測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置及方法
2023-10-18 00:06:59 1
專利名稱：測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及高爐煉鐵技術領域的一種高爐風口小套和中套的檢測設備及方法，特
別涉及一種可在高爐正常生產情況下測量風口小套和中套於豎直方向上變形角度的裝置 和方法。
背景技術：
在生產實踐中，由於高爐內風口磚，碳磚等受到物理或化學侵蝕，磚體疏鬆膨脹， 導致風口上翹。而風口上翹的直接危害就是分解了鼓風動能。導致中心氣流不足，爐缸邊緣 容易粘結，嚴重時還會導致風口下方受到煤粉磨損。所以高爐生產者通常需要利用計劃檢 修的時機定期有針對性地校正風口，即將風口中套拉出來，把中套下邊突起的磚襯削平以 後再重新安裝好。另外，由於爐況操作失常產生坐料或崩料也有可能使風口小套被壓彎導 致下垂。因此我們需要精確測量風口小套和中套的上翹或下垂的角度以給我們了解其變形 程度並進行準確校正提供數據支持，但長久以來各高爐只是通過小套和中套在上翹或下垂 後留下的痕跡來判斷其變形程度，並以此為依據對其進行校正，故而缺乏科學性和準確性， 難以適應實際生產的需要。
發明內容
本發明的目的在於提出一種測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置及方法，其 可在高爐正常生產情況下精確測量風口小套和中套豎直方向上的變形角度，為準確校正風 口小套和中套提供數據支持，從而克服現有技術中的不足。
為實現上述發明目的，本發明採用了如下技術方案 —種測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置，其特徵在於，該裝置包括一測量 杆、一刻度尺以及一重錘，該刻度尺按與測量杆軸線平行的方式與測量杆一端緊固連接，測 量杆另一端可與高爐風口小套或中套的一端面配合，重錘通過一擺線系設於測量杆或刻度 尺上，且當刻度尺處於偏離豎直方向的不同位置時，擺線可指向刻度尺上的不同刻度值。
具體的講，所述測量杆另一端面為可與高爐風口小套或中套的一端面貼合的結 構。 所述測量杆與刻度尺為一體化設置。
所述測量杆為由硬質材料組成的杆狀件。 當所述刻度尺處於水平位置時，擺線與刻度尺垂直相交，並指向刻度尺上的中心 刻度值。 —種應用上述測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置的方法，其特徵在於，該 方法為 調整測量杆位置，使擺線與刻度尺呈互相垂直的狀態，記錄擺線所指向的刻度尺 上的刻度值，該刻度值為第一刻度值，同時測量擺線固定端與擺線和刻度尺相交點距離，該 距離為第一距離；
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將測量杆一端面與高爐風口小套或中套一端面貼合，記錄擺線所指向的刻度尺上 的刻度值，該刻度值為第二刻度值，計算第二刻度值與第一刻度值的差值，該差值的絕對值 為第二距離；根據tan9 =第二距離/第一距離，得出高爐風口小套或中套的變形角度e。
具體而言，該方法中，當所述刻度尺處於水平位置時，擺線與刻度尺垂直相交，並 指向刻度尺上的中心刻度值，此時所測得的擺線固定端與擺線和刻度尺相交點的距離即為
第一距離。
該方法具體為 將測量杆一端面與一豎直牆面貼合，使擺線與刻度尺垂直相交，並指向刻度尺上 的中心刻度值，同時測量擺線固定端與擺線和刻度尺相交點距離，該距離為第一距離；
將測量杆一端面與高爐風口小套或中套一端面貼合，記錄擺線所指向的刻度尺上 的刻度值，該刻度值為第二刻度值，計算第二刻度值與中心刻度值的差值，該差值的絕對值 為第二距離；根據tan9 =第二距離/第一距離，得出高爐風口小套或中套的變形角度e。
與現有技術相比，本發明應用簡單幾何原理，設計了該測量高爐風口小套和/或 中套變形角度的裝置，其結構簡單，成本低廉，且其配套操作方法簡便易行，可在高爐正常 生產情況下實現對風口小套和中套豎直方向上的變形角度的精確測量，並可有效保障操作 人員的人身安全。本發明還可被廣泛應用於其它各種特種設備變形角度的測量工藝中。
