机器人在电炉测温取样中的应用可行性分析 .pdfVIP

机器人在电炉测温取样中的应用可行性

分析

摘要：钢铁企业作为重工业企业，其冶炼环节就现状而言，存在工作环境

温度高、粉尘及噪音大、安全隐患较多、智能化程度不够等特点。尤其在电炉测

温取样环节，目前大多采用人工操作方式，不仅效率不高，精度不够，工作环境

恶劣，人员安全面临威胁，且无法适应未来钢铁企业的智能化发展趋势。机器人

技术的应用则可有效解决这些问题。本文重点研究机器人在电炉测温取样中的应

用可行性。

关键词：机器人；电炉；测温取样；应用；可行性

引言

测温取样是电炉工艺中的重要环节，但目前国内均由人工完成，现场工作环

境差，工人劳动强度大，智能化程度低。为适应现代钢铁企业智能化发展趋势，

减轻人工劳动强度，节约企业成本，增强企业竞争力，就需要积极引进新技术，

将先进的科技成果应用于行业发展中。

钢铁企业在电炉测温取样中应用机器人技术，可以实现智能化操作，不仅能

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够避免安全风险，而且可以提高操作精度。同时，为确保机器人在实际应用中

发挥有效性，可以通过仿真实验的方法对应用机器人的可行性加以确定。（图1：

测温取样机器人）

图1：测温取样机器人

一、项目背景

在生产过程中，电炉的测温取样主要采用人工操作的方式，劳动强度大，风

险性非常高，人工测温取样误差较大，效率低。

使用机器人进行测温取样，可以保证测温取样点位置固定，较人工有更高的

精准度和成功率。且能够有效维护人员的安全，防止人工测温的过程中导致烫伤

事故，降低劳动强度，提高生产质量和生产效率。

二、项目的必要性

当机器人系统处于运行状态的时候结合使用现场的自动化设备，可以对钢水

进行自动测温，自动完成取样工作，使得工作环境有所改善，炼钢的时候可以实

现智能化操作，而且技术操作水平有所提高。主要体现为三个方面：

其一，操作工人在现场操作的时候风险系数降低，避免人身受到伤害，现场

的安全指数有所提高。现在的电炉测温取样采用人工操作方法，当工作的过程中，

会由于钢渣四处飞溅而伤害到现场的工作人员。

其二，工人的劳动强度降低。在电炉前存在电磁辐射及热辐射，而且环境温

度非常高，现场人员需要佩戴烫伤手套，手上拿着4米长的测温枪，在进行测温

取样的时候将测温枪从炉口伸入到电炉当中。这项工作的劳动强度非常大，而工

业机器人具有耐高温性，防护性好的特点，对于这方面的工作能够顺利完成，而

且保证工作质量。

其三，应用机器人系统进行测温取样的时候，可以提高精确度，消除人工操

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作的误差。在测量的过程中还可以及时反馈，所获得的数据有较高的精准度。

三、系统功能及其实现方式

（一）系统介绍

当实施取样操作时，机器人的运行是按照程序预设的轨迹运行的，取样器由

机器人带动伸入到炉中，停留到现场工艺所确定的预设时间，之后按照原来的路

径退出来，同时旧的取样器由相应机械装置进行拆除，滑落在固定位置。在对所

[3]

取试样进行处理的时候采用人工操作方法，后续的操作也是人工执行。如果第

一次取样没有成功，就可以采用人工操作的方式进行面板操作，将旧的取样器卸

下来，更换新的保护系统[4]。

实施测温取样的过程中，机器人将枪杆带动起来进入到炉内进行测温，测温

成功后即有仪表进行显示。如果测温过程中，当经过检测之后发现枪杆受到阻力

而且已经达到限值的时候，机器人就会自动退出，速度非常快，对枪杆起到很好

的保护作用。为了让机器人在高温环境的运行保持稳定状态，还需要在机器人的

外部穿好防护衣，可以起到防护隔热的作用。

（二）系统主要设备所具备的功能

1.机器人

采用标准六轴工业机器人，保证机器人的灵活性，适应现场的高温、辐射、

灰尘等环境条件，并配备进口隔热服。

机器人具有强大的运动控制功能，智能防碰撞功能，结构紧凑，回转半径小，

软件系统先进，支持多种工业总线接口，模块化设计，维护方便，满足不同负载

的要