專利名稱：一種無料鐘高爐開爐裝料測量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于無料鐘高爐開爐裝料時料面形狀的測量方法及測量裝置。
背景技術(shù)：
裝料是高爐生產(chǎn)過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，爐內(nèi)爐料的初始分布狀況直接影響高爐的順行與長壽。由于高爐生產(chǎn)的連續(xù)性和密閉性，目前人們很難觀測到生產(chǎn)過程中的料面形狀，只能進行局部定點測量。因此，人們普遍利用開爐裝料過程對料面形狀進行全面測量，以此來掌握裝料設(shè)備的布料規(guī)律，指導高爐生產(chǎn)操作。尤其是對于無料鐘高爐，由于溜槽傾角對爐料落點的影響更大，必須在開爐裝料過程中對不同工藝條件下的料面形狀進行實地測量，用實測結(jié)果來調(diào)整溜槽的傾角角度，使其能夠滿足高爐生產(chǎn)的要求。
目前已知技術(shù)的料面形狀測量方法大多為傳統(tǒng)的人工方法或攝影攝像法。
鞍鋼、武鋼等企業(yè)一直使用的傳統(tǒng)人工方法是預先在爐喉徑向上安裝1～3根橫梁，橫梁上帶有一定間距的垂鏈，在布料過程中，通過觀測垂鏈的擺動程度來判斷爐料的落點，每批爐料布完后，再由測量人員進入爐內(nèi)對料面形狀進行實地測量。見文獻“11號高爐串罐無料鐘布料實踐”，《鞍鋼11號高爐開爐實踐》，沈陽，遼寧科學技術(shù)出版社，1992年8月，P169～183；“武鋼新3號高爐開爐裝料實測”，《武鋼煉鐵四十年(1958～1998)》，武漢，華中理工大學出版社，1998年9月，P371～379。
《鋼鐵》第38卷第3期(2003年3月)8～12頁“串罐無料鐘料流軌跡與寬度測定及其分析”介紹的方法是在布料前把兩根剛刷白漆的測量桿放置在位于爐喉部位、標高分別為零料線和1.5m料線兩層徑向且相互錯開的支架上，布料結(jié)束后取出橫梁，觀測爐料在橫梁上油漆的碰撞點的密集程度，判斷爐料落點，得到料流分布規(guī)律。
申請?zhí)?0109470的發(fā)明專利申請公開說明書介紹的方法是預先在爐內(nèi)設(shè)置用圓鋼焊接的十字空間網(wǎng)架，以此網(wǎng)架作為測量空間坐標參照系，然后采用攝影和攝像設(shè)備，在開爐裝料的同時在線連續(xù)攝取料流軌跡和料面以十字網(wǎng)架為背景的圖像，通過計算機對獲取的圖像進行處理，得出開爐裝料過程中的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)，進而得到高爐布料規(guī)律。
傳統(tǒng)的人工測量等方法，需要在爐內(nèi)安裝輔助裝置，而且還需要測量人員進入爐內(nèi)，即耗費大量材料，又耗費大量的人力，而且由于爐內(nèi)輔助裝置的存在和測量人員的進入會對料面的原始形狀帶來擾動，影響測量的準確性。測量過程比較復雜、繁瑣，作業(yè)環(huán)境惡劣，測量時間長。
新的攝影攝像法雖然不需要測量人員進入爐內(nèi)，但仍然需要在爐內(nèi)安裝輔助裝置，同樣需要消耗大量材料，布料過程中對料流的擾動難以避免，而且由于攝影攝像設(shè)備的拍攝角度有限，容易造成視覺誤差。測量過程也比較復雜、繁瑣，測量時間較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述已有方法存在的爐內(nèi)輔助測量裝置對料流擾動的問題，提供一種無料鐘高爐開爐裝料測量方法及裝置，以便節(jié)省了制作和安裝輔助測量裝置的物力和人力，提高測量精度，擴大測量區(qū)域，進而縮短測量時間，提高測量工作的效率，使高爐盡早送風點火。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種無料鐘高爐開爐裝料測量方法，其特征在于利用激光測距技術(shù)經(jīng)過人孔測量出料面到測量點的距離，同時測量出激光束的入射角度，并且根據(jù)需要依此方法對料面的其它各點進行測量，然后將被測各個點所對應(yīng)的距離和角度輸入計算機，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系計算出垂直料線，最終繪制出料面形狀。
本發(fā)明用于實現(xiàn)上述測量方法的測量裝置主要包括激光測距儀、刻度盤和安裝支架組成。安裝支架由底座、安裝在底座上的立柱和連接在立柱上的懸臂組成。刻度盤垂直安裝在懸臂上，激光測距儀通過軸安裝在刻度盤上，并且激光測距儀的光束起點與刻度盤的中心點重合。另外，本發(fā)明的無料鐘高爐開爐裝料的測量裝置，其支架上的立柱與懸臂之間可以采用軸套連接，而且還可以在立柱上位于軸套附近水平安裝一個刻度盤。
本發(fā)明與已有方法相比具有顯著的進步，主要表現(xiàn)在以下優(yōu)點和效果a.利用三角法原理與激光測距技術(shù)相結(jié)合，來對料面形狀進行全方位在線掃描測量。
b.避免了在爐內(nèi)安裝輔助裝置，避免了測量人員進入爐內(nèi)作業(yè)，即節(jié)省物力人力，又不對料面造成任何干擾，測量范圍可以覆蓋整個料面，測量數(shù)據(jù)準確、可靠。
c.測量過程與裝料過程同步進行，安全、方便、高效、快捷。
d.測量時間大大縮短，能夠使高爐盡早送風點火，并迅速達產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明一種無料鐘高爐開爐裝料測量方法及裝置示意圖；圖2為本發(fā)明一種無料鐘高爐開爐裝料測量裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
