用於填充煉焦爐組的爐室的平整裝置和方法

2023-10-04 05:45:34 5

專利名稱：用於填充煉焦爐組的爐室的平整裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於填充煉焦爐組的爐室的方法，其中通過至少一個設置在平整 杆上的測量裝置和連接在測量裝置上的計算單元在填充過程期間在爐室內部檢測裝料分 布，並根據所測得的裝料分布對爐室進行附加的裝填。本發明的主題還涉及一種用於實施 所述方法的平整裝置。
背景技術：
在煉焦時，通過填充孔由能夠在煉焦爐組上移動地設置的填充機對煉焦爐組的爐 室進行填充。這裡對各單個填充孔的裝填通常通過配設的、轉速控制的輸送蝸杆進行，所述 輸送蝸杆通過裝煤漏鬥向爐室中填充煉焦煤。輸送蝸杆的設計和在填充過程中對蝸杆轉速 變化過程的調整特別是取決於爐室的體積、希望的填充時間、煉焦爐組的不同爐室的填充 順序和填充機的裝煤漏鬥的尺寸。為了使在填充時形成的錐形料堆的煉焦煤均勻地分布， 設有一具有平整杆的平整裝置，所述平整杆在爐室的上部區域中通過爐室門的一平整口導 入並在爐室的縱向上運動。在實踐中已知，在填充機運行時，確定在填充孔下方利用用於蝸杆轉速變化過程 的基本設置所達到的填充高度，並由此估算出填充程度，其中根據所述估算對蝸杆轉速進 行適應調整，以便實現改善的煤填塞。所獲得的設置用作煉焦爐組長時間運行的基礎並可 以通過重複測量填充孔下方的填充高度或通過在出料(Ausdrilcken)時確定焦餅輪廓來檢查。由DE 10 2005 007 164A1已知一種用於填充煉焦爐組的爐室的、具有前面所述 特徵的方法，其中具有接觸傳感器的測量裝置設置在平整杆的頭部上。測量裝置檢測與通 過填入的煉焦煤形成的錐形料堆進入接觸和脫離接觸的情況。由計算單元由測量信號獲得 裝料分布，其中根據該信息可以附加地對爐室進行裝填。這裡只有當所形成的錐形料堆達 到平整杆的高度並且爐室已經基本上填滿時，才能確定裝料分布。所述方法的精度也需要 改進，因為由接觸傳感器的信號出發不能獲知錐形料堆的精確形狀。這樣各錐形料堆的斜 度可能很強烈地取決於用於煉焦的煉焦煤的尺寸分布和表面結構並不能輕易地預先確定。文獻DE 10 2005 010 114A1涉及一種用於控制煉焦爐的操作裝置的方法和系 統，由該文獻已知，在填充過程中在爐室的填充孔下方確定填充高度。根據這樣獲得的信息 只能粗略地估算沿縱向的裝料分布，因為各單個填充孔之間的精確填充高度是未知的。此 外，可以在出料時確定焦餅表面的輪廓，其中由於在煉焦過程中煉焦煤的收縮特性由所獲 得的數據只能以一定的不確定性確定此前在填充爐室時實現的裝料分布和填充程度。此 外，由事後對焦餅輪廓的評估出發只能對後面的填充進行調整，其中無法對在填充時無法 完全再現的波動進行考慮和補償。

發明內容
基於這個背景，本發明的目的是，給出一種用於填充煉焦爐組的爐室的方法，利用所述方法能夠實現特別均勻的裝料分布並提高爐室的填充程度。由具有前面所述特徵的方法出發，根據本發明這樣來實現所述目的，即，通過至少 一個測量裝置沿爐室的縱向和橫向無接觸地測得三維的料位輪廓。通過確定所述三維的料 位輪廓，可以在填充時直接精確地確定裝料分布的均勻度和填充程度。這樣通過藉助計算 單元進行的直接評估可以連續地計算出需要附加地添加的煉焦煤的體積，其中根據實際測 得的裝料分布和裝料體積能夠實現符合需求地控制填充過程。這樣例如可以在填充裝置中 設置分別配設於爐室的一個填充孔的輸送蝸杆，各所述輸送蝸杆各自的轉速在填充過程中 能夠相互獨立地控制。這裡可以不受限制地只對於爐室的直接由測量裝置行進通過的部分 或整個爐室確定直至最大填充量所剩餘的空容積。這裡，當對測量信號進行快速評估時，也 可以實現對控制信號進行直接的、在填充過程中持續進行的匹配調整。通過無接觸地確定三維的料位輪廓，在填充過程中可以提早地進行精確的控制。 在由DE 10 2005 007 164A1已知的構型中，在各填充孔中的一個下方的過高或過低的填 充只能隨著相應的錐形料堆與平整杆發生接觸才能識別，其中，此時由於對輸送蝸杆的轉 速進行經調整的控制和由於利用平整杆進行的多次平整，可能會出現填充過程明顯的減 慢。與此相反，根據本發明，已經可以提早以非常高的精度確定裝料輪廓並確保均勻的填 充，從而能在較短的填充時間內時間實現最佳的填充。