TWI564395B - Skew Detection Method for Blast Furnace - Google Patents

Description

高爐爐體偏斜檢測方法

本發明係關於一種高爐檢測方法，特別係關於一種高爐爐體偏斜檢測方法。

高爐煉鐵因具備高效率與高產能的優勢，長期以來一直是生產鐵水之主要製程。現今的高爐內容積動輒大於3000立方米，因此可視為一個巨大的高溫、高壓反應系統。

在高爐煉鐵製程中，含鐵原料與焦炭(還原劑)經由佈料槽分批加入爐內，並在高爐內形成不同礦焦比分佈之料層。在加料過程中，爐頂佈料槽會依據不同設定之角度，以爐中心為軸心旋轉下料，以確保料層在圓周上的分佈為對稱狀態。一旦料面出現嚴重之圓周不平衡，高爐爐氣流動與吃料會出現不均勻的現象，並直接影響高爐之生產效率。

由於高爐長期處在高溫、高壓下操作，爐體與下料系統可能會因此出現偏斜與偏移，進而影響到料層的圓周均勻性。故有必要對高爐爐體進行偏斜檢測，惟目前並無評估高爐爐體偏斜之有效方法。

因此，有必要提供一創新且具進步性之高爐爐體偏斜檢測方法，以解決上述問題。

本發明提供一種高爐爐體偏斜檢測方法，包括以下步驟：提供一高爐爐體及一測距裝置，該高爐爐體設置於一高爐基地上，且該高 爐爐體具有一爐內部、至少一鼓風口及一料面機械測錘，該鼓風口係連通該爐內部，該料面機械測錘係垂直於該高爐基地，該測距裝置係經由該鼓風口置入該爐內部；利用該測距裝置掃描該爐內部，以取得該爐內部之一輪廓數據群；將該輪廓數據群與一高爐原始設計機械圖疊合，以使該輪廓數據群與該高爐原始設計機械圖定位在同一座標上；利用該輪廓數據群找出一爐體中心線；及計算該爐體中心線與該料面機械測錘之平行度，以評估該高爐爐體是否偏斜。

本發明已在中鋼內部的多座高爐中建立評估實績，其對高爐爐體偏斜與下料位置的評估提供了一套標準的作業流程，且所得之評估結果可作為高爐作業人員維修的重要參考依據。

為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明所述目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。

10‧‧‧高爐爐體

11‧‧‧爐內部

12‧‧‧鼓風口

13‧‧‧料面機械測錘

14‧‧‧下料管

20‧‧‧測距裝置

30‧‧‧高爐基地

B1,B2,B3‧‧‧特徵區域

L‧‧‧爐體中心線

S11~S15‧‧‧步驟

圖1顯示本發明高爐爐體偏斜檢測方法之流程圖；圖2顯示本發明之方法中之一高爐爐體之剖面示意圖；圖3顯示本發明爐內部之輪廓數據群與料面機械測錘之數據群之分佈圖；圖4A至4C分別顯示圖2之特徵區域B1,B2,B3之量測剖面輪廓數據與原始設計剖面輪廓之真圓度比較圖；及圖5顯示本發明掃描高爐爐頂所得之橫剖面數據群分佈圖。

圖1顯示本發明高爐爐體偏斜檢測方法之流程圖。圖2顯示本發明之方法中之一高爐爐體之剖面示意圖。配合參閱圖1之步驟S11及圖2，提供一高爐爐體10及一測距裝置20。

該高爐爐體20設置於一高爐基地30上，且該高爐爐體10具有一 爐內部11、至少一鼓風口12、一料面機械測錘13及一下料管14。該鼓風口12及該下料管14係連通該爐內部11。該料面機械測錘13係垂直於該高爐基地30。

該測距裝置20係經由該鼓風口12置入該爐內部11。在本實施例中，該測距裝置20係為三維雷射測距裝置。

圖3顯示本發明爐內部之輪廓數據群與料面機械測錘之數據群之分佈圖。配合參閱圖1之步驟S12、圖2及圖3，利用該測距裝置20掃描該爐內部11，以取得該爐內部11之一輪廓數據群。在此步驟中，該測距裝置20另掃描該下料管14，以取得該下料管14之數據群。此外，該測距裝置20亦掃描該料面機械測錘13，以取得該料面機械測錘13之數據群作為垂直基準指標。

另外，在本實施例中，該輪廓數據群包括複數個剖面輪廓數據，且各該剖面輪廓數據具有一圓心點。

配合參閱圖1之步驟S13及圖2，將該輪廓數據群與一高爐原始設計機械圖疊合，以使該輪廓數據群與該高爐原始設計機械圖定位在同一座標上。在此步驟中，係可對該輪廓數據群之該等剖面輪廓數據進行一圓周性評估，該圓周性評估係包括比對該等剖面輪廓數據與原始設計剖面輪廓之真圓度，以確認該等剖面輪廓數據之圓周性是否符合原始設計。

