本發(fā)明涉及鋼材緩冷砂坑自動埋鋼，特別涉及一種桁架式自動翻砂埋鋼裝置及埋鋼方法。

背景技術(shù)：

1、在鋼鐵生產(chǎn)過程中，一些鋼種在鍛造、軋制或熱處理后，若冷卻速度過快，會產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，容易導(dǎo)致鋼材開裂。例如高合金鋼、模具鋼等，其合金元素含量較高，熱導(dǎo)率較低，冷卻時(shí)內(nèi)外溫差大，快速冷卻易使鋼材內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。通過緩冷可以使鋼材在冷卻過程中發(fā)生更充分的相變，獲得更均勻、細(xì)致的組織結(jié)構(gòu)，從而提高鋼材的強(qiáng)度、韌性、耐磨性等性能，有助于形成更彌散分布的碳化物，提高鋼材的硬度和耐磨性。

2、鋼材緩冷方法目前常用的有模冷法、坑冷法、模冷加坑冷、罩殼緩冷、埋砂緩冷和爐內(nèi)緩冷等形式。在上述鋼材緩冷方法中，除埋砂緩冷和爐內(nèi)緩冷外，其他方法對控制鋼材縱裂紋均不太理想。爐內(nèi)緩冷是利用專門的加熱爐或者退火爐對鋼材進(jìn)行緩冷。其通過精準(zhǔn)調(diào)控爐溫，為鋼材營造穩(wěn)定且可控的緩冷氛圍。爐內(nèi)溫度能維持在設(shè)定范圍，避免外界環(huán)境干擾，使鋼材冷卻曲線契合工藝期望。此方法存在大量的能源消耗，不利于節(jié)能減排。埋砂緩冷在滿足緩冷工藝要求的同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，但該工藝涉及到鋼材的吊運(yùn)、埋砂、取鋼等多個(gè)環(huán)節(jié)，需要大量的人工操作，勞動強(qiáng)度較大，尤其是埋砂環(huán)節(jié)。

3、因此，亟需一種桁架式自動翻砂埋鋼裝置來解決埋砂環(huán)節(jié)工作強(qiáng)度高等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種桁架式自動翻砂埋鋼裝置及埋鋼方法，通過該裝置對鋼材進(jìn)行自動掩埋，實(shí)現(xiàn)鋼材埋砂緩冷的工藝，提高了生產(chǎn)的效率，減輕工人的勞動強(qiáng)度。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種桁架式自動翻砂埋鋼裝置，包括桁架起重機(jī)、天車和抓斗，其中，所述天車將需要緩冷的鋼材吊入砂坑，所述桁架起重機(jī)設(shè)置在所述砂坑的上方，所述抓斗連接在所述桁架起重機(jī)上，所述桁架起重機(jī)能夠帶動所述抓斗在所述砂坑的長度方向、寬度方向和高度方向上移動，所述抓斗用于翻砂，所述抓斗翻砂后能夠?qū)︿摬倪M(jìn)行掩埋。

4、進(jìn)一步地，在上述的桁架式自動翻砂埋鋼裝置中，所述桁架起重機(jī)包括大車軌道系統(tǒng)，所述大車軌道系統(tǒng)包括大車導(dǎo)軌和大車，所述大車導(dǎo)軌沿所述砂坑的長度方向設(shè)置，所述大車導(dǎo)軌設(shè)置有兩根，兩根所述大車導(dǎo)軌分別設(shè)置于砂坑兩側(cè)的地面上；所述大車包括本體、龍門支腿和主梁，每根所述大車導(dǎo)軌上均設(shè)置有一個(gè)所述本體，每個(gè)所述本體上均設(shè)置有兩根所述龍門支腿，所述龍門支腿的下端與所述本體連接，所述主梁設(shè)置有兩根，兩根所述主梁間隔平行設(shè)置，所述主梁的一端與一個(gè)所述本體上的一根所述龍門支腿的上端連接，所述主梁的另一端與另一個(gè)所述本體上的一根所述龍門支腿的上端連接，兩根所述主梁之間通過兩根連接梁連接，所述本體的下方設(shè)置有大車行走輪，所述大車通過所述大車行走輪能夠在所述大車導(dǎo)軌上移動；所述大車在所述大車導(dǎo)軌上的移動能夠帶動所述抓斗沿所述砂坑的長度方向移動。

5、進(jìn)一步地，在上述的桁架式自動翻砂埋鋼裝置中，所述桁架起重機(jī)還包括小車軌道系統(tǒng)，所述小車軌道系統(tǒng)包括小車導(dǎo)軌和小車，每根所述主梁上均設(shè)置有一根小車導(dǎo)軌；所述小車設(shè)置在所述主梁的上方，所述小車的下方設(shè)置有小車行走輪，所述小車通過所述小車行走輪能夠在所述小車導(dǎo)軌上移動；所述小車在所述小車導(dǎo)軌上移動能夠帶動所述抓斗沿所述砂坑的寬度方向移動。

6、進(jìn)一步地，在上述的桁架式自動翻砂埋鋼裝置中，所述桁架起重機(jī)還包括升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、支撐柱和升降齒條，所述支撐柱設(shè)置在所述小車上，所述升降齒條與所述支撐柱連接，所述抓斗連接在所述升降齒條的下端，所述伺服電機(jī)驅(qū)動所述升降齒條能夠帶動所述抓斗升降；所述抓斗在所述升降機(jī)構(gòu)的帶動下能夠下降至所述砂坑內(nèi)。

