本發(fā)明屬于機械設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼包長水口的安全控制方法。

背景技術(shù)：

合格鋼水經(jīng)鋼水罐運抵大包轉(zhuǎn)臺或橫移臺車，經(jīng)長水口注入中間包，再經(jīng)浸入式水口注入結(jié)晶器，中間包的使用實現(xiàn)了多罐連澆的好處。長水口的作用是與吹氬結(jié)合實現(xiàn)保護澆注，防止鋼水二次氧化及增氮。所以長水口不僅能隨鋼水罐上下動作，而且必須始終緊壓在鋼水罐下水口上，以保證密封效果。長水口機械手是實現(xiàn)該功能的專用設(shè)備，其動作是否可靠、方便，不但直接影響生產(chǎn)作業(yè)，還影響到操作人員的人身安全，即在澆注過程中，如果長水口與鋼水罐下水口脫開，鋼水外溢噴濺會造成機毀人傷等事故。

目前，長水口一般采用液壓缸控制方式，其具體組成包括：機械手、液壓缸、背壓閥、節(jié)流閥、溢流閥、手動換向閥、補油單向閥及下降單向閥?？刂品椒椋?/p>

1、長水口升降控制：長水口升降靠手動換向閥的換向來控制，手動換向閥帶記憶功能，有3個閥位，通過手柄可以使閥芯停在任意閥位上，實現(xiàn)上升、下降、停止3個動作。

2、長水口保壓控制：澆注過程中，長水口必須始終緊壓在鋼水罐下水口上，該系統(tǒng)通過設(shè)置蓄能器以保證液壓缸下腔(上升動作)始終保持壓力，實現(xiàn)長水口始終緊壓在鋼水罐下水口上。

3、長水口隨動控制：上升時手動閥在右位，液壓缸上腔回油管路上的液控單向閥開啟，液壓缸下腔壓力油處于直接供給狀態(tài)，同時回油管路暢通；下降時手動閥依然在右位，液壓缸進、回油管路依然暢通，動力源變?yōu)殇撍尴滦凶饔昧?，并克服液壓系統(tǒng)的反作用力(上升力)液壓缸下腔壓力達到一定值時，背壓閥(供油)開啟，下降單向閥關(guān)閉，經(jīng)固定節(jié)流孔回油，液壓缸上腔液壓油經(jīng)補油單向閥補充。

即隨動過程中手動閥始終處于同一位置，背壓閥已經(jīng)設(shè)置完畢，系統(tǒng)自動控制無需手動操作，只在完成長水口與鋼水罐下水口對接后，將手動閥打到上升閥位即可。

但液壓缸控制方式亦存在以下隱患：

1、動力源故障如泄漏、蓄能、檢測元件失效時，機械手易脫開，溢鋼。

2、背壓閥壓力失調(diào)，下降隨動過程中壓力升高，可能壓壞水口密封件，鋼水氧化產(chǎn)生質(zhì)量事故。

3、背壓閥壓力失調(diào)，下降隨動過程中壓力過高會損傷或損壞機械手支撐機構(gòu)，如果支撐機構(gòu)損壞到不足以支撐長水口，長水口將脫離鋼包水口，出現(xiàn)溢鋼。

4、閥元件卡阻，溢流閥故障，液壓缸上腔無法回油，上升無法隨動，長水口脫離鋼水罐下水口而發(fā)生穿鋼事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種鋼包長水口安全控制方法，其目的在于避免因液壓系統(tǒng)故障、誤操作等情況引發(fā)的鋼水噴濺事故，實現(xiàn)鋼包長水口的安全可靠控制。

為此，本發(fā)明所采取的解決方案是：

一種鋼包長水口安全控制方法，其特征在于：

設(shè)計制作機械液壓復(fù)合驅(qū)動裝置：

復(fù)合驅(qū)動裝置包括支柱、機械手、液壓缸、手動球閥、配重、順序閥、換向閥Ⅰ及換向閥Ⅱ，支柱上端液壓缸鉸接在機械手前部，機械手后端設(shè)有配重，機械手活動連接在支柱上部，換向閥Ⅰ和換向閥Ⅱ分別與液壓缸A、B腔相連，在換向閥Ⅰ與換向閥Ⅱ之間分別短接有手動球閥和順序閥；

長水口安全控制：

(1)上升動作實現(xiàn)：利用機械手后端配重，使機械手前端長水口始終保持向上的力，將長水口始終緊壓在鋼包下水口上；同時，根據(jù)需要增減配重量，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)故障狀態(tài)下的手動操作；

(2)下降動作實現(xiàn)：換向閥Ⅰ、換向閥Ⅱ通過液壓缸控制機械手前部下降，使前端的長水口脫開下水口；

(3)隨動過程控制：液壓缸兩腔互通，保證機械手跟隨動作；利用手動球閥實現(xiàn)事故狀態(tài)下的跟隨動作；

(4)過載保護：超壓時，順序閥自動導(dǎo)通液壓缸兩腔，實現(xiàn)跟隨動作的可靠性，并對機械裝置進行保護；

(5)手動控制：當液壓系統(tǒng)故障無法投入使用時，打開聯(lián)通液壓缸A、B腔的手動球閥，通過人工手動操作機械手的上下動作；更換鋼水罐或長水口時，先減少配重塊數(shù)，使之施加較小的人力便能實現(xiàn)機械手的升降動作,完成更換鋼水罐或長水口動作,然后增加配重塊數(shù),使長水口壓緊在鋼水罐上水口上，并實現(xiàn)隨動功能。

