CN115451841A - 一种钢包工作层厚度测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钢包工作层厚度测量装置及方法，涉及钢包工作层厚度测量领域，采用的方案是：包括靠杆，靠杆包括工作端，工作端用于与钢包永久层相贴，靠杆上设置有连接件，靠杆与连接件之间的夹角为a1，a1与钢包包壁与竖直方向夹角a2互为补角，连接件上设置有测量杆，测量杆与靠杆平行，测量杆的下端同轴线设置有激光发射器，激光发射器能够向钢包底部发射激光且产生光斑，测量杆到靠杆的距离能够调整；连接件设置有刻度。本发明能够代替扫描仪器进行测量，测量方便，结果准确，投入成本较低。

Description

一种钢包工作层厚度测量装置及方法
技术领域
本发明涉及钢包工作层厚度测量领域，尤其涉及一种钢包工作层厚度测量装置及方法。
背景技术
钢包又称钢水包、盛钢桶和大包等，是用于盛钢水的，并且在钢包中还要对钢水进行精炼处理等工艺操作，钢水包是由外壳、内衬和注流控制机构三部分组成的，钢包的包壁向内侧倾斜，钢包的包壁与竖直方向存在夹角a2，钢包的内衬是由保温层、永久层和工作层组成的，保温层靠近钢包外壁，厚度约为10-15mm，主要是用于减少热量损失，常采用石棉板砌筑，为了防止钢水将钢包烧穿，在保温层内还有一层永久层，其厚度约为30～60mm，工作层靠近永久层，工作层直接和钢水、渣接触，它会直接受到炉渣化学侵蚀、机械冲刷和急冷急热的作用，容易产生剥落，钢包的寿命就与这一层的质量有关，工作层中最先变薄的位置在于钢包渣线的位置，此位置长时间和钢水和炉渣接触，受到的侵蚀时长最长，如果此位置厚度不合格，则造成钢水穿包这样的恶性事故，钢包下线检修时，需要快速测量该位置工作层厚度，便于发现工艺上、材质上的问题；现有技术中测量钢包工作层厚度方式为采用固定式或移动式扫描仪器，通过扫表数据与建模数据对比，计算得出钢包工作层厚度，此种方法受测量环境、操作细节等影响较大，而且设备投用费用较高，经济性差。
因此，针对上述现有技术存在的现状，研发一种钢包工作层厚度测量装置及方法是急需解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种钢包工作层厚度测量装置及方法，测量方便，结果准确，投入成本较低。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种钢包工作层厚度测量装置，包括靠杆，所述靠杆包括工作端，所述工作端用于与钢包永久层相贴，所述靠杆上设置有连接件，所述靠杆与所述连接件之间的夹角为a1，a1与钢包包壁和竖直方向夹角a2互为补角，所述连接件上设置有测量杆，所述测量杆与所述靠杆平行，所述测量杆的下端同轴线设置有激光发射器，所述激光发射器能够向钢包底部发射激光且产生光斑，所述测量杆到所述靠杆的距离能够调整；所述连接件设置有刻度。通过测量杆和连接件得知测量杆到永久层的距离，通过激光发射器得知测量杆到工作层的距离，通过取这两个距离的差值得知工作层的厚度，本装置利用了平行四边形原理进行测量，通过靠杆、连接件、测量杆的配合代替高精端的测量设备，操作方便，受人为和环境因素影响小，测量效率高，经济性较好。
进一步的，所述连接件为连接板，所述连接板的延伸方向与所述靠杆的夹角为a1，所述连接板上设置有所述刻度，所述工作端对应所述刻度上的零刻度线，所述测量杆上设置有矩形孔，所述矩形孔贯穿所述测量杆，所述矩形孔的长度方向沿所述测量杆的轴线方向，所述矩形孔与所述连接板间隙配合，所述连接板远离所述工作端的一端设置有限位块。通过矩形孔使测量杆能够在连接板上移动并保持与靠杆平行，获得测量杆到永久层的距离，方便操作，测量效率进一步提高。
进一步的，所述测量杆上端设置有螺孔，所述螺孔内设置有锁定螺杆，所述锁定螺杆能够与所述连接板上端面抵接。通过锁定螺杆实现锁定，调整好测量杆后避免其受外力移动，保证测量精度。
进一步的，所述连接件为钢卷尺，所述钢卷尺包括壳体和尺条，所述壳体设置在所述靠杆上且与所述工作端相邻，所述尺条的伸缩方向与所述靠杆的夹角为a1，所述测量杆与所述尺条的端部连接，所述测量杆靠近所述靠杆的一侧对应所述尺条的零刻度线，当处于非测量状态时，所述测量杆与所述靠杆相贴。一方面，通过钢卷尺扩大量程，另一方面通过钢卷尺实现测量杆与靠杆距离的调整，调整方便，并且在不需要测量的时候还能将尺条实现收纳，减少空间占用，方便存放。
进一步的，所述钢卷尺还包括锁定器，所述锁定器设置在所述壳体上。能够通过锁定器将测量杆调整好的位置锁定，避免其受外力移动，保证测量精度。
一种钢包工作层厚度测量方法，采用上述的钢包工作层厚度测量装置，包括以下步骤：