7、進(jìn)一步地，在上述的桁架式自動翻砂埋鋼裝置中，所述裝置還包括圖像采集機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、通訊供電機(jī)構(gòu)和管理系統(tǒng)，所述圖像采集機(jī)構(gòu)和所述控制機(jī)構(gòu)連接，所述控制機(jī)構(gòu)與所述桁架起重機(jī)和所述抓斗均連接；所述抓斗在所述控制機(jī)構(gòu)的控制下能夠開合，所述抓斗的開合能夠進(jìn)行挖坑和埋鋼作業(yè)；所述通訊供電機(jī)構(gòu)為所述桁架起重機(jī)和所述抓斗的運(yùn)行提供電力，所述管理系統(tǒng)具有參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢和人員管理的功能，所述管理系統(tǒng)能夠與工廠生產(chǎn)mes系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

8、進(jìn)一步地，在上述的桁架式自動翻砂埋鋼裝置中，所述圖像采集機(jī)構(gòu)具有智能相機(jī)和視覺工作站，所述智能相機(jī)實(shí)時(shí)對所述砂坑進(jìn)行圖像采集，通過所述視覺工作站的圖像處理軟件與識別算法，精準(zhǔn)定位鋼材擺放位置的坐標(biāo)，并將鋼材的位置數(shù)據(jù)傳送至控制機(jī)構(gòu)控制抓斗進(jìn)行埋鋼。

9、進(jìn)一步地，在上述的桁架式自動翻砂埋鋼裝置中，所述裝置還包括檢測定位機(jī)構(gòu)，所述檢測定位機(jī)構(gòu)采用雙絕對值編碼器冗余定位，所述檢測定位機(jī)構(gòu)通過伺服編碼器定位檢測抓斗位置，實(shí)時(shí)讀取抓斗位置信息，引導(dǎo)抓斗完成翻砂埋鋼作業(yè)。

10、進(jìn)一步地，在上述的桁架式自動翻砂埋鋼裝置中，所述大車軌道系統(tǒng)、所述小車軌道系統(tǒng)及所述升降機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)狀態(tài)指示燈自動呈現(xiàn)對應(yīng)狀態(tài)；所述裝置還包括安全防護(hù)系統(tǒng)，在所述砂坑四周劃定有安全區(qū)域，所述安全防護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)λ霭踩珔^(qū)域內(nèi)的人員進(jìn)行檢測，當(dāng)安全防護(hù)系統(tǒng)檢測到人員進(jìn)入安全區(qū)域內(nèi)時(shí)，所述裝置停止工作，人員離開安全區(qū)域并在操作臺進(jìn)行安全復(fù)位確認(rèn)后，所述裝置啟動進(jìn)行工作。

11、另一方面，提供了一種利用上述的桁架式自動翻砂埋鋼裝置進(jìn)行埋鋼的方法，包括如下步驟：

12、步驟1，準(zhǔn)備：

13、控制機(jī)構(gòu)接收鋼材緩冷工藝數(shù)據(jù)，

14、人工確認(rèn)砂坑區(qū)域安全和設(shè)備狀態(tài)正常；

15、步驟2，挖坑

16、所述圖像采集機(jī)構(gòu)掃描砂坑，識別砂坑中的未埋鋼區(qū)域并生成挖坑坐標(biāo)傳輸至控制機(jī)構(gòu)，

17、控制機(jī)構(gòu)將桁架起重機(jī)移動至未埋鋼區(qū)域的上方，

18、控制機(jī)構(gòu)控制所述桁架起重機(jī)帶動抓斗執(zhí)行挖坑操作，

19、抓斗挖坑完成后返回待機(jī)位置；

20、步驟3，鋼材吊入與埋鋼

21、天車將需緩冷的鋼材吊入已挖好的砂坑，

22、控制機(jī)構(gòu)將桁架起重機(jī)移動至砂坑中鋼材的上方，

23、控制機(jī)構(gòu)控制所述桁架起重機(jī)帶動抓斗執(zhí)行埋鋼，

24、檢測定位機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)控抓斗姿態(tài)，確保掩埋完整。

25、步驟4，緩冷完成與出鋼

26、緩冷完成后，天車將鋼材吊出砂坑；

27、所述圖像采集機(jī)構(gòu)掃描出鋼位置，標(biāo)記該區(qū)域?yàn)闊o鋼區(qū)域，并記錄為下一輪的未埋鋼區(qū)域。

28、進(jìn)一步地，在上述的方法中，在所述步驟1中，鋼材緩冷工藝數(shù)據(jù)包括緩冷時(shí)間、鋼種和爐卡號；在所述步驟3中，抓斗執(zhí)行埋鋼前，利用所述圖像采集機(jī)構(gòu)掃描砂坑，確認(rèn)鋼材實(shí)際位置與預(yù)設(shè)坐標(biāo)偏差，動態(tài)修正埋鋼路徑，精準(zhǔn)埋鋼。

29、分析可知，本發(fā)明公開一種桁架式自動翻砂埋鋼裝置及埋鋼方法，通過該裝置對鋼材進(jìn)行自動掩埋，實(shí)現(xiàn)鋼材埋砂緩冷的工藝，提高了生產(chǎn)的效率，減輕工人的勞動強(qiáng)度。通過在砂坑四周劃定安全區(qū)域提高了作業(yè)的安全性。與爐內(nèi)緩冷工藝相比，降低了燃?xì)獾南?，?shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。