圖1是一種典型的測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置的結構示意圖； 圖2是圖1所示測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置的應用狀態示意圖
:高爐風口小套和中套變形角度的裝置的結構示意圖； :高爐風口小套和中套變形角度的裝置的結構示意圖； :高爐風口小套和中套變形角度的裝置的結構示意:高爐風口小套和中套變形角度的裝置的結構示意圖。
圖3是實施例2中效 圖4是實施例3中效 圖5是實施例4中效 圖6是實施例5中效
具體實施例方式
下面結合附圖和實例對本發明做進一步詳細說明。 實施例1如圖1所示是一種典型測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置，其包 括一測量杆1、一刻度尺2以及一重錘3，該刻度尺按與測量杆軸線平行的方式與測量杆一 端緊固連接，測量杆另一端可與高爐風口小套或中套的一端面配合，重錘通過一擺線4系 設於測量杆或刻度尺上，且當刻度尺處於偏離豎直方向的不同位置時，擺線可指向刻度尺 上的不同刻度值。特別需要指出的是，當刻度尺處於水平位置時，擺線與刻度尺垂直相交， 並指向刻度尺上的中心刻度值。 該測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置的應用原理如圖2所示，在測量之前 將測量杆的前端與垂直牆壁表面接觸，系重錘的擺線與刻度尺相交於C點(擺線與刻度尺 互相垂直，C點所指即為中心刻度值)，同時測量擺線固定點A到C點的距離AC ;其後，將測 量杆的前端面與已安裝的高爐風口中套或小套5的一端面貼合，系重錘的擺線與刻度尺相交於B點，記錄B點所示刻度值，並計算BC的距離。顯然，A、 B、 C即構成一直角三角形，同 樣，此時測量杆的中心線、水平線以及該兩者與高爐風口小套或中套端面相交點構成的直 線亦構成一直角三角形DEF，該兩個直角三角形相似，因此小套或中套變形角度e可以通 過該等式求出tan e =BC/AC。當然，操作人員還可通過測量AB距離，並求得sin e 、cos e
等方式計量出e的值。 該測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置結構極為簡單，成本低廉，且配套操 作方法簡便易行，可在高爐正常生產情況下實現對風口小套和中套豎直方向上的變形角度 的精確測量，並可有效保障操作人員的人身安全。 上述測量杆可由包括竹木材料、金屬材料、工程塑料和陶瓷材料中的硬質材料制
備，其長度可按照高爐風口小套和中套及直吹管的長度確定，寬度按照高爐風口小套和中
套的直徑確定，形狀可按照高爐風口平臺的實際結構和布局確定。 上述刻度尺可與測量杆一體化設置，或為收藏方便，亦可為分體設置。 考慮到高爐上設置的冷卻水管，噴煤管，以及直吹管上各種支撐及固緊構件均可
能對測量工作造成幹擾，為消除這些因素的影響，可根據實際情況改變該測量高爐風口小
套和/或中套變形角度的裝置的構型。如圖3 6所示是本案實施例2 5中的測量高爐
風口小套和/或中套變形角度的裝置，如下具體說明 實施例2如圖3所示，該測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置基本結構與實 施例1類同，但其測量杆li為前端小於後端的錐形結構，而其刻度尺2'為直角梯形結構。 該測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置的工作原理及應用方法與實施例1相同。
實施例3如圖4所示，該測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置基本結構與實 施例1類同，但其測量杆lii為由一桿狀構件和一錐臺型構件疊合組成的構型。
實施例4如圖5所示，該測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置基本結構與實 施例1類同，但其測量杆liii為由具有臺階狀橫截面的結構。 實施例5如圖6所示，該測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置基本結構與實 施例1類同，但其測量杆liv為前端一側突出的結構。 同樣的，實施例3 5中測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置的工作原理及 應用方法與實施例l相同。 以上實施例僅用於說明本發明的內容，除此之外，本發明還有其他實施方式。但 是，凡採用等同替換或等效變形方式形成的技術方案均落在本發明的保護範圍內。
