CN104561420A - 一种高炉布料实验模型三维料面测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉布料实验模型三维料面测量装置及方法，该装置主要由激光测距仪，旋转圆盘，固定盘，支柱，以及圆盘底座组成，所述的激光测距仪固定在旋转圆盘上，旋转圆盘上设有指针，指针方向和激光测距仪发射方向一致，且激光发射源的中心和旋转圆盘的中心重合，所述的支柱上端与固定盘固定连接，固定盘下端与圆盘底座螺旋连接。该测量装置，成本低廉，且其配套操作方法简单易行，能够对空间受限以及粉尘污染严重的实验环境进行远程测量，并且测量灵活，能够对多个方向上料面的分布形状进行测量。

Description

一种高炉布料实验模型三维料面测量装置及方法

技术领域

本发明涉及一种高炉布料实验模型三维料面测量装置及方法。

背景技术

根据高炉操作实践和高炉布料的研究表明，高炉炉顶料面径向分布和圆周方向分布和高炉操作有着密切的关系。合理的径向料面分布形状对于有效控制气流分布，使得高炉稳定高产，降低燃料比以及减少炉内耐材的侵蚀具有重要意义；料面在圆周方向的均匀分布对于控制气流和铁水温度在圆周方向的分布均匀，防止炉内局部结瘤具有重要意义。为了研究高炉布料规律，基于实际高炉，按照相似原理按一定比例缩小而制作成高炉冷布料实验设备，以模拟实际高炉料面的分布情况。然而在实验过程中不但产生微小的粉尘，而且实验模型空间狭小，不便于人近距离测量。

发明内容

本发明的目的在于能够提供一种能够远距离测量受限空间里多个方向上料面分布的简易装置及方法，避免粉尘对人体的伤害。该装置成本低廉，携带方便，测量方法方便快捷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高炉冷布料实验模型三维料面测量装置，其特征在于：该测量装置包括激光测距仪，旋转圆盘，固定盘，支柱，以及圆盘底座，所述的激光测距仪固定在旋转圆盘上，所述的支柱上端与固定盘固定连接，固定盘下端与圆盘底座使用螺母连接。

进一步讲，旋转圆盘上设有指针，指针方向和激光测距仪发射方向一致，且激光发射源的中心和旋转圆盘的中心重合，

旋转圆盘上有一手柄，转动手柄使圆盘旋转。

所述的固定盘圆周方向上有角度刻度。

进一步讲，支柱中间设有一手柄，转动支柱上的手柄使旋转圆盘和固定盘一起相对于圆盘底座进行旋转。

更进一步讲，支柱下端设有指针。

圆盘底座的中心和支柱的中心重合，圆盘底座圆周方向上有刻度。

一种高炉冷布料实验模型三维料面测量装置的应用方法，该方法为：

（1）在炉喉直径方向上，选择测量基准点B，将圆盘底座中心与B点重合，用尺子测量基准点到炉喉直径的垂直距离BC，以及水平距离AC，测量旋转圆盘中心L到基准点B的距离LB，以及炉喉半径AO；

（2）转动支柱上的手柄，使旋转圆盘与炉喉直径所在平面AOP处于同一个平面，读取圆盘底座上的角度刻度，即为测量的方向；

（3）打开激光测距仪，并转动旋转圆盘上的手柄，使激光测距仪射向炉喉料面的Q点，记录指针所指的角度θ，并记录测距仪显示的距离LQ；

（4）转动旋转圆盘，使激光测距仪在料面中心P点到炉墙R点之间多个点进行扫瞄，并记录指针所指的角度和测量的距离；

（5）将测量结果转换成测量点的坐标：以XOY为坐标系，设QE的长度为m，QF的长度为n，Q点的坐标为（m，-n）。则有，n＝CD＝LQ*sinθ-LB-BC，m＝LF*cosθ-AC-AO，并将各个测量点的坐标描绘出来，可以得到料面形状的分布图；

