一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法及裝置的製作方法
2023-05-26 05:38:56 1
專利名稱：一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明所屬高爐煉鐵技術領域，特別適用於無料鍾高爐開爐裝料時料面形狀的測量方法及測量裝置。
背景技術：
裝料是高爐生產過程中至關重要的環節之一，爐內爐料的初始分布狀況直接影響高爐的順行與長壽。由於高爐生產的連續性和密閉性，目前人們很難觀測到生產過程中的料面形狀，只能進行局部定點測量。因此，人們普遍利用開爐裝料過程對料面形狀進行全面測量，以此來掌握裝料設備的布料規律，指導高爐生產操作。尤其是對於無料鍾高爐，由於溜槽傾角對爐料落點的影響更大，必須在開爐裝料過程中對不同工藝條件下的料面形狀進行實地測量，用實測結果來調整溜槽的傾角角度，使其能夠滿足高爐生產的要求。
目前已知技術的料面形狀測量方法大多為傳統的人工方法或攝影攝像法。
鞍鋼、武鋼等企業一直使用的傳統人工方法是預先在爐喉徑向上安裝1～3根橫梁，橫梁上帶有一定間距的垂鏈，在布料過程中，通過觀測垂鏈的擺動程度來判斷爐料的落點，每批爐料布完後，再由測量人員進入爐內對料面形狀進行實地測量。見文獻「11號高爐串罐無料鍾布料實踐」，《鞍鋼11號高爐開爐實踐》，瀋陽，遼寧科學技術出版社，1992年8月，P169～183；「武鋼新3號高爐開爐裝料實測」，《武鋼煉鐵四十年(1958～1998)》，武漢，華中理工大學出版社，1998年9月，P371～379。
《鋼鐵》第38卷第3期(2003年3月)8～12頁「串罐無料鍾料流軌跡與寬度測定及其分析」介紹的方法是在布料前把兩根剛刷白漆的測量杆放置在位於爐喉部位、標高分別為零料線和1.5m料線兩層徑向且相互錯開的支架上，布料結束後取出橫梁，觀測爐料在橫梁上油漆的碰撞點的密集程度，判斷爐料落點，得到料流分布規律。
申請號00109470的發明專利申請公開說明書介紹的方法是預先在爐內設置用圓鋼焊接的十字空間網架，以此網架作為測量空間坐標參照系，然後採用攝影和攝像設備，在開爐裝料的同時在線連續攝取料流軌跡和料面以十字網架為背景的圖像，通過計算機對獲取的圖像進行處理，得出開爐裝料過程中的各種參數和數據，進而得到高爐布料規律。
傳統的人工測量等方法，需要在爐內安裝輔助裝置，而且還需要測量人員進入爐內，即耗費大量材料，又耗費大量的人力，而且由於爐內輔助裝置的存在和測量人員的進入會對料面的原始形狀帶來擾動，影響測量的準確性。測量過程比較複雜、繁瑣，作業環境惡劣，測量時間長。
新的攝影攝像法雖然不需要測量人員進入爐內，但仍然需要在爐內安裝輔助裝置，同樣需要消耗大量材料，布料過程中對料流的擾動難以避免，而且由於攝影攝像設備的拍攝角度有限，容易造成視覺誤差。測量過程也比較複雜、繁瑣，測量時間較長。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述已有方法存在的爐內輔助測量裝置對料流擾動的問題，提供一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法及裝置，以便節省了製作和安裝輔助測量裝置的物力和人力，提高測量精度，擴大測量區域，進而縮短測量時間，提高測量工作的效率，使高爐儘早送風點火。
本發明的目的是這樣實現的一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法，其特徵在於利用雷射測距技術經過人孔測量出料面到測量點的距離，同時測量出雷射束的入射角度，並且根據需要依此方法對料面的其它各點進行測量，然後將被測各個點所對應的距離和角度輸入計算機，根據三角函數關係計算出垂直料線，最終繪製出料面形狀。
本發明用於實現上述測量方法的測量裝置主要包括雷射測距儀、刻度盤和安裝支架組成。安裝支架由底座、安裝在底座上的立柱和連接在立柱上的懸臂組成。刻度盤垂直安裝在懸臂上，雷射測距儀通過軸安裝在刻度盤上，並且雷射測距儀的光束起點與刻度盤的中心點重合。另外，本發明的無料鍾高爐開爐裝料的測量裝置，其支架上的立柱與懸臂之間可以採用軸套連接，而且還可以在立柱上位於軸套附近水平安裝一個刻度盤。
本發明與已有方法相比具有顯著的進步，主要表現在以下優點和效果a.利用三角法原理與雷射測距技術相結合，來對料面形狀進行全方位在線掃描測量。
b.避免了在爐內安裝輔助裝置，避免了測量人員進入爐內作業，即節省物力人力，又不對料面造成任何幹擾，測量範圍可以覆蓋整個料面，測量數據準確、可靠。
c.測量過程與裝料過程同步進行，安全、方便、高效、快捷。
d.測量時間大大縮短，能夠使高爐儘早送風點火，並迅速達產。
圖1為本發明一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法及裝置示意圖；圖2為本發明一種無料鍾高爐開爐裝料測量裝置的另一種結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
