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Dispositif de mesure du profil de matières en vrac dans un four vertical
L'invention concerne un dispositif de mesure du profil de matières en vrac dans un four vertical, avec un dispositif radar disposé à l'extrémité avant d'une lance, qui sonde sans contact la surface de la matière en vrac et dont la direction de rayonnement peut être inclinée d'un angle défini de part et d'autre autour de l'axe longitudinal de la lance.
Pour une exploitation optimale d'un four vertical, et en particulier d'un haut-fourneau, il est essentiel d'avoir entre autres une bonne connaissance du profil de la surface du lit de fusion, tandis qu'en particulier dans le cadre de l'automatisation de gros hauts fourneaux, une évaluation de cette connaissance en fonction des circonstances doit être possible avec pour but d'obtenir une alimentation la plus régulière possible du four et un profil reproductible de la surface du lit de fusion.
DE-A-37 15 762 décrit un dispositif de mesure du profil de la matière en vrac de ce type, présentant une lance tubulaire avec une tête de mesure, qui est enfoncée uniquement dans un but de mesure dans l'enceinte du four, dans le sens radial et dans un plan horizontal situé en dessous de la tête du four, et qui par ailleurs prend une position de repos à l'extérieur de l'enceinte du four pour que le four puisse être alimenté en minerai, additifs et coke. L'ensemble de l'entraînement d'insertion et d'extraction de la lance à tête de mesure se trouve sur une plate-forme qui est installée sur une structure érigée sur le four.
Le montage de la structure et l'entraînement de la lance de mesure imposent des dépenses d'investissement qui sont de l'ordre de grandeur du prix d'achat du dispositif de mesure du profil.
L'objet de l'invention est d'améliorer le dispositif de mesure du type précité de telle sorte que la lance tubulaire à tête de mesure puisse rester en position de
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mesure pendant le fonctionnement du four, et qu'ainsi l'entraînement de la lance et la structure à plate-forme de réception de l'entraînement de la lance puissent être éliminés.
Selon l'invention, cet objet est atteint par un dispositif de mesure présentant les caractéristiques de la revendication unique.
Le montage dans la tête du four de la lance du dispositif de mesure du profil, qui porte la tête de mesure avec une sonde radar, à l'extérieur du domaine d'action du dispositif d'alimentation en minerais, en additifs et en coke qui s'enfonce dans tête du four, permet à la lance de conserver la position de mesure pendant le fonctionnement du four, de sorte que le profil de la surface du lit de fusion sur le diamètre de l'enceinte cylindrique du four, et en cas de besoin sa profondeur, peuvent être mesurés.
Comme un entraînement d'insertion et d'extraction de la lance de mesure dans ou hors du four n'est pas nécessaire, la structure à plate-forme pour le montage de l'entraînement de la lance de mesure, nécessaire dans le dispositif de mesure du type précité selon DE-A-37 15 762 disparaît, et le dispositif de mesure peut être monté sur le capot du four. Comme le diamètre de la tête du four dans lequel le dispositif de mesure du type précité est monté est inférieur au diamètre de l'enceinte cylindrique du four, la lance de mesure peut être réalisée plus courte.
'Les différences constructives, décrites ci-dessus, du dispositif de mesure du profil selon l'invention par rapport au dispositif de mesure du type précité disponible sur le marché permettent une réduction déterminante des dépenses d'investissement lors de l'équipement de fours verticaux en le nouveau dispositif de mesure.
L'invention est décrite ci-après à l'aide de dessins schématiques, pour un four vertical avec un capot de fermeture et pour un four à cloche pour l'amenée du minerai, des additifs et du coke. Dans ces dessins : la figure 1 représente une coupe longitudinale à travers
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une tête de four avec un capot de fermeture et le nouveau dispositif de mesure du profil, la figure 2 représente une coupe longitudinale de la tête du four, décalée de 90 C par rapport à la figure 1, la figure 3 représente une vue en plan de la tête du four des figures 1 et 2, et les figures 4 à 6 sont des représentations correspondant à celles des figures 1 à 3, d'une tête de four avec une cloche et le nouveau dispositif de mesure.
Le haut-fourneau 1 des figures 1 à 3 est équipé d'un dispositif 2, monté dans la tête 4 du four, pour la mesure du profil 3 de la surface du lit de fusion.
