接有氮气源，吹渣结构对应捞渣头设有出风口，出风口处气压范围200～500mbarbra。

捞渣机器人配有N₂吹渣结构，与伸缩竖杆固定连接，出风口位置与下方的可伸缩式捞渣头相对应，吹渣的压力值可视现场实际情况进行调整，可利用压缩N₂迅速清理干净捞渣头内剩余的锌渣。

捞渣头5为均布的一组，一组捞渣头均为伸缩式捞渣头；伸缩式捞渣头的伸缩范围为0.1m～1m。捞渣机器人配有四个可伸缩式捞渣头，同步高效清除锌锅表面的锌渣，可清理半径最大为1m范围内所有的锌渣，同时，伸缩式的结构设计可以彻底清除炉箅子10下沿边角区域约30cm附近的锌渣。

捞渣头的下部设有用于感应捞渣头位置的信号感应器6。捞渣机器人配有信号感应器，可通过自动化手段实现可伸缩式捞渣头捞渣范围，保持捞渣作业在锌液面下方0～0.5m，实现精准捞渣作业。

吹渣结构外部接有高压N₂介质，可有效防止锌渣因氧化作用粘附在可伸缩式捞渣头内，从而导致除渣效率低下，同时，出风口处200～500mbarbra的压缩N₂亦能彻底清除捞渣头内网状口处的锌渣。

一组捞渣头通过旋转结构设在捞渣机器人伸缩竖杆的下端；伸缩式捞渣头均采用不锈钢制造而成，表面涂油WC介质，防止锌液对其的腐蚀，提高其使用寿命。

捞渣机器人采用旋转伸缩式捞渣头的方式进行捞渣作业，旋转转速约为18°/s，在旋转捞渣的过程中，捞渣头伸缩杆采取步进式向外伸缩，步进速率约为5cm/s，直至彻底清除半径内所有锌渣。

利用所述连续热镀锌产线用高效捞渣装置的捞渣方法，包括以下步骤：

1)启动电源，控制移动车将捞渣机器人移动至锌锅一端初始位；

2)启动捞渣机器人，控制转轴连接器旋转捞渣机器人底座至工作位，捞渣机器人伸缩竖杆带动四个可伸缩式捞渣头下降至锌液面附近；并通过信号感应器精确定位可伸缩式捞渣头距离锌液面0至0.5m范围内；

3)可伸缩式捞渣头旋转捞渣漏网角度至与锌液面垂直位置；同时伸缩杆至最低长度位置0.1m；

4)捞渣作业采用旋转四个可伸缩式捞渣头的方式进行捞渣作业，在旋转捞渣的过程中，捞渣头伸缩杆采取步进式向外伸缩，步进速率约为4-6cm/s，直至彻底清除半径内所有锌渣；或针对锌锅内的特殊区域，如炉箅子下沿边角区域20-40cm附近的锌渣，可以采用将单一的可伸缩式捞渣头伸缩至最大位置，配合移动车的横移动作，清除边角区域锌渣；

5)可伸缩式捞渣头旋转捞渣漏网角度至与锌液面平行位置，沥干多余锌液后旋转捞渣机器人底座至锌渣斗9上方，翻转捞渣漏网完成倒渣动作；

6)启动可伸缩式捞渣头上方的吹渣结构，调整压力值为200～500mbar的气压，将捞渣网头里的锌渣彻底清除干净，完成一次捞渣动作；

7)旋转捞渣机器人底座至工作位；同时，捞渣机器人伸缩横梁配合移动车按照图2中实心箭头的方向，逐步完成一整轮捞渣作业；

8)捞渣工作结束，移动车及捞渣机器人复位，等待下一轮捞渣命令。

通过步骤2-8中所述的捞渣动作，能够清理炉箅子后方的锌锅内99％以上的区域。

本发明解决了现有机器人捞渣效率低、捞渣区域受限、捞渣头清理不彻底及无法完全替代人工作业等问题。本发明大幅提高原有的捞渣机器人的工作效率，捞渣量约为15kg/min，满足了镀锌生产线高速的生产节奏；彻底替代人工作业，取消原有的人工辅助扒渣；能够清理临近炉箅子边沿约30cm区域范围的锌渣，防止锌渣长时间聚集会造成锌渣的凝结，提高镀锌板的表面质量。

上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种利用连续热镀锌产线用高效捞渣装置的捞渣方法，其特征在于：

所述连续热镀锌产线用高效捞渣装置，包括捞渣机器人底座、捞渣头、捞渣机器人伸缩横梁、捞渣机器人伸缩竖杆以及移动车；所述移动车对应热镀锌产线中锌锅设置，捞渣机器人底座通过可旋转的转轴连接器设在移动车上，捞渣机器人伸缩横梁设在捞渣机器人底座顶部，所述捞渣机器人伸缩竖杆的上端与捞渣机器人伸缩横梁的外端相连，捞渣头设在捞渣机器人伸缩竖杆的下端；

所述捞渣机器人伸缩竖杆的下部对应捞渣头设有用于清理捞渣头内剩余锌渣的吹渣结构，吹渣结构位于捞渣头的上方；所述吹渣结构的外部接有氮气源，吹渣结构对应捞渣头设有出风口，出风口处气压范围为200～500mbar；

所述捞渣头为均布的一组，一组捞渣头均为伸缩式捞渣头；所述捞渣头的下部设有用于感应捞渣头位置的信号感应器；所述一组捞渣头通过旋转结构设在捞渣机器人伸缩竖杆的下端；

所述热镀锌产线中设有用于支撑移动车的导轨结构，移动车可移动的设在导轨结构上；所述捞渣机器人伸缩横梁和捞渣机器人伸缩竖杆均为伸缩结构，伸缩范围为0.5～2m；所述伸缩式捞渣头的伸缩范围为0.1m～1m；

所述捞渣方法包括以下步骤：

1)启动电源，控制移动车将捞渣机器人移动至锌锅一端初始位；

2)启动捞渣机器人，控制转轴连接器旋转捞渣机器人底座至工作位，捞渣机器人伸缩竖杆带动四个可伸缩式捞渣头下降至锌液面附近；并通过信号感应器精确定位可伸缩式捞渣头距离锌液面0至0.5m范围内；

3)可伸缩式捞渣头旋转捞渣漏网角度至与锌液面垂直位置；

4)捞渣作业采用旋转四个可伸缩式捞渣头的方式进行捞渣作业，在旋转捞渣的过程中，捞渣头伸缩杆采取步进式向外伸缩，步进速率为4-6cm/s，直至彻底清除半径内所有锌渣；或针对锌锅内的特殊区域，如炉箅子下沿边角区域20-40cm的锌渣，采用将单一的可伸缩式捞渣头伸缩至最大位置，配合移动车的横移动作，清除边角区域锌渣；

5)可伸缩式捞渣头旋转捞渣漏网角度至与锌液面平行位置，沥干多余锌液后旋转捞渣机器人底座至锌渣斗上方，翻转捞渣漏网完成倒渣动作；

6)启动可伸缩式捞渣头上方的吹渣结构，调整压力值为200～500mbar的气压，将捞渣网头里的锌渣彻底清除干净，完成一次捞渣动作；

7)旋转捞渣机器人底座至工作位；同时，捞渣机器人伸缩横梁配合移动车逐步完成一整轮捞渣作业；

8)捞渣工作结束，移动车及捞渣机器人复位，等待下一轮捞渣命令。