由於測量裝置無接觸地工作，還可以 將通過機械載荷導致的磨損的危險降至最低。通過測量裝置無接觸地確定料位輪廓例如可以利用雷射束、微波和/或超聲波通 過至少一個測量射線或測量射束來實現。測量裝置可以不受限制地設置在平整杆前端上的 構成為推鏟板的平整部分上或設置在平整杆的連接在該平整部分上的承載部分上。這裡測 量裝置沿縱向的位置能夠以簡單的方式由平整杆的路程信號確定，該路程信號例如由平整 杆的控制件、中央的控制裝置或設置在平整杆上的位移傳感器提供。在通過計算單元三維地確定裝料分布時，通常在離散的點處進行填充高度的確 定，這些點沿爐室的縱向和橫向形成網格，其中可以通過插值法確定中間值。這裡沿橫向優 選直接到爐室的邊緣測定裝料分布，以便儘可能精確地確定填充體積，其中適宜地沿橫向 在爐室的寬度上和沿縱向在爐室的兩個填充孔的距離上分別設有至少五個網格點。但優選 設置更為精細的空間解析度，其中低於所填充的煉焦煤的常見顆粒尺寸的解析度儘管利用 合適的測量系統可以實現，但通常是不必要的。可選地，也可以附加地確定到爐室頂蓋的距 離，並且為了控制填充和/或檢查平整杆的正確定位而考慮該距離。在由現有技術已知的用於填充煉焦爐組的爐室的方法中，平整杆始終以預先確定 的方式運動，而在本發明的一個改進方案中設定，平整杆由計算單元根據所測得的三維的 料位輪廓沿爐室的縱向定位，由此能夠進一步降低填充時間並改進填充的結果。在一個優選的實施形式的範圍內設定，在平整杆上設置至少兩個無接觸工作的、 沿平整杆的縱向相互隔開距離的測量裝置。利用多個相互隔開距離的測量裝置能夠在沿爐 室縱向的不同位置處同時沿橫向測定料位輪廓，從而在填充期間可以在總體上實現裝料分 布測量的改進的精度，特別是由於在填充過程中，填充高度在爐室的不同區域內是持續改 變的。此外，在一個測量裝置或一部分測量裝置發生故障時，通過剩餘的仍能工作的測量裝 置仍可以實現裝料分布的確定，儘管是以降低的精度。儘管在爐室內部存在的溫度、在爐室內部形成的焦爐煤氣的腐蝕性氣體組分以及包含在焦爐煤氣中的顆粒狀固體，在本發明的方法的範圍內，仍出人意料地可以實現所述 無接觸工作的並與平整杆一起直接引入爐室中的測量裝置的可靠運行。為了進一步提高根 據本發明的方法的可靠性，可以為所述至少一個測量裝置設置清潔裝置。這樣在填充過程 中能夠用分開輸送的衝刷介質、例如空氣對測量裝置進行環繞衝刷。附加地或可選地，也可 以在煉焦爐組不同的爐室的填充過程之間給所述至少一個測量裝置提供化學的和/或機 械的清潔。最後還可以將所述至少一個測量裝置的一些部件這樣設置在平整杆上，使得即 使在填充過程期間這些部件也設置在爐室的外部。這樣測量裝置例如可以具有鏡子/反射 鏡、光導體、空心導體或類似部件，其中測量裝置的電子構件在平整裝置運行期間位於待填 充的爐室的外部。本發明的主題還有根據權利要求5的用於實施前面所述方法的平整裝置。後面的 各權利要求6至9涉及該平整裝置的有利的實施形式。


下面根據只示出一個實施例的附圖來說明本發明。附圖示意性地示出圖1示出在填充過程期間煉焦爐組地一個爐室的水平剖視圖；圖2示出在一個可選的實施形式中根據圖1的布置形式。
具體實施例方式在圖1中示出在填充過程期間一煉焦爐組的一個爐室1。為此，一能在煉焦爐組上 移動的填充機2設有多個輸送裝置3，所述輸送裝置分別配設於爐室1的一個填充孔4。輸 送裝置3分別包括一轉速受控制的並連接在一共同的計算單元5上的輸送蝸杆6，各所述 輸送蝸杆通過一裝煤漏鬥8向配設的填充孔4中輸送煉焦煤7。為了實現煉焦煤7在爐室 1內均勻的分布，平整杆9通過一側向的爐室門10中的平整口導入爐室1中並沿縱向移入 和移出。在平整杆9的前端上設置無接觸工作並連接在計算單元5上的測量裝置11，利用 該測量裝置沿縱向和沿橫向測定三維的料位輪廓。由對於爐室1的一部分或對於整個爐室 1測得的料位輪廓持續地計算所要添加的煉焦煤7的體積，以便實現最佳的填充，其中通過 計算單元5對可單獨響應的輸送蝸杆6進行相應的控制。如圖1所示，在填充孔4下方形成的各單個錐形料堆達到平整杆9的高度之前，已 經可以利用測量裝置11提早測定料位。特別是通過通過對裝料堆的表面直到爐室1的邊 緣進行三維掃描，能夠精確地確定各單個錐形料堆沿縱向和橫向的斜度，並也可以精確地 確定錐形料堆沿縱向和橫向的偏移量。