高炉智能开铁口机器人工作温度场分析

丁河江， 曹建国,4， 燕 月， 周志鸿， 马 飞

(1．北京科技大学机械工程学院 北京 100083；2.北京科技大学人工智能研究院 北京 100083；3.北京科技大学高效轧制国家工程研究中心 北京 100083；4.北京科技大学顺德研究生院 广东 佛山 528399；5.北京企星冶金机电有限公司 北京 102401)

2019年我国粗钢产量为9.95亿吨，同比增长7%，总产量占世界粗钢总产量的53.3%，以绝对优势处于世界第一。我国钢铁产业在量上发展的同时，也在不断提升发展质量。其中对高炉的顺行状态、安全环保及人工效率提出了越来越高的要求。目前我国高炉自动化和智能化水平在世界上是较为领先的，高炉其他的操作控制也已大多实现自动化，最后的一环就是以开铁口机为中心的炉前设备。开铁口机未实现自动化、智能化与无人化，仍需要人工现场操作，不可控的故障停机和开口工况的复杂多变是主要原因。这也使得它严重影响高炉的顺行状态，影响高炉的多项经济技术指标。因此智能开铁口机器人在研发初期就必须将这些情况都考虑进去，改变现状，提高设备工作可靠性，避免各种故障停机，或人为干预而造成的自动化终止。

智能开铁口机器人工作时，钻头钻杆处要承受铁水的冲刷，会给整机带来很大的热量。它的冲击活塞以约12 m·s-1最高打击速度做30 Hz高频的直线往复运动，冲击活塞冲击瞬间的加速度约为重力加速度的104倍数量级[1-4]。高温与巨大的冲击载荷使其成为整台开铁口机的主要故障源。对设备的智能化及无人化改进并不是产品的简单升级，需在设计之初就对产品可靠性提出了更高的要求。……