所述液壓缸為等截面液壓缸。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明采用機械液壓復(fù)合驅(qū)動裝置，集安全性與便捷性與一體；通過配重調(diào)整控制長水口，能夠使長水口始終保持向上的趨勢而壓緊在鋼包下水口上；長水口能始終跟隨鋼包動作， 長水口對于下水口的作用力恒定，不僅有利于水口密封，同時機械手及其支撐機構(gòu)由于受力保持恒定，其壽命可控，可以實現(xiàn)預(yù)知性維修。液壓系統(tǒng)只作為脫開長水口的工具，因而其系統(tǒng)的穩(wěn)定性不會影響長水口的安全性；同時，設(shè)置有手動球閥，在液壓系統(tǒng)故障狀態(tài)下，可以手動控制機械手完成裝卸長水口等操作。因此，本發(fā)明可有效避免由于液壓系統(tǒng)故障、誤操作等情況引發(fā)的鋼水噴濺事故，實現(xiàn)鋼包長水口的安全可靠控制。

附圖說明

圖1是機械液壓復(fù)合驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：換向閥Ⅰ1、支柱2、機械手3、長水口4、液壓缸5、手動球閥6、配重7、順序閥8、換向閥Ⅱ9。

具體實施方式

由圖1可見，本發(fā)明機械液壓復(fù)合驅(qū)動裝置，主要是由換向閥Ⅰ1、支柱2、機械手3、長水口4、液壓缸5、手動球閥6、配重7、順序閥8及換向閥Ⅱ9所組成。支柱2上端液壓缸5鉸接在機械手3的前部，機械手3的后端設(shè)有配重7，機械手3活動連接在支柱2的上部，換向閥Ⅰ1和換向閥Ⅱ9分別與液壓缸5的A、B腔相連，在換向閥Ⅰ1與換向閥Ⅱ9之間分別短接有手動球閥6和順序閥8。

本發(fā)明長水口安全控制的具體方法，主要是利用配重7實現(xiàn)上水口4上升動作和壓緊功能，通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)長水口4的下降脫開動作，同時設(shè)置手動應(yīng)急系統(tǒng)，實現(xiàn)液壓系故障狀態(tài)下的人工操作，確保長水口4的安全控制。

1、上升動作實現(xiàn)：利用機械手3后端配重7，使機械手3前端長水口4始終保持向上的力，將長水口4始終緊壓在鋼包下水口上；同時，根據(jù)需要增減配重7的重量，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)故障狀態(tài)下的手動操作。

2、下降動作實現(xiàn)：換向閥Ⅰ1、換向閥Ⅱ9通過液壓缸5控制機械手3前部下降，使前端的長水口4脫開下水口。

3、隨動過程控制：液壓缸5兩腔互通，保證機械手3跟隨動作；利用手動球閥6實現(xiàn)事故狀態(tài)下的跟隨動作。

4、過載保護：超壓時，順序閥8自動導(dǎo)通液壓缸5兩腔，實現(xiàn)跟隨動作的可靠性，并對機械裝置進行保護。

5、手動控制：當液壓系統(tǒng)故障無法投入使用時，打開聯(lián)通液壓缸5的A、B腔的手動球閥6，通過人工手動操作機械手3的上下動作。更換鋼水罐或長水口4時，先減少配重7塊數(shù)，使之施加較小的人力便能實現(xiàn)機械手3的升降動作,完成更換鋼水罐或長水口4動作,然 后增加配重7塊數(shù),使長水口4壓緊在鋼水罐上水口上，并實現(xiàn)隨動功能。

本發(fā)明長水口安全控制的具體過程為：

1、半自動操作：下降—換向閥Ⅰ1Y01與換向閥Ⅱ9Y02得電，實現(xiàn)長水口4脫離鋼水罐下水口；上升—換向閥Ⅰ1Y01與換向閥Ⅱ9Y02斷電，長水口4依靠配重7的杠桿作用上升，實現(xiàn)長水口4與鋼水罐下水口對接；停止—換向閥Ⅰ1Y01得電，換向閥Ⅱ9Y02斷電，實現(xiàn)任意高度機械手3停住。

2、自動操作：換向閥Ⅰ1Y01與換向閥Ⅱ9Y02斷電，長水口4壓住鋼水罐下水口后，執(zhí)行“自動”操作，長水口4在配重7作用下始終壓在鋼水罐下水口上，上升則依靠配重7作用，下降靠鋼水罐作用，從而實現(xiàn)“隨動”功能。

3、手動操作：當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，切斷液壓系統(tǒng)，打開液壓缸5上的手動球閥6，機械手3完全擺脫液壓控制；通過適當增減機械手3后端配重7塊數(shù)或進行人工干預(yù)，可實現(xiàn)手動控制機械手3繼續(xù)生產(chǎn)。

4、過載保護：如換向閥故障，向下隨動過程中會造成液壓缸5下腔壓力急劇升高，產(chǎn)生危險。為避免發(fā)生此情況，在液壓缸5上下腔管路之間設(shè)置順序閥8，當液壓缸5下腔壓力達到某一設(shè)定值時，順序閥8開啟，液壓油回到液壓缸5上腔，由于是等截面液壓缸5，所以回油處于平衡狀態(tài)。