（6）在另一个炉喉直径方向上，重复步骤（1）～（5）操作，可以得到不同方向上料面形状的分布图。

与现有技术相比，本发明设计了三维料面的测量装置，其结构简单，成本低廉，且其配套操作方法简便易行。

附图说明：

图1：为冷布料实验模型

其中：1料罐，2手动插板阀，3料流调节阀，4中心喉管，5齿轮箱，6旋转溜槽，7炉体，8风口，9挡料板，10电动排料阀，11-1及11-2平台；

图2：为本发明冷布料实验模型三维料面测量装置的正视图；

其中：12固定盘，13-1固定盘角度刻度，14旋转圆盘，15-1旋转圆盘指针，16激光测距仪，17-1旋转圆盘上的手柄，18支柱，17-2支柱上的手柄，19圆盘底座，15-2支柱下端指针；

图3：为本发明冷布料实验模型三维料面测量装置圆盘底座的A视图；

其中：13-2圆盘底座角度刻度

图4：为本发明冷布料实验模型三维料面测量装置的测量图；

其中：6旋转溜槽，20料面，21炉身；

图5：为应用本发明测量料面的结果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明在布料实验结束后进行测量，该实验设备如图1所示。该设备基于实际高炉按照1:15的比例缩小制作而成。

一种冷布料实验模型三维料面测量装置，包括：小型激光测距仪16，旋转圆盘14，固定盘12，支柱18，以及圆盘底座19。

所述的小型激光测距仪16的量程视基准点到料面的距离而定，精度视颗粒粒度大小相对于高炉炉喉半径而定；激光测距仪固定在旋转圆盘上，且激光发射源的中心和旋转圆盘的中心重合，在激光测距仪发射源方向固定有一指针，

该指针指向固定盘12上的刻度13，便于测量过程中读数。

所述的旋转圆盘14，其特征在于旋转圆盘14和固定盘12保持平行，旋转圆盘3和固定盘12的中心有一螺母使两个盘连接在一起。当螺母拧紧，旋转圆盘位置固定；当螺母拧松，通过转动旋转圆盘上的手柄17-1可以使旋转圆盘相对固定盘旋转。

所述的固定盘12，其特征在于固定盘圆周方向上从0°到360°均匀地刻上刻度13-1，其中0°方向处于正下方，角度逆时针依次增大。固定盘和旋转圆盘之间留有一定距离，保证旋转圆盘能够顺利转动。

所述的支柱18，其特征在于支柱上端和固定盘焊接在一起，且支柱中间有一手柄17-2，支柱下端中心和圆盘底座中心通过螺母进行连接。当螺母拧紧，整个旋转圆盘和固定盘在圆盘底座上的方向固定；当螺母拧松，通过旋转手柄可使旋转圆盘和固定盘一起相对于圆盘底座进行旋转。支柱的下端有一指针15-2，且指针方向与旋转圆盘在同一平面，在旋转过程中该指针指向圆盘底座上的刻度13-2。

所述圆盘底座19，其特征在于圆盘底座为一规整的圆形，圆盘底座具有一定的厚度和重量，且底面平整，使整个测量装置保持稳定，圆盘底座圆周方向上均匀刻有0°到360°的刻度，其中0°，90°,180°,270°分别与方向东，南，西，北对应。

参照图4，使用该简易测量装置进行的测量方法如下：

1.在炉喉直径方向上，选择测量基准点B，将圆盘底座中心与B点重合，用尺子测量基准点到炉喉直径的垂直距离BC，以及水平距离AC。测量旋转圆盘中心L到基准点B的距离LB，以及炉喉半径AO。