S01：将所述靠杆工作端与永久层相贴；
S02：调整所述测量杆在所述连接板上位置并锁定，使所述激光发射器产生的光斑能够落在钢包底部，并记录所述测量杆对应的刻度数值Y；
S03：使用卷尺测量光斑到工作层的距离X；
S04：计算工作层厚度D。利用了平行四边形原理进行测量，代替高精端的测量设备，操作方便，受人为和环境因素影响小，测量效率高，经济性较好。
进一步的，在所述S01中，将永久层与所述靠杆接触的位置打磨平整。避免永久层不平整影响检测精度。
进一步的，在所述S02中，数值Y为所述测量杆靠近所述靠杆的一侧对应的刻度数值。
进一步的，在所述S04中，工作层厚度的计算公式为：
D＝Y+r-X
r为所述测量杆的半径。避免测量杆半径对测量精度的影响，进一步提高测量准确性。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本方案提供了一种钢包工作层厚度测量装置及方法，通过测量杆和连接件得知测量杆到永久层的距离，通过激光发射器得知测量杆到工作层的距离，通过取这两个距离的差值得知工作层的厚度，本装置利用了平行四边形原理进行测量，代替高精端的测量设备，操作方便，受人为和环境因素影响小，测量效率高，经济性较好；通过矩形孔使测量杆能够在连接板上移动并保持与靠杆平行，获得测量杆到永久层的距离，方便操作，测量效率进一步提高；通过锁定螺杆实现锁定，调整好测量杆后避免其受外力移动，保证测量精度；通过钢卷尺实现测量杆与靠杆距离的调整，调整方便，并且在不需要测量的时候还能将尺条实现收纳，减少空间占用，方便存放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式一的结构示意图。
图2为本发明具体实施方式一的原理示意图。
图3为本发明具体实施方式二中的结构示意图。
图中，1、靠杆，2、连接板，5、锁定螺杆，6、测量杆，7、限位块，8、激光发射器，9、钢卷尺，10、锁定器，12、工作层，13、永久层。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
具体实施方式一
如图1所示，本具体实施方式提供了一种钢包工作层厚度测量装置，包括靠杆1、连接件和测量杆6；靠杆1横截面为矩形，靠杆1包括工作端，工作端用于与钢包永久层相贴，与工作端相对的一端过螺栓连接有连接件，连接件采用连接板2，连接板2的一端与靠杆1轮栓连接，连接板2上设置有刻度，工作端对应刻度上的零刻度线，靠杆1与连接板2之间的夹角为a1，a1与钢包包壁与竖直方向夹角a2互为补角；连接板2上可移动地设置有测量杆6，测量杆6与靠杆1平行，测量杆6上设置有矩形孔，矩形孔贯穿测量杆6，矩形孔的长度方向沿测量杆6的轴线，矩形孔的长度方向与连接板2的延伸方向的夹角与a1相同，矩形孔的上下两个面均与连接板2上下端面平行，矩形孔与连接板2间隙配合以保证测量杆6与靠杆1保持平行状态，连接板2远离工作端的一端设置有限位块7防止测量杆6脱离连接板2；测量杆6上端设置有螺孔，螺孔内设置有锁定螺杆5，锁定螺杆5与测量杆6同轴线设置，锁定螺杆5与连接板2接触的端面与连接板2上端面平行，通过锁定螺杆5实现锁定，调整好测量杆6后避免其受外力移动，保证测量精度；锁定螺杆5能够与连接板2上端面抵接，测量杆6的下端同轴线设置有激光发射器8，激光发射器8能够向钢包底部发射激光且产生光斑。
本具体实施方式还提供了一种钢包工作层厚度测量方法，采用上述的钢包工作层厚度测量装置，包括以下步骤：
S01：将靠杆1工作端与永久层相贴；
S02：调整测量杆6在连接板2上位置，使激光发射器8产生的光斑能够落在钢包底部，调整后旋转锁定螺杆5锁定测量杆，并记录测量杆6对应的刻度数值Y；
S03：使用卷尺测量光斑到工作层的距离X；
S04：计算工作层厚度D。
其中，在S01中，将永久层与靠杆接触的位置打磨平整，以避免靠杆1无法与永久层贴合影响测量精度；在S02中，数值Y为测量杆6靠近靠杆1的一侧对应的刻度数值；在S04中，工作层厚度的计算公式为：
D＝Y+r-Xr为测量杆6的半径，以避免测量杆6半径对测量精度的影响。
如图2所示，本测量装置和测量方法的原理为：
通过连接板2上的刻度可以获得测量杆6到永久层的距离Y，测量光斑到工作层的距离X，二者差值即为工作层厚度D；实际上，X中为光斑中心即测量杆6轴线位置到工作层距离，但Y不包含测量杆6半径，为了提高测量精度，将Y与测量杆6的半径的数值进行取和，再取差值。
具体实施方式二