由測量裝置11的測量值可以持續地精確地確定已 經填入的煉焦煤7的體積和附加的裝填所需要的量。這樣已經可以提早實現均勻的填充， 由此能夠縮短填充時間。圖2示出一個實施形式，在該實施形式中與圖1不同按相互間均勻的間距在平整 杆9上設置三個測量裝置11。通過所述三個測量裝置11可以沿縱向同時在不同的位置處 在爐室1的寬度上記錄料位輪廓，從而可以進一步提高測量精度。特別是當這些測量裝置 11中的一個測量裝置發生故障時，在應急急運行中，仍可以通過剩餘的能工作的測量裝置 11確定填充高度/料位。在由現有技術已知的構型中，平整杆9按預先確定的方式移入和移出，而根據本發明平整杆9在填充過程期間可以根據所測得的三維料位輪廓沿爐室1的縱向可變地定 位。 通過至少一個測量裝置11對料位輪廓的確定例如可以通過雷射束、微波和/或超 聲波進行。通過無接觸地確定填充高度還可以避免測量裝置11的機械磨損。為了能夠提 高測量裝置11的可靠性，可以通過清潔裝置對測量裝置進行清潔或保護測量裝置防止受 到汙染。此外還可以這樣來設置測量裝置11的敏感部件，使得即使在填充期間在平整過程 中這些部件也位於爐室的外部。
權利要求
用於填充煉焦爐組的爐室(1)的方法，其中通過至少一個設置在平整杆(9)上的測量裝置(11)和一連接在測量裝置(11)上的計算單元(5)在填充過程期間在爐室(1)的內部沿縱向測定裝料分布，並根據測得的裝料分布對爐室(1)進行附加的裝填，其特徵在於，通過所述測量裝置(11)沿爐室(1)的縱向和橫向無接觸地測定三維的料位輪廓。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過計算單元(5)由所述三維的料位輪廓對 於爐室(1)的一部分或整個爐室(1)計算出直到最大填充量所剩餘的空容積，其中，隨後在 填充過程期間以相應的附加填充量進行裝填。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，由所述計算單元(5)根據所測得的三維 的料位輪廓沿爐室(1)的縱向對平整杆(9)定位。
4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，通過填充機(2)填充所述爐 室(1)，其中填充機(2)具有多個輸送裝置(3)，這些輸送裝置分別配設給爐室(1)的一個 填充孔(4)並相互獨立地通過計算單元(5)控制。
5.用於實施如權利要求1至4中任一項所述的方法的平整裝置，包括能導入煉焦爐組 的爐室(1)中的平整杆(9)，其特徵在於，在平整杆(9)上設置無接觸工作的並連接在一計 算單元(5)上的測量裝置(11)，用於確定三維的料位輪廓。
6.如權利要求5所述的平整裝置，其特徵在於，所述測量裝置(11)構造成雷射測量裝置。
7.如權利要求5或6所述的平整裝置，其特徵在於，在平整杆(9)上設置至少兩個無接 觸工作的、沿縱向相互隔開距離的測量裝置(11)。
8.如權利要求5至7中任一項所述的平整裝置，其特徵在於，設有用於所述至少一個測 量裝置(11)的清潔裝置。
9.如權利要求5至8中任一項所述的平整裝置，其特徵在於，所述至少一個測量裝置 (11)具有鏡子、光導體、空心導體或類似部件，其中測量裝置(11)的電子構件這樣設置，使 得這些電子構件在平整裝置工作時設置在待填充的爐室(1)的外部。
全文摘要
本發明涉及一種用於填充煉焦爐組的爐室(1)的方法，其中通過至少一個設置在平整杆(9)上的測量裝置(11)和一連接在測量裝置(11)上的計算單元(5)在填充過程期間在爐室(1)的內部沿縱向檢測裝料分布，並根據測得的裝料分布對爐室(1)進行附加的裝填。根據本發明，通過至少一個測量裝置(11)沿爐室(1)的縱向和橫向無接觸地測定三維的料位輪廓。本發明的主題還涉及一種用於實施所述方法的平整裝置，它包括無接觸工作的、設置在平整杆(9)上的測量裝置(11)。
文檔編號G01S17/08GK101878282SQ200880118040
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月6日 優先權日2007年11月28日
發明者F-J·許克, P·託馬斯 申請人:猶德有限公司