利用triz解决加热炉炉内空间问题

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1、解决加热炉炉内空间不准问题一、问题背景描述车间有两座双排料的加热炉，步进梁的前进后退步距均为600CM，在炉内前后钢坯实物间的间距均为100MM，生产时，首先将热或冷坯料运至相应的加热炉炉前辊道上，然后进行钢坯的定位，此时，步进梁按照正循环，将坯料一个步距一个步距的将坯料送往出入则，每走一个步距，装炉空间就会加上步进梁实际走的步距，这样当装入空间增加到可以装下辊道上这支定位好的钢坯后，步进梁停止动作，触发装钢顺控，由装钢机将钢坯托起放入到步进梁上，此时，这支钢坯与前一支间距为100MM，炉内空间=原炉内空间-100MM-钢坯的实际宽度；下一支

2、钢坯将在炉内空间增大到能装下它时，触发顺控，这样周而复始的动作。在实际应用中，却往往因为炉内空间计算不准确，导致装钢出现两支钢坯叠在一块或前后两支钢相距太远的情况，这两种情况严重影响了正常的轧制节奏。二、问题分析首先对系统进行分析，绘制出系统功能图，见图1。-10-图1系统功能图技术系统达到的目标：在加热炉装钢时，炉内空间需要准确，这样才能保证装钢时所参考的值准确，进而保证前后两支钢均以固定的间距。但是在实际应用中，炉内空间的计算主要是通过对磁尺数据的累计来完成的，所以数据的可靠性是炉内空间准确的前提条件，根据影响数据的因素可画出相应的因果关

3、系图，见图2。-10-图2因果关系图根据系统功能图和因关关系图对系统进行分析。炉内空间的准确性取决于步进梁的磁尺和装钢机的编码器数据的准确性。由于有害功能的存在，在使用过程中主要存在以下问题：1．由于磁尺和编码器本身的问题，或者是机械位置偏移使步进梁和装钢机的实际行程误报，而使炉内装钢空间不能正常反映实际空间，而出现叠钢或空步距的状况，使生产受到了严重影响。2．由于系统本身的问题，使累加信号没有触发或者触发了没有进行步距的累计的问题，使得炉内空间产生了误报，影响了正常装钢节奏。3．程序本身的问题，如炉内空间不准后，它会将这种误差不断的累加，以

4、至于把错误不断的放大，严重影响了正常的装钢和出钢节奏。-10-4.由于炉内空间不准后，出炉侧往往在炉内空间这个错误的数据误导下，出现炉内钢坯撞出料炉门的情况，使生产和设备受到了严重影响和损害。由于上述问题，一般需要操作人员大量的手动操作，如装钢后，发现叠钢，那操作人员需要打手动，将钢坯用装钢机重新托出，并重新核对，再装钢，一般出现一次，需要处理30分钟，如果是炉内空步距，那么出一根钢后，下一支钢距出料炉门很远，那当它走几个步距后，还未到出料位置，而此时，装钢侧已经有了装料空间，此时，需要先装料后出料，这样出钢节奏受到了影响，进而制约了产量的提

5、升。解决问题的限制：（1）不能对机械设备进行改造，如双磁尺和双编码器。（2）无法避免系统本身的问题。（3）无法避免机械偏移问题。三、描述技术矛盾（1）运用TRIZ原理将待解决问题的技术矛盾提取出来通过分析，我们发现问题的关键在于编码器测量数据的精确和正常累加上。我们应该设计出一套编码器计数精确而且累加数据正常的系统。1)定义问题模型-10-技术矛盾1：如果使炉内空间非常精确，那得需要对炉内空间数据不断的进行修正，即在炉壁两侧打很多小圆孔，再按上检测装置，通过这些检测装置的固定位置来对炉内空间进行修正，可以很好的满足生产工艺的需求和避免钢坯撞出

6、料炉门事故的发生，但是在炉壁上打上很多小圆孔将大大的破坏炉子的升温和保温结构，而且使炉压大大波动和加大对能源的消耗。技术矛盾2：如果不对炉内空间进行修正，可以使炉温、炉压及能源得到很好的控制，但是炉内空间数据错误有时是系统本身不可避免的问题。技术矛盾3：如果改变炉内空间自动化测量方式，可能减小误差，但是势必会引起新的问题。根据技术系统的主要生产过程——数据测量和累加，从技术矛盾1和技术矛盾3来入手解决问题。2．确定理想解定义理想解为：通过对炉壁进行最小的改动和对炉内空间累加方式上进行修正，对炉内空间进行修正，提高炉内空间的准确性，将杜绝钢坯撞

7、出料炉门事故的发生，同时还要考虑不要影响加热炉本身的结构和加大能源消耗为代价。四、根据发明原理提出解决方案将技术矛盾用通用工程参数来描述：技术矛盾1：针对的子系统是加热炉，要改善的参数是“测试精度”，恶化的参数是“可靠性”。技术矛盾3：针对的炉内空间测量计算方式，要改善的参数是“自动化程度”，恶化的参数是“控制与测量的复杂性”。-10-对照这些参数查找矛盾矩阵表，结果见表1。表1矛盾矩阵表（局部）恶化的参数改善的参数27可靠性28测试精度05.11.01.23恶化的参数改善的参数37控制和测量的复杂性38自动程度34.27.251．05“组合

8、原理”解决方案一：将炉内空间的计算由原来的炉内空间-钢坯的宽度-前后钢坯的固定间距，改为每次装炉后，由装钢机编码器对炉内空间进行修正，并将修正后的值再与步进梁的步距