2.拧松圆盘底座上的螺母，转动支柱上的手柄，使旋转圆盘与炉喉直径所在平面AOP处于同一个平面。固定拧紧螺母，读取圆盘底座上的刻度13-2，即为测量的方向。

3.拧松旋转圆盘上的螺母，打开激光测距仪，并转动旋转圆盘上的手柄，使激光测距仪射向炉喉料面的Q点，记录指针所指的角度θ，并记录测距仪显示的距离LQ。

4.转动旋转圆盘，使激光测距仪在料面中心P点到炉墙R点之间多个点进行扫瞄，并记录指针所指的角度和测量的距离。

5.将测量结果转换成测量点的坐标：如图3所示，以XOY为坐标系，设QE的长度为m，QF的长度为n，Q点的坐标为（m,-n）。则有，n＝CD＝LQ*sinθ-LB-BC，m＝LF*cosθ-AC-AO。并将各个测量点的坐标描绘出来，可以得到料面形状的分布图。

6.在另一个炉喉直径方向上，重复以上操作，可以得到不同方向上料面形状的分布图。

测量结果如图5所示，本发明成功解决了空间受限，且有污染的实验环境的多个方向上料面测量。本发明还可以应用到实际高炉休风时料面的测量，同时还可推广至其他类似情况下的形状测量。

以上实施例仅用于说明本发明的内容，除此之外，本发明还有其他实施方式。但是，凡采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高炉冷布料实验模型三维料面测量装置，其特征在于：该测量装置包括激光测距仪，旋转圆盘，固定盘，支柱，以及圆盘底座，所述的激光测距仪固定在旋转圆盘上，所述的支柱上端与固定盘固定连接，固定盘下端与圆盘底座使用螺母连接。 

2.根据权利要求书1所述的高炉冷布料实验模型三维料面测量装置，其特征在于：旋转圆盘上设有指针，指针方向和激光测距仪发射方向一致，且激光发射源的中心和旋转圆盘的中心重合。 

3.根据权利要求书1所述的高炉冷布料实验模型三维料面测量装置，其特征在于：旋转圆盘上有一手柄，转动手柄使圆盘旋转。 

4.根据权利要求书1所述的高炉冷布料实验模型三维料面测量装置，其特征在于：固定盘圆周方向上有角度刻度。 

5.根据权利要求书1所述的高炉冷布料实验模型三维料面测量装置，其特征在于：支柱中间设有一手柄，转动支柱上的手柄使旋转圆盘和固定盘一起相对于圆盘底座进行旋转。 

6.根据权利要求1所述的高炉冷布料实验模型三维料面测量装置，其特征在于：支柱下端设有指针。 

7.根据权利要求书1所述的高炉冷布料实验模型三维料面测量装置，其特征在于：圆盘底座的中心和支柱的中心重合，圆盘底座圆周方向上有刻度。 

8.根据权利要求1所述的高炉冷布料实验模型三维料面测量装置的应用方法，其特征在于，该方法为： 

（1）在炉喉直径方向上，选择测量基准点B，将圆盘底座中心与B点重合，用尺子测量基准点到炉喉直径的垂直距离BC，以及水平距离AC，测量旋转圆盘中心L到基准点B的距离LB，以及炉喉半径AO； 

（2）转动支柱上的手柄，使旋转圆盘与炉喉直径所在平面AOP处于同一个平面，读取圆盘底座上的角度刻度，即为测量的方向； 

（3）打开激光测距仪，并转动旋转圆盘上的手柄，使激光测距仪射向炉喉料 面的Q点，记录指针所指的角度θ，并记录测距仪显示的距离LQ； 

（4）转动旋转圆盘，使激光测距仪在料面中心P点到炉墙R点之间多个点进行扫瞄，并记录指针所指的角度和测量的距离； 

（5）将测量结果转换成测量点的坐标：以XOY为坐标系，设QE的长度为m，QF的长度为n，Q点的坐标为（m，-n）。则有，n＝CD＝LQ*sinθ-LB-BC，m＝LF*cosθ-AC-AO，并将各个测量点的坐标描绘出来，可以得到料面形状的分布图； 

（6）在另一个炉喉直径方向上，重复步骤（1）～（5）操作，可以得到不同方向上料面形状的分布图。