CN103924020A - 高炉布料检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种高炉布料检测装置，包括机架、受料槽和重量传感器。机架为杆状，横跨于高炉内部，保持水平设置，机架表面设置受料槽。受料槽均匀地分割成多个小槽，每个小槽的底部设置两个重量传感器，分别位于小槽的两端。一种检测高炉布料的方法，包括以下步骤：选定高炉一预定位置上的直径位置；将直径位置均匀地分成多段，测量每一段上的炉料厚度和重量；从直径位置的上方将每一段上的炉料图像传送到显示器上；读出炉料的受料范围。采用了本发明的技术方案，通过高炉物料位置分布和重量的装置和方法，提供实际炉料下落滚动后实际位置和重量的分布的测量新方法，以此为操作者控制布料的依据，使高炉实现安全、稳定、低耗、长寿的目标。

Description

高炉布料检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种高炉炉料的检测装置及其方法，更具体地说，涉及一种高炉布料检测装置及其方法。

背景技术

如图1和图2所示，在现有测量物料位置的技术中，一般在开炉装料的同时，采用空间网架装置，在炉内构成空间坐标系，通过对下落物料高速摄影或摄像的方法连续测量物料下落的距离和时间，通过计算以获取高炉布料参数情况，达到控制高炉炉料分布的目的。由于掌握高炉布料有两个方面，其一是物料下落轨迹的测定，其二是炉料下落后料面形状的反映，通过此种方法只能间接计算出物料下落的轨迹，而忽略了物料下落后自然滚动，因此此种方法不能完全掌握高炉物料最终落到料面的形状和分布情况。

在目前测量物料轨迹和落料位置的方法方面主要通过对下落物料高速摄像，通过照片对比参照空间网格的位置来间接计算出物料到达料面的位置，这种方法忽略炉料到达料面后的滚动，炉内拍摄环境的光线等关系照片模糊，因此计算误差大，很难真实反映实际的布料情况。并且现有方法在测量完毕后金属空间网格无法从炉内取出，必须随炉料一起下降熔化，影响炉身中部及下部的炉料运行易使高炉难行。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种高炉布料检测装置及其方法，来解决现有技术中存在的上述不足。

根据本发明，提供一种高炉布料检测装置，包括机架、受料槽和重量传感器。机架为杆状，横跨于高炉内部，保持水平设置，机架表面设置受料槽。受料槽均匀地分割成多个小槽，每个小槽的底部设置两个重量传感器，分别位于小槽的两端。

根据本发明的一实施例，受料槽底部标刻一个用来测量炉料分布范围的标尺，标尺对应小槽分割成多段。

根据本发明的一实施例，高炉包括人孔，机架通过人孔固定于高炉中。

根据本发明的一实施例，机架的一端包括固定部，固定部与机架呈之字形，固定部的末端设有固定螺栓，固定螺栓将机架固定于高炉的人孔处。

根据本发明的一实施例，机架的另一端包括标尺探头，连接一远端显示器，将受料槽的受料图像传送到显示器上。

根据本发明的另一方面，提供一种检测高炉布料的方法，包括以下步骤：选定高炉一预定位置上的直径位置；将直径位置均匀地分成多段，测量每一段上的炉料厚度和重量；从直径位置的上方将每一段上的炉料图像传送到显示器上；读出炉料的受料范围。

采用了本发明的技术方案，通过高炉物料位置分布和重量的装置和方法，实现了对物料位置和重量的准确测量，提供实际炉料下落滚动后实际位置和重量的分布的测量新方法，完全可以满足掌握装料设备的布料规律的要求，以此为操作者控制布料的依据，使高炉实现安全、稳定、低耗、长寿的目标。

附图说明

在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是现有的高炉炉身及炉喉部位内形轮廓结构示意图；

图2是图1的空间网架装置示意图；

图3是本发明高炉布料检测装置的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3标尺示意图；

图6是本发明的高炉布料检测装置与高炉的装配示意图；

图7是本发明一实施例的检测高炉布料的方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

针对现有技术所存在的不足，本发明在此提供了一种能对测量高炉物料位置分布和重量的装置和方法。本发明与现有技术的主要区别在于：

（1）采用机架装置可通过炉顶人孔方便的伸入炉内，固定方便可靠，并且可以重复利用。

（2）采用分隔的受料槽，受料槽可以有效防止炉料滚动。

（3）测量数据均为直接数据无任何间接计算，可以准确反映炉料分布的实际情况。

（4）测量过程完成后可松开固定螺栓整套设备从点火人孔出撤去不必随炉料下降熔化影响中下部炉料正常运行。

装料制度对高炉冶炼至关重要，能否将炉料按要求布到炉内，是高炉操作者迫切要解决的问题。由于高炉生产为连续过程，而且是在密闭容器内进行的，目前操作者还无法直接观测到炉内的情况，必须通过高炉装料实测来掌握装料设备的布料规律，以此为操作者控制布料的依据，使高炉实现安全、稳定、低耗、长寿的目标。

参照图3和图4，本发明的高炉布料检测装置20主要包括受料槽21、重量传感器22、标尺23、机架24、标尺探头25和固定螺栓26。

如图3所示，机架24为用管钢制成的杆状Z字型支架，其的表面设置受料槽21。将受料槽21均匀地分割成多个小槽，每个小槽的底部设置两个重量传感器22，分别位于小槽的两端。