Le dispositif de mesure 2 présente une lance 5 qui porte à son extrémité avant une tête de mesure 6 à sonde radar 7. Un raccord tubulaire 9 servant de guidage pour la traversée de la lance est fixé sur le blindage 8 de capture des gaz de la tête 4 du four par une bride 10 sur laquelle sont installés une glissière de fermeture 11, un joint d'étanchéité 12 et un compensateur 13.
La lance 5 avec la tête de mesure 6 est disposée dans un plan vertical 14-14 qui s'étend parallèlement à et à l'écart d'un plan vertical de coordonnées x-x d'un repère de coordonnées x, y dont l'origine est située au milieu 15 du four.
Lorsque le four 1 est en fonctionnement, la lance 5 avec la tête de mesure 6 prend une position de mesure 5' fixe déterminée, à l'extérieur du domaine d'action d'un obturateur 16, entraîné à rotation, d'une trémie s'enfonçant dans la tête 4 du four et servant à alimenter le four 1 en minerai, additifs et coke. Dans la position 5' de mesure de la lance 5, la tête de mesure 6 est située dans l'autre plan vertical de coordonnées y-y-du repère de coordonnées x, y.
Lorsque le haut-fourneau 1 fonctionne, il est possible
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de mesurer avec la sonde radar 7 incorporée dans la tête de mesure 6 de la lance 5, le profil 3 de la surface du lit de fusion, sur le diamètre de l'enceinte cylindrique 17 du four, ou la profondeur 18 dans le plan vertical de coordonnées y-y, suivant les besoins.
Pour la mesure du profil 3 de la surface du lit de fusion, la tête de mesure 6 est inclinée d'un angle a, par un entraînement motorisé, autour de l'axe longitudinal de la lance 5, de sorte que les rayonnements radar 19 de la sonde radar 7 située dans la tête de mesure 6 sondent la totalité du diamètre de l'enceinte 17 du four dans le plan vertical de coordonnées y-y.
Il existe de plus la possibilité de faire tourner la lance 5 avec la tête de mesure 6 autour de l'axe longitudinal, par un entraînement motorisé, pour la mesure de la surface du lit de fusion.
Pour la mesure de la profondeur 18 à l'emplacement déterminé par la position de mesure de la tête de mesure 6, les rayonnements 19 de la sonde radar. 7 sont dirigés verticalement vers le bas sur la surface 3 du lit de fusion.
Pour le réglage de la position précise de mesure 5'de la lance 5 lors du montage du dispositif de mesure du profil 2 dans la tête 4 du four, ainsi que pour les travaux d'entretien et de réparation, la lance 5 avec la tête de mesure 6 est enfoncée ou extraite dans ou hors de la tête 4 du four au moyen d'un entraînement 20 pouvant être approché du four 1 de manière appropriée, ou au moyen d'une grue.
Les figures 4 à 6 présentent le montage du dispositif 2 de mesure du profil dans la tête 4 du four d'un hautfourneau 1 qui est équipé d'une cloche 21 pouvant être enfoncée pour l'introduction de minerai, d'additifs et de coke.
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Device for measuring the profile of bulk materials in a vertical oven
The invention relates to a device for measuring the profile of bulk materials in a vertical furnace, with a radar device arranged at the front end of a lance, which probes the surface of the bulk material without contact and the direction of which radiation can be tilted at a defined angle on either side around the longitudinal axis of the lance.
For optimal operation of a vertical furnace, and in particular a blast furnace, it is essential to have, among other things, a good knowledge of the profile of the surface of the melting bed, while in particular in the context of automation of large blast furnaces, an evaluation of this knowledge depending on the circumstances must be possible with the aim of obtaining the most regular possible supply of the furnace and a reproducible profile of the surface of the melting bed.
DE-A-37 15 762 describes a device for measuring the profile of bulk material of this type, having a tubular lance with a measuring head, which is inserted only for the purpose of measurement in the oven enclosure, in in the radial direction and in a horizontal plane located below the head of the oven, and which moreover takes a rest position outside the oven enclosure so that the oven can be supplied with ore, additives and coke. The entire insertion and extraction drive of the measuring head lance is located on a platform which is installed on a structure erected on the furnace.
The assembly of the structure and the training of the measuring lance impose investment costs which are of the order of magnitude of the purchase price of the profile measuring device.
The object of the invention is to improve the measuring device of the aforementioned type so that the tubular lance with measuring head can remain in the position of
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during operation of the furnace, and thus the lance drive and the receiving platform structure of the lance drive can be eliminated.