如圖1所示，測量前先根據標高在爐頂大人孔下沿確定好基準點，然後將測量支架3固定，再參照爐喉鋼磚旋轉支架橫梁，對準爐喉直徑方向後將其鎖定，打開刻度盤4上的雷射測距儀5的開關，旋轉其角度，從爐牆2的一端開始掃描到另一端。同時記錄雷射測距儀5測量出的距離和刻度盤上對應的角度。一個直徑方向測量完畢以後可以將測量裝置轉換到下一個基準點用同樣的方法測量出不同直徑方向的數據。也可以在一個已確定好的基準點通過旋轉支架橫梁3，調整到下一個位置進行測量，分別測量出測量點的距離及與水平面的夾角，再藉助不同的參照物或利用測量裝置所測量出的雷射束與測距儀所對應直徑方向所在垂直面的夾角確定出測量點的位置。最後將數據輸入計算機，根據三角函數關係計算出垂直料線，繪製出爐料1的表面形狀。
如圖1、2，一種無料鍾高爐開爐裝料測量裝置主要包括雷射測距儀5、刻度盤4和安裝支架3組成。安裝支架3由底座31、安裝在底座上的立柱32和連接在立柱上的懸臂33組成；刻度盤4垂直安裝在懸臂33上，雷射測距儀5通過軸安裝在刻度盤4上，並且使雷射測距儀5的光束起點與刻度盤4的中心點重合，這樣可以使雷射測距儀5在垂直的刻度盤面上繞著軸轉動，以便對料面上某直徑方向上的點進行測量。一個直徑方向測量完畢以後可以通過將測量裝置轉換到不同的基準點測量出更多不同的直徑方向的數據。另外，為了不移動測量裝置，一方面，支架上的立柱32與懸臂33之間通過軸套34連接，懸臂通過圍繞立柱的轉動進行水平方向的調整，以便對不同徑向上的點進行測量，但仍需藉助爐內的物體作參照物；另一方面，還可以在立柱上位於軸套附近水平安裝一個刻度盤35，便於在特殊情況下對料面上的任意點進行測量，此時水平刻度盤35用於確定測量點的方向。本發明的雷射測距儀的量程是0.2m～200m。
權利要求
1.一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法，其特徵在於利用雷射測距技術經過人孔測量出料面到測量點的距離，同時測量出雷射束的入射角度，並且根據需要依此方法對料面的其它各點進行測量，然後將被測各個點所對應的距離和角度輸入計算機，根據三角函數關係計算出垂直料線，最終繪製出料面形狀。
2.根據權利要求1所述的一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法，其特徵在於在爐頂人孔周圍選定一個基準面，將雷射測距儀固定在基準面上，測量出雷射測距儀正投影所在的料面直徑上的若干點到測量點的距離，同時測量出每個點所對應的雷射束與水平面的夾角，然後根據需要將雷射測距儀固定在基準面上的其它位置，並依此方法對料面其它直徑上的各點進行測量。
3.根據權利要求1所述的一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法，其特徵在於在爐頂人孔周圍選定一點，將雷射測距儀固定在上面，測量出料面上的若干點到測距儀的距離，同時測量出每個點所對應的雷射束與測距儀所對應的直徑方向的水平夾角及雷射束與水平面的夾角。
4.一種用於實現權利要求1所述的一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法的測量裝置，其特徵在於主要包括雷射測距儀(5)、刻度盤(4)和安裝支架(3)組成；安裝支架(3)由底座(31)、安裝在底座(31)上的立柱(32)和連接在立柱(32)上的懸臂(33)組成；刻度盤(4)垂直安裝在懸臂(33)上，雷射測距儀(5)通過軸安裝在刻度盤(4)上，並且雷射測距儀的光束測量起始點與刻度盤的中心點重合。
5.根據權利要求4所述的一種無料鍾高爐開爐裝料的測量裝置，其特徵在於支架上的立柱(32)與懸臂(33)之間通過軸套(34)連接。
6.根據權利要求5所述的一種無料鍾高爐開爐裝料的測量裝置，其特徵在於在立柱上位於軸套附近水平安裝一個刻度盤(35)。
全文摘要
本發明提供了一種無料鍾高爐開爐裝料測量方法，利用雷射測距技術經過人孔測量出料面到測量點的距離，同時測量出雷射束的入射角度，並且根據需要依此方法對料面的其它各點進行測量，然後將被測各個點所對應的距離和角度輸入計算機，根據三角函數關係計算出垂直料線，最終繪製出料面形狀，同時還提供了用於實現該測量方法的主要包括雷射測距儀、刻度盤和安裝支架組成測量裝置。避免了因測量人員進入爐內作業或在爐內安裝輔助裝置而對料面造成的幹擾，測量範圍可以覆蓋整個料面，測量數據準確、可靠。具有安全、方便、高效、快捷等優點。
文檔編號C21B7/24GK1966729SQ200510047759
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月16日 優先權日2005年11月16日
發明者王再義, 邢本策, 王相力, 郭天永, 朱建偉, 尚策 申請人:鞍鋼股份有限公司, 鞍鋼集團新鋼鐵有限責任公司