如图5所示，在受料槽21的底部，标刻有一个用来测量炉料分布范围的标尺23，标尺23对应受料槽21的小槽分割成多段，可以用以测量炉料的径向位置。

在机架24的一端，包括一个固定部，固定部与机架24之间呈之字形，固定部的末端设有固定螺栓26，固定螺栓26将机架24固定于高炉的人孔27处。机架24的另一端，包括一个标尺探头25，标尺探头25连接一个远端显示器，将受料槽21的受料图像传送到显示器上。

如图6所示，本发明的高炉布料检测装置20设置在高炉27中。高炉27的中部包括一个人孔28，机架24通过人孔28固定于高炉中。具体来说，机架24横跨于高炉内部，保持水平设置，其固定部伸出到人孔28外，固定螺栓26从外侧向内施加压力，固定在高炉27的外表面上。

使用时，打开炉顶人孔28将整个机架24通过人孔28安放在高炉27内，外部用高炉布料检测装置20自带的固定螺栓26将其固定在高炉27外表面。高炉布料开始后，炉料落入受料槽21，此时受料槽21下方重量传感器22输出受料槽21上方的炉料重量，通过计算得出落入受料槽21的炉料厚度。同时，通过标尺探头25可以将受料槽21的受料图像传送到显示器上，通过显示器直接读出受料范围。

本发明还提供一种检测高炉布料的方法，包括以下步骤：

步骤一，选定高炉一预定位置上的直径位置；

步骤二，将直径位置均匀地分成多段，测量每一段上的炉料厚度和重量；

步骤三，从直径位置的上方将每一段上的炉料图像传送到显示器上；

步骤四，读出炉料的受料范围。

下面通过一个实施例来说明本发明的检测高炉布料的方法。

先对炉料落料轨迹进行实测，得到下表的数据：

如下图所示，已知高炉炉顶布料设备为双钟四阀，大钟直径为3950mm，完全开启时大钟底部边缘距炉喉钢砖775mm，以大钟开启后下缘为0料线，在料线800mm和1500mm分别两次使用本发明的高炉布料检测装置，经过对料流实际测量分别得出布焦炭（数据71）和矿石（数据72）两组数据。

根据带宽可以计算出料层厚度比（O/C料层厚度比），计算方法如下：先求出料流带圆环面积S（m2）：

$S=\frac{\mathrm{\π}}{4}[2w(D-d)-w^2]...\left(1\right)$

式（1）中：

D为炉喉直径(m)；

w为料流带宽度(m)；

d为料流带远点距炉喉钢砖距离(m)；

再根据炉料批重计算得到料环上的厚度h（m）：

$h=\frac{m}{S\·\mathrm{\ρ}}...\left(2\right)$

式（2）中：

m为炉料批重(kg)；

ρ为炉料堆密度(kg/m3)；

利用上述方程式（1）、（2）分别求出：

矿石（16t批重，ρ堆密度取2000kg/m3）布料流层在800mm料线处和1500mm料线处厚度分别为：h800矿，h1500矿；

焦炭（7.5t批重，ρ堆密度取500kg/m3）布料流层在800mm料线处和1500mm料线处厚度分别为：h800焦，h1500焦。

通过方程式（3）、（4）计算得出：

料层厚度比（O/C料层厚度比）O/C₈₀₀＝0.34，O/C₁₅₀₀＝0.35。

根据上述数据可得出如下结论：

在相同料线深度下，矿石料带宽度大于焦炭宽度；

在相同料线深度下，矿石料流带比焦炭距离中心更远；

在料线由800mm下降至1500mm过程中相同炉料的料流宽度减小；

在料线由800mm下降至1500mm过程中相同炉料的布料面积增大；

在料线由800mm下降至1500mm过程中O/C料层厚度比增大；

本发明的装置制作方便，使用可靠，通过本发明的高炉物料位置分布和重量的装置和方法，实现了对物料位置和重量的准确测量，完全可以满足掌握装料设备的布料规律的要求。

本发明领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种高炉布料检测装置，其特征在于，包括：

机架、受料槽和重量传感器；

所述机架为杆状，横跨于所述高炉内部，保持水平设置，所述机架表面设置所述受料槽；

所述受料槽均匀地分割成多个小槽，每个所述小槽的底部设置两个所述重量传感器，分别位于所述小槽的两端。

2.如权利要求1所述的高炉布料检测装置，其特征在于：

所述受料槽底部标刻一个用来测量炉料分布范围的标尺，所述标尺对应所述小槽分割成多段。

3.如权利要求1所述的高炉布料检测装置，其特征在于：

所述高炉包括人孔，所述机架通过所述人孔固定于所述高炉中。

4.如权利要求3所述的高炉布料检测装置，其特征在于：

所述机架的一端包括固定部，所述固定部与所述机架呈之字形，所述固定部的末端设有固定螺栓，所述固定螺栓将所述机架固定于所述高炉的人孔处。

5.如权利要求1所述的高炉布料检测装置，其特征在于：

所述机架的另一端包括标尺探头，连接一远端显示器，将所述受料槽的受料图像传送到所述显示器上。

6.一种检测高炉布料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

选定高炉一预定位置上的直径位置；

将所述直径位置均匀地分成多段，测量所述每一段上的炉料厚度和重量；

从所述直径位置的上方将所述每一段上的炉料图像传送到显示器上；读出所述炉料的受料范围。