According to the invention, this object is achieved by a measuring device having the characteristics of the single claim.
The mounting in the furnace head of the lance of the profile measuring device, which carries the measuring head with a radar probe, outside the field of action of the device for supplying ores, additives and coke which sinks into the furnace head, allows the lance to maintain the measurement position during operation of the furnace, so that the profile of the surface of the fusion bed on the diameter of the cylindrical enclosure of the furnace, and if necessary its depth can be measured.
Since no drive to insert and extract the measuring lance into or out of the furnace is not necessary, the platform structure for mounting the driving of the measuring lance, necessary in the device measurement of the aforementioned type according to DE-A-37 15 762 disappears, and the measurement device can be mounted on the hood of the oven. As the diameter of the furnace head in which the measuring device of the aforementioned type is mounted is smaller than the diameter of the cylindrical enclosure of the furnace, the measuring lance can be made shorter.
'' The constructive differences, described above, of the profile measurement device according to the invention compared to the measurement device of the aforementioned type available on the market allow a decisive reduction in investment costs when equipping vertical ovens into the new measuring device.
The invention is described below using schematic drawings, for a vertical furnace with a closing hood and for a bell furnace for supplying the ore, additives and coke. In these drawings: Figure 1 shows a longitudinal section through
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an oven head with a closing cover and the new profile measuring device, FIG. 2 represents a longitudinal section of the furnace head, offset by 90 ° from FIG. 1, FIG. 3 represents a plan view of the furnace head of FIGS. 1 and 2, and FIGS. 4 to 6 are representations corresponding to those of FIGS. 1 to 3, of an furnace head with a bell and the new measuring device.
The blast furnace 1 of FIGS. 1 to 3 is equipped with a device 2, mounted in the head 4 of the furnace, for measuring the profile 3 of the surface of the melting bed.
The measuring device 2 has a lance 5 which carries at its front end a measuring head 6 with radar probe 7. A tubular connection 9 serving as a guide for crossing the lance is fixed to the shield 8 for capturing the gases of the head 4 of the oven by a flange 10 on which are installed a closing slide 11, a seal 12 and a compensator 13.
The lance 5 with the measuring head 6 is arranged in a vertical plane 14-14 which extends parallel to and away from a vertical plane of coordinates xx of a coordinate system of coordinates x, y whose origin is located in the middle of the oven.
When the furnace 1 is in operation, the lance 5 with the measuring head 6 takes a determined fixed measuring position 5 ′, outside the range of action of a shutter 16, driven in rotation, of a hopper sinking into the head 4 of the furnace and serving to supply the furnace 1 with ore, additives and coke. In the 5 ′ measurement position of the lance 5, the measurement head 6 is located in the other vertical plane of coordinates y-y-of the coordinate reference x, y.
When blast furnace 1 is operating, it is possible
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to measure with the radar probe 7 incorporated in the measuring head 6 of the lance 5, the profile 3 of the surface of the melting bed, on the diameter of the cylindrical enclosure 17 of the furnace, or the depth 18 in the vertical plane yy coordinates, as needed.
For the measurement of the profile 3 of the surface of the fusion bed, the measuring head 6 is inclined at an angle a, by a motorized drive, around the longitudinal axis of the lance 5, so that the radar radiation 19 of the radar probe 7 located in the measurement head 6 probe the entire diameter of the enclosure 17 of the oven in the vertical plane of coordinates yy.
There is also the possibility of rotating the lance 5 with the measuring head 6 around the longitudinal axis, by a motorized drive, for measuring the surface of the melting bed.
For measuring the depth 18 at the location determined by the measuring position of the measuring head 6, the radiation 19 from the radar probe. 7 are directed vertically downwards on the surface 3 of the fusion bed.
For adjusting the precise measurement position 5 ′ of the lance 5 when mounting the profile measurement device 2 in the head 4 of the furnace, as well as for maintenance and repair work, the lance 5 with the head Measuring device 6 is inserted or extracted into or out of the head 4 of the oven by means of a drive 20 which can be approached from the oven 1 in an appropriate manner, or by means of a crane.
Figures 4 to 6 show the mounting of the device 2 for measuring the profile in the head 4 of the furnace of a blast furnace 1 which is equipped with a bell 21 which can be pushed in for the introduction of ore, additives and coke .