配合參閱圖1之步驟S14及圖2，利用該輪廓數據群找出一爐體中心線L。在此步驟中，該爐體中心線L係依據至少二剖面輪廓數據之圓心點連線而成。

配合參閱圖1之步驟S15及圖2，計算該爐體中心線L與該料面機械測錘13之平行度，以評估該高爐爐體10是否偏斜。在此步驟中，亦可檢視該爐體中心線L是否通過該下料管14之量測數據群之中心位置，以評估該下料管14之位置是否偏移。

茲以下列實例予以詳細說明本發明，唯並不意謂本發明僅侷限於此等實例所揭示之內容。

[發明例]

再參閱圖2，該測距裝置20掃描時，要求現場將爐頂之料面機械測錘13下降至20米位置，作為爐體垂直指標。填充料操作時，該測距裝置20安置於爐頂人孔進行料面量測。

該測距裝置20掃描後，選取特徵區域B1,B2,B3，將所得之輪廓數據群與高爐原始設計機械圖疊合，使輪廓數據群與機械圖安置在同一座標上。本發明例係選取爐腰與爐腹作為疊圖之依據，完成疊圖後則進行修補區域圓周性的評估。

參閱圖4A至4C，其係分別顯示圖2之特徵區域B1,B2,B3之量測剖面輪廓數據與原始設計剖面輪廓之真圓度比較圖。由圖4A至4C中，可發現3個噴補區域之量測剖面輪廓真圓度與原始設計剖面輪廓真圓度相吻合，確認噴補區域之圓周性符合原始設計。

在剖面輪廓之真圓度極佳的狀況下，可計算出剖面之圓心點(如圖4A、4B、4C中之圓心點)，並連結成為爐體中心線。如前所述，量測時要求將料面機械測錘放下，而此料面機械測錘必垂直於爐體基地，因此爐體中心線與料面機械測錘之平行度關係，即可作為爐體偏斜評估之依據。本發明例計算所得之爐體中心線與料面機械測錘之平行度佳，且在同一高程下，距離在3.5米，與高爐原設計測錘與爐中心距離一致，確認高爐爐體並未偏斜。

參閱圖5，其係顯示本發明掃描高爐爐頂所得之橫剖面數據群分佈圖。由圖5可知，爐體中心線(z方向)在x-y方向兩個座標軸通過分佈圖中圓形中心位置，而此圓形之數據群為高爐爐頂之下料管，其清楚顯示下料管之中心位在爐體中心線上，顯示下料系統在爐中心位置的設計並未因操作而偏移。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

S11~S15‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種高爐爐體偏斜檢測方法，包括以下步驟：(a)提供一高爐爐體及一測距裝置，該高爐爐體設置於一高爐基地上，且該高爐爐體具有一爐內部、至少一鼓風口及一料面機械測錘，該鼓風口係連通該爐內部，該料面機械測錘係垂直於該高爐基地，該測距裝置係經由該鼓風口置入該爐內部；(b)利用該測距裝置掃描該爐內部，以取得該爐內部之一輪廓數據群；(c)將該輪廓數據群與一高爐原始設計機械圖疊合，以使該輪廓數據群與該高爐原始設計機械圖定位在同一座標上；(d)利用該輪廓數據群找出一爐體中心線；及(e)計算該爐體中心線與該料面機械測錘之平行度，以評估該高爐爐體是否偏斜。
2. 如請求項1之高爐爐體偏斜檢測方法，其中步驟(a)之該測距裝置係為三維雷射測距裝置。
3. 如請求項1之高爐爐體偏斜檢測方法，其中步驟(b)另包括取得該料面機械測錘之數據群作為垂直基準指標。
4. 如請求項1之高爐爐體偏斜檢測方法，其中該高爐爐體具有一下料管，步驟(b)之該測距裝置另掃描該下料管，以取得該下料管之數據群。
5. 如請求項1之高爐爐體偏斜檢測方法，其中該輪廓數據群包括複數個剖面輪廓數據，步驟(c)另包括對該等剖面輪廓數據進行一圓周性評估，以確認該等剖面輪廓數據之圓周性是否符合原始設計。
6. 如請求項5之高爐爐體偏斜檢測方法，其中該圓周性評估係包括比對該等剖面輪廓數據與原始設計剖面輪廓之真圓度。
7. 如請求項1之高爐爐體偏斜檢測方法，其中該輪廓數據群包括複數個剖面輪廓數據，各該剖面輪廓數據具有一圓心點，步驟(d)之該爐體中心線係依據至少二剖面輪廓數據之圓心點連線而成。
8. 如請求項1之高爐爐體偏斜檢測方法，其中該高爐爐體具有一下料管，步驟(e)另包括檢視該爐體中心線是否通過該下料管之量測數據群之中心位置，以評估該下料管之位置是否偏移。