如圖1所示，測量前先根據(jù)標高在爐頂大人孔下沿確定好基準點，然后將測量支架3固定，再參照爐喉鋼磚旋轉(zhuǎn)支架橫梁，對準爐喉直徑方向后將其鎖定，打開刻度盤4上的激光測距儀5的開關(guān)，旋轉(zhuǎn)其角度，從爐墻2的一端開始掃描到另一端。同時記錄激光測距儀5測量出的距離和刻度盤上對應(yīng)的角度。一個直徑方向測量完畢以后可以將測量裝置轉(zhuǎn)換到下一個基準點用同樣的方法測量出不同直徑方向的數(shù)據(jù)。也可以在一個已確定好的基準點通過旋轉(zhuǎn)支架橫梁3，調(diào)整到下一個位置進行測量，分別測量出測量點的距離及與水平面的夾角，再借助不同的參照物或利用測量裝置所測量出的激光束與測距儀所對應(yīng)直徑方向所在垂直面的夾角確定出測量點的位置。最后將數(shù)據(jù)輸入計算機，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系計算出垂直料線，繪制出爐料1的表面形狀。
如圖1、2，一種無料鐘高爐開爐裝料測量裝置主要包括激光測距儀5、刻度盤4和安裝支架3組成。安裝支架3由底座31、安裝在底座上的立柱32和連接在立柱上的懸臂33組成；刻度盤4垂直安裝在懸臂33上，激光測距儀5通過軸安裝在刻度盤4上，并且使激光測距儀5的光束起點與刻度盤4的中心點重合，這樣可以使激光測距儀5在垂直的刻度盤面上繞著軸轉(zhuǎn)動，以便對料面上某直徑方向上的點進行測量。一個直徑方向測量完畢以后可以通過將測量裝置轉(zhuǎn)換到不同的基準點測量出更多不同的直徑方向的數(shù)據(jù)。另外，為了不移動測量裝置，一方面，支架上的立柱32與懸臂33之間通過軸套34連接，懸臂通過圍繞立柱的轉(zhuǎn)動進行水平方向的調(diào)整，以便對不同徑向上的點進行測量，但仍需借助爐內(nèi)的物體作參照物；另一方面，還可以在立柱上位于軸套附近水平安裝一個刻度盤35，便于在特殊情況下對料面上的任意點進行測量，此時水平刻度盤35用于確定測量點的方向。本發(fā)明的激光測距儀的量程是0.2m～200m。
權(quán)利要求
1.一種無料鐘高爐開爐裝料測量方法，其特征在于利用激光測距技術(shù)經(jīng)過人孔測量出料面到測量點的距離，同時測量出激光束的入射角度，并且根據(jù)需要依此方法對料面的其它各點進行測量，然后將被測各個點所對應(yīng)的距離和角度輸入計算機，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系計算出垂直料線，最終繪制出料面形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無料鐘高爐開爐裝料測量方法，其特征在于在爐頂人孔周圍選定一個基準面，將激光測距儀固定在基準面上，測量出激光測距儀正投影所在的料面直徑上的若干點到測量點的距離，同時測量出每個點所對應(yīng)的激光束與水平面的夾角，然后根據(jù)需要將激光測距儀固定在基準面上的其它位置，并依此方法對料面其它直徑上的各點進行測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無料鐘高爐開爐裝料測量方法，其特征在于在爐頂人孔周圍選定一點，將激光測距儀固定在上面，測量出料面上的若干點到測距儀的距離，同時測量出每個點所對應(yīng)的激光束與測距儀所對應(yīng)的直徑方向的水平夾角及激光束與水平面的夾角。
4.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種無料鐘高爐開爐裝料測量方法的測量裝置，其特征在于主要包括激光測距儀(5)、刻度盤(4)和安裝支架(3)組成；安裝支架(3)由底座(31)、安裝在底座(31)上的立柱(32)和連接在立柱(32)上的懸臂(33)組成；刻度盤(4)垂直安裝在懸臂(33)上，激光測距儀(5)通過軸安裝在刻度盤(4)上，并且激光測距儀的光束測量起始點與刻度盤的中心點重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無料鐘高爐開爐裝料的測量裝置，其特征在于支架上的立柱(32)與懸臂(33)之間通過軸套(34)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無料鐘高爐開爐裝料的測量裝置，其特征在于在立柱上位于軸套附近水平安裝一個刻度盤(35)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無料鐘高爐開爐裝料測量方法，利用激光測距技術(shù)經(jīng)過人孔測量出料面到測量點的距離，同時測量出激光束的入射角度，并且根據(jù)需要依此方法對料面的其它各點進行測量，然后將被測各個點所對應(yīng)的距離和角度輸入計算機，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系計算出垂直料線，最終繪制出料面形狀，同時還提供了用于實現(xiàn)該測量方法的主要包括激光測距儀、刻度盤和安裝支架組成測量裝置。避免了因測量人員進入爐內(nèi)作業(yè)或在爐內(nèi)安裝輔助裝置而對料面造成的干擾，測量范圍可以覆蓋整個料面，測量數(shù)據(jù)準確、可靠。具有安全、方便、高效、快捷等優(yōu)點。
文檔編號C21B7/24GK1966729SQ200510047759
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者王再義, 邢本策, 王相力, 郭天永, 朱建偉, 尚策 申請人:鞍鋼股份有限公司, 鞍鋼集團新鋼鐵有限責任公司