炼铁高炉炮泥填装自动化应用，包括但不限于自动化炮泥运输、装填，以及自动化控制与调度等。这个技术的实现，旨在以更高效地管理炮泥的装填过程，确保在炼铁生产中实现连续不断的工作模式。借助于现代化的自动化技术，炮泥填装作业可以实现24小时自动化无人监控。
一、炼铁高炉炮泥填装自动化系统组成
（一）装载机器人
装载机器人是这个系统的核心部分，是所有动作的执行者。它选用了ABB系列机器人，这是一种经过大量工程验证的高效、稳定且安全的设备，能够在恶势力环境下长期工作，如高温以及高粉尘环境。作为自动填装炮泥的关键工具，它可以实现一系列动作，包括炮泥的夹取、炮泥的投放以及炮泥的检测等，因此，装载机器人对整个系统的正常操作具有重要意义。
（二）机器人多功能夹具
机器人多功能夹具，是炮泥处理过程中机器人不可或缺的抓手。它被专门研发以及生产，完成炮泥的精准抓取与投放操作。夹具配备激光测距仪，这是一种设备，能精准定位炮泥并设定工作坐标，炮泥处理环节的精度得到了保障。同时，夹具配备载荷检测能力，检查炮泥是否正确夹取。夹具在系统中的关键地位，得益于这三个功能的共同作用。
（三）机器人行走小车
机器人行走小车在整套设备中至关重要。又称移动平台，它让设备能在各工作点间自由移动。动力传动装置由变频电机推动，精确控制行走小车的速度与力矩，确保设备能适应各种工作场景以及需求。确保平台稳定为首要任务，研发团队为其加入了抱闸制动功能，紧急情况下，设备运动可瞬间终止，控制设备速度，防止意外跌落，保障设备安全。行走机器人小车充当系统移动载体，负责转移装载机器人以及多功能夹具的地点。这款小车采用变频电机驱动，高精度调控速度与力矩，运行稳定可靠。同时，以确保整个系统的稳定运行，设计者还为该设备增添了抱闸制动功能。
（四）炮泥分离机构
炮泥分离机构在自动化系统中发挥着至关重要的作用。它通过一个复杂的多级控制辊道系统，将原始的不规则炮泥逐步分离，以便后续的装载机器人能够准确地识别以及抓取。炮泥分离机构一般由多级辊道系统组成。在这个系统中，每一级的辊道都起着特定的作用，以实现炮泥的有效分离。原始的炮泥会被输入到第一级辊道上，接下来经过链条或皮带的传送，通过旋转或振动的运动，使炮泥在重力以及惯性的作用下产生分层效应[1]。辊道上的凹凸设计、间隙大小以及角度等因素可以有效地改变炮泥的路径，进而实现分离的效果。在炮泥分离过程中，也会使用到一些辅助设备，如齿轮传动机构、过滤网以及风机等。齿轮传动机构可以提供充足的动力以及扭矩，确保辊道的正常运转。过滤网的作用是过滤掉过细的杂质，保证后续的装载机器人只能抓取到粒度合适的炮泥。而风机则起到吹扫以及清洁的作用，将松散的炮泥吹走，保持辊道的清洁。炮泥分离机构在实际应用中还可以与其他设备相连接，形成完整的炮泥处理生产线。例如，工作人员可以将分离后的炮泥与清洗设备、干燥设备以及输送设备等连接起来，实现炮泥的全面处理以及利用。这不仅提高了生产线的整体效益，还能够减少对周围环境的负荷。
（五）传送运输机构
传送运输机构则是负责将成品从生产线的一端传送到另一端的桥梁。一般来说，这是一个具有强大输送能力的链板，由控制电机进行驱动。链板对输送速度以及力度有着精确的调控，能够确保成品在运输过程中既不会损坏也不会脱落。借助高效的传送机构，生产线的前端以及后端能够得到紧密连接，协同工作，大大提升了生产效率[2]。传送运输机构负责将已经分离好的炮泥从分离机构传送到装载机器人工作的区域。它是由一个高效的链板以及一个控制电机组成的，主要负责将炮泥分离机构分离好的炮泥安全、准确地送达到工作区。可以说，传送运输机构就像一个桥梁，将整个系统的前端以及后端紧密连接起来，保证了整个系统的连贯性以及流畅性。
（六）电气控制系统
电气控制系统，可以说是这一设备的大脑，负责控制以及协调整个生产流程。此系统的核心部分是一套先进的PLC装置。PLC装置内包含了各种开关、变压器、直流电源等关键设备，它们构成了精准高效的控制系统，使得设备能在各种工况下保持稳定的运行。为了提升操作便利性，该系统还装配了一台西门子的触摸屏，使得操作人员能够迅速、方便地对设备进行控制以及监控。电气控制系统是这个系统的大脑以及中枢。这个系统的核心是一个主控PLC柜，其中包括PLC单元、主控开关、变压器、直流电源、空气开关、接触器、继电器等关键设备。它们共同构筑了一个完善的自动控制系统，能够精确地控制炮泥的分离、传输以及装载过程[3]。此外，电气控制系统还配备了一个西门子触摸屏，便于操作人员迅速以及方便地进行各种控制操作与系统监控。
二、工艺布置
在评估炮泥装置的安装问题时，工作人员必须现行规划，保证自动加炮泥装置不与泥炮运动旋转的空间产生干涉。考虑到生产工艺以及现场场地布局，工作人员可以将其规划为三个主要的工作区域：炮泥分离区、机器人待机位以及炮泥装填区。
首先，炮泥分离区是炮泥分离设备的固定安装位置。在这个地方，行车会将带有泥炮的炮塔运送到料斗中。之后泥炮会被分离并传输到炮泥装填区。在整个过程中，炮泥分离区的设计必须保证可以做到有效的空间分隔，避免干涉泥炮的旋转。
其次，机器人待机位是机器人小车的原地待机区。在非加泥状态时，机器人以及小车会退到这个位置，这样可以为炮泥的旋转避让出足够的空间。
最后，炮泥装填区则是机器人以及机器人小车的主要工作区域。在这里，机器人将执行泥炮的开盖、检测、加泥、关盖等主要的动作。如何有效节省空间、保证炮泥装填区的充分利用成为这个区域设计的主要难题。工作人员在安装空间狭小的情况下，如何最大限度地利用现有空间充分执行相关任务，就需要工作人员对分区布局进行详细规划，有效运用科技手段对设备的安装以及作业过程进行优化，提高作业效率，保障安全生产。
结束语：
炼铁高炉炮泥填装自动化应用的广泛实施，标志着我国在高炉作业自动化方面取得了重大的突破。这种技术的实践以及优化，不仅推动了我国钢铁行业的技术进步，同时也为行业内的节能减排，增加经济效益，提升产能效率等方面提供了重要支撑。随着自动化技术的不断更新，各种高新技术的广泛应用将为推动我国钢铁工业的寨开，提供强有力推动力。未来，工作人员期待通过更先进的智能化技术，实现高炉生产全过程的无人化，进一步释放人力资源，提升生产效率，保障生产安全，推动我国钢铁工业的持续创新与发展。
参考文献：
[1]刘嘉,燕荣耀. 炼铁高炉炮泥填装自动化应用 [J]. 冶金动力, 2023, (05): 78-80.
[2]李波,赵静一,张启星等. 高炉液压泥炮回转油缸故障树分析 [J]. 冶金设备, 2019, (S1): 153-155.
[3]梁军,赵静一,张启星等. 高炉液压泥炮故障分析与排除 [J]. 冶金设备, 2018, (S1): 57-58+64.