如图3所示，本具体实施方式与具体实施方式一中的钢包工作层厚度测量装置结构基本相同，区别在于：连接件采用钢卷尺9，在本具体实施方式中，钢卷尺9型号为HILOCK-1320，钢卷尺9包括壳体、尺条和锁定器10，壳体通过螺栓设置在靠杆1上且与工作端相邻，螺栓设置有两个能够防止钢卷尺9转动，尺条的伸缩方向与靠杆1的夹角与a1相同，测量杆6与尺条的端部连接，钢卷尺9的零刻度线与测量杆6的轴线夹角与a2相同，当处于非测量状态时，测量杆6与靠杆1相贴，锁定器10设置在壳体开口处能够锁定尺条避免测量杆6移动；一方面，通过钢卷尺9扩大量程，另一方面通过钢卷尺9实现测量杆6与靠杆1距离的调整，调整方便，并且在不需要测量的时候还能将尺条实现收纳，减少空间占用，方便存放。
使用该测量装置对钢包工作层厚度测量的方法为：
S01：将靠杆1工作端与永久层相贴；
S02：拉动测量杆6，调整测量杆6与靠杆1的距离，使激光发射器8产生的光斑能够落在钢包底部，并记录靠杆1上与工作端相对的一端对应的刻度数值L；
S03：使用刻度尺测量光斑到工作层的距离X；
S04：计算工作层厚度D，D＝L+H+r-X，H为靠杆1沿尺条伸出方向的宽度；实际上由于L不包含靠杆1宽度，因此L与H取和后才为测量杆6到永久层的距离，所以为了提高测量精度，将二者先取和，再与测量杆6的半径r取和进行计算。
从以上具体实施方式中可以看出本发明具有以下有益效果：
1、通过测量杆6和连接件得知测量杆6到永久层的距离，通过激光发射器8得知测量杆6到工作层的距离，通过取这两个距离的差值得知工作层的厚度，本装置利用了平行四边形原理进行测量，代替高精端的测量设备，操作方便，受人为和环境因素影响小，测量效率高，经济性较好。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等(如果存在)是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种钢包工作层厚度测量装置，其特征在于：包括靠杆(1)，所述靠杆(1)包括工作端，所述工作端用于与钢包永久层相贴，所述靠杆(1)上设置有连接件，所述靠杆(1)与所述连接件之间的夹角为a1，a1与钢包包壁和竖直方向夹角a2互为补角，所述连接件上设置有测量杆(6)，所述测量杆(6)与所述靠杆(1)平行，所述测量杆(6)的下端同轴线设置有激光发射器(8)，所述激光发射器(8)能够向钢包底部发射激光且产生光斑，所述测量杆(6)到所述靠杆(1)的距离能够调整；所述连接件设置有刻度。
2.如权利要求1所述的钢包工作层厚度测量装置，其特征在于，所述连接件为连接板(2)，所述连接板(2)的延伸方向与所述靠杆(1)的夹角为a1，所述连接板(2)上设置有所述刻度，所述工作端对应所述刻度上的零刻度线，所述测量杆(6)上设置有矩形孔，所述矩形孔贯穿所述测量杆(6)，所述矩形孔的长度方向沿所述测量杆(6)的轴线方向，所述矩形孔与所述连接板(2)间隙配合，所述连接板(2)远离所述工作端的一端设置有限位块(7)。
3.如权利要求2所述的钢包工作层厚度测量装置，其特征在于，所述测量杆(6)上端设置有螺孔，所述螺孔内设置有锁定螺杆(5)，所述锁定螺杆(5)能够与所述连接板(2)上端面抵接。
4.如权利要求1所述的钢包工作层厚度测量装置，其特征在于，所述连接件为钢卷尺(9)，所述钢卷尺(9)包括壳体和尺条，所述壳体设置在所述靠杆(1)上且与所述工作端相邻，所述尺条的伸缩方向与所述靠杆(1)的夹角为a1，所述测量杆(6)与所述尺条的端部连接，所述测量杆(6)靠近所述靠杆(1)的一侧对应所述尺条的零刻度线，当处于非测量状态时，所述测量杆(6)与所述靠杆(1)相贴。
5.如权利要求4所述的钢包工作层厚度测量装置，其特征在于，所述钢卷尺(9)还包括锁定器(10)，所述锁定器(10)设置在所述壳体上。
6.一种钢包工作层厚度测量方法，其特征在于，采用如权利要3所述的钢包工作层厚度测量装置，包括以下步骤：
S01：将所述靠杆工作端与永久层相贴；
S02：调整所述测量杆在所述连接板上位置并锁定，使所述激光发射器产生的光斑能够落在钢包底部，并记录所述测量杆对应的刻度数值Y；
S03：使用卷尺测量光斑到工作层的距离X；
S04：计算工作层厚度D。
7.如权利要求6所述的钢包工作层厚度测量方法，其特征在于，在所述S01中，将永久层与所述靠杆接触的位置打磨平整。
8.如权利要求7所述的钢包工作层厚度测量方法，其特征在于，在所述S02中，数值Y为所述测量杆靠近所述靠杆的一侧对应的刻度数值。
9.如权利要求8所述的钢包工作层厚度测量方法，其特征在于，在所述S04中，工作层厚度的计算公式为：
D＝Y+r-X
r为所述测量杆的半径。
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