邓  攀

（宜昌燕狮科技开发有限责任公司）

1  前言

换钎是高炉炉前工人每天必做的工作，大高炉平均每天换钎约12次，每根钎重约45~70公斤，换钎时需要两人配合才能完成。因此换钎是一种典型的高强度重复性劳动。现代工人普遍具有更高的文化层次，希望拥有更舒适更安全的工作环境，同时随着社会健康环保意识的崛起，人们强烈的希望从繁重和高温高粉尘的工作环境中解脱出来。所以用自动化的机器取代人工换钎是未来的趋势。

2  功能简介

自动换钎机是一种纯电驱动的可移动设备，设备总功率≤10KW。

YMH型换钎机是一种全自动化的设备，整机集成20多个光、电传感器，采用触摸屏操作，实现“一键式”自动换钎，用于开铁口机钻杆的自动拆装。

自动换钎机主要由换钎机、自动钎架、液压中心钩、插销式钻杆接套等部件组成。换钎机安装在与开铁口机休息位钻杆中心线平行的导轨上，可在导轨上移动，换钎时移动到靠近开铁口机小车处，休息时移动到导轨的另一端。自动钎架上的钎具与导轨平行，自动钎架正对休息位时的换钎机。

自动钎架可放置2~3种规格的钻杆和一种规格的捅钎，钎架上每种规格的钎具容量为11根。钎杆采用“竹排式”包装，用行车或叉车吊装。一次吊装满后，可用3~5天。

换钎机移动时不与出铁场的其它设备干涉，换钎结束时，换钎机构收缩到位，不影响开铁口机大臂的旋转。换钎机构停在休息位时不占用开铁口机的检修空间。

自动换钎机出现故障或其它紧急情况时能人工换钎。

3  设备简介 

3.1  YMH型炉前自动换钎机布置如图1、图2所示。

图1

      图2

由于炉前环境比较复杂，出铁场地面杂物较多，为保证换钎机的可靠行走，需在地面铺设轻轨，轨道长度一般14~20米。

换钎机可用自动卷盘电缆卷筒供电，也可采用锂电池供电，配自动充电功能。前者可靠性高，经济性好。后者摆脱电缆束缚，产品更智能化。

自动钎架采用伺服电机驱动，自动吊取选中的钎杆。

3.2  自动换钎机卸钎功能如图3所示。

图3

卸钎时，开铁口机的小车先前进约500mm，换钎机构的夹钳夹住废钎，然后开铁口机的小车边后退，凿岩机边反转，钎具拨开钻杆接套里的插销，废钎从钻杆接套里被拔出。取出的废钎丢到地面上。

3.3  自动换钎机取钎功能如图4所示。

图4

换钎机构上的举升油缸和水平移动油缸驱动活动托架，将待取位的钎具移到活动托架上，完成取钎动作。

3.4  自动换钎机装钎功能如图5所示。

图5

装钎时，活动托架将新钎举到凿岩机钻杆接套中心处，换钎机构的夹钳再夹住新钎，然后开铁口机的小车边前进，凿岩机先反转再正转，钎具拨开钻杆接套里的插销，新钎被装进钻杆接套。装好钎后，换钎机构收缩到位，移动到导轨的另一端。

3.5  自动换钎机的操作。

3.5.1  触摸屏操作：

在触摸屏上操作自动换钎机的所有动作。自动换钎机从休息位开始工作，根据系统检测信号及控制系统的判断自动完成整个卸钎-取钎-装钎过程。触摸屏操作界面如图6所示。

图6

3.5.2  操作箱操作：

可在机旁操作箱上对自动换钎机进行手动操作。手动模式可对设备按正常的动作顺序和动作要求进行分步操作。控制系统在执行每一个动作时，检测执行条件和互锁关系。

3.5.3  炉前控制室操作：

可与炉前控制系统进行通讯，留出通讯接口可供上位机画面监视用。

4  炉前上自动换钎机、自动加泥机需具备的必要条件

4.1  对炉前开口机、泥炮液压系统的要求。

（1）开口机给进马达的流量要求用液压比例阀控制，压力要求用比例减压阀控制。

（2）开口机钻削马达的流量要求用液压比例阀控制。

（3）泥炮打泥油缸的流量要求用液压比例阀控制。

（4）泥炮打泥油缸回路要安装高精度齿轮流量计。

（5）开口机、泥炮的每个液压动作要安装压力继电器(模拟量信号)。

（6）液压站电气系统采用PLC控制并具备以太网通讯功能。

（7）液压站具备遥控操作功能并有至少4个富余开关点用于控制增加的液压中心钩相关动作。

4.2  对开口机的要求。

（1）开口机要安装大臂旋转编码器。

（2）开口机要安装给进马达旋转编码器。

（3）开口机给进马达要有刹车功能。

（4）开口机行走机架要具备液压夹钳功能。

（5）增加的编码器应能接入炉前液压站PLC控制系统并增加相应控制程序。

（6）钻杆及钻杆接套须做相应改动。

4.3  对泥炮的要求。

（1）泥炮要安装大臂旋转编码器。

（2）增加的编码器应能接入炉前液压站PLC控制系统并增加相应控制程序。

4.4  对出铁场场地的要求。

（1）出铁场要有足够的空间布置自动换钎机和自动加泥机。