權利要求
一種測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置，其特徵在於，該裝置包括一測量杆、一刻度尺以及一重錘，該刻度尺按與測量杆軸線平行的方式與測量杆一端緊固連接，測量杆另一端可與高爐風口小套或中套的一端面配合，重錘通過一擺線系設於測量杆或刻度尺上，且當刻度尺處於偏離豎直方向的不同位置時，擺線可指向刻度尺上的不同刻度值。
2. 根據權利要求1所述的測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置，其特徵在於，所 述測量杆另一端面為可與高爐風口小套或中套的一端面貼合的結構。
3. 根據權利要求1或2所述的測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置，其特徵在於， 所述測量杆與刻度尺為一體化設置。
4. 根據權利要求3所述的測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置，其特徵在於，所 述測量杆為由硬質材料組成的杆狀件。
5. 根據權利要求l所述的測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置，其特徵在於，當 所述刻度尺處於水平位置時，擺線與刻度尺垂直相交，並指向刻度尺上的中心刻度值。
6. —種如權利要求1所述測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置的應用方法，其特 徵在於，該方法為調整測量杆位置，使擺線與刻度尺呈互相垂直的狀態，記錄擺線所指向的刻度尺上的 刻度值，該刻度值為第一刻度值，同時測量擺線固定端與擺線和刻度尺相交點距離，該距離 為第一距離；將測量杆一端面與高爐風口小套或中套一端面貼合，記錄擺線所指向的刻度尺上的刻 度值，該刻度值為第二刻度值，計算第二刻度值與第一刻度值的差值，該差值的絕對值為第 二距離；根據tan9 =第二距離/第一距離，得出高爐風口小套或中套的變形角度e。
7. 根據權利要求6所述的如權利要求1所述測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置 的應用方法，其特徵在於，該方法中，當所述刻度尺處於水平位置時，擺線與刻度尺垂直相 交，並指向刻度尺上的中心刻度值，此時所測得的擺線固定端與擺線和刻度尺相交點的距 離即為第一距離。
8. 根據權利要求6所述的如權利要求1所述測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置 的應用方法，其特徵在於，該方法具體為將測量杆一端面與一豎直牆面貼合，使擺線與刻度尺垂直相交，並指向刻度尺上的中 心刻度值，同時測量擺線固定端與擺線和刻度尺相交點距離，該距離為第一距離；將測量杆一端面與高爐風口小套或中套一端面貼合，記錄擺線所指向的刻度尺上的刻 度值，該刻度值為第二刻度值，計算第二刻度值與中心刻度值的差值，該差值的絕對值為第 二距離；根據tan9 =第二距離/第一距離，得出高爐風口小套或中套的變形角度e。
全文摘要
本發明提供一種測量高爐風口小套和中套變形角度的裝置及方法。該裝置由測量杆，細線，刻度尺和重錘組成，其在應用時，是將測量杆一端與風口小套或中套表面貼合，即可得到擺線偏離中心刻度的距離，運用反正切函數就可以計算出小套和中套在豎直方向上的變形角度。這種裝置可以準確測量風口小套和中套上翹或下垂的角度，為了解其變形程度並準確校正提供數據支持，並且測量方便，可以在高爐正常生產不休風的情況下測量。本發明裝置結構簡單，成本低廉，且其配套操作方法簡便易行，並可有效保障操作人員的人身安全。本發明還可被廣泛應用於其它各種特種設備變形角度的測量工藝中。
文檔編號C21B7/24GK101736109SQ20091021715
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者趙華濤 申請人:江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司