[發(fā)明專利]高爐變形量的觀測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210579264.8
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103114164A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙明山;李海兵;劉占;姜曉東;鄭義;徐炳寬;馬英;曹麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼集團工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: C21B7/24
• 分類號: C21B7/24;C21B5/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所 21224
• 代理人: 張群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煉鐵高爐基礎(chǔ)變形量測量領(lǐng)域，具體涉及一種高爐變形量的觀測方法。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，在鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)升級換代以及老高爐的改造過程中，需要對高爐的穩(wěn)定性，運營姿態(tài)進行分析，評價高爐的健康狀態(tài)，新建高爐檢測設(shè)計質(zhì)量、施工質(zhì)量以及生產(chǎn)運營時檢測高爐的的穩(wěn)定性、安全性。在正常生產(chǎn)運營時，分析高爐的狀態(tài)：如空載、滿載時的變形量，確定高爐的裝載量，保證生產(chǎn)安全，也可以用于老舊建構(gòu)筑物改造時評估它的穩(wěn)定性，分析利用價值。

以前測量高爐基礎(chǔ)的變形，由于測量儀器、理論、計算手段的限制，只能采用單獨的平面測量或高程測量來計算變形量。其中平面法是利用精密激光全站儀測量高爐立柱上下兩端圓拄的圓周坐標，同時測量上下兩端的長度，計算上下兩端的圓心坐標，用上下兩端的圓心坐標和長度計算支柱的傾斜度和傾斜方向。高程法是在吊車梁上選擇傾斜觀測點，利用精密水準儀測量傾斜觀測點之間的高差，用全站儀測量傾斜觀測點的坐標，計算傾斜觀測點間的長度和方位角，用高差和長度計算吊車梁的傾斜度。由于數(shù)據(jù)量太大，不能將兩種數(shù)據(jù)混合計算，另外由于測量儀器精度的限制，不能直接測量變化點，測量時間長、人工測量等因素都影響降低測量成果精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高爐變形量的觀測方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，完善測繪理論，將平面法和高程法兩種測量方法相結(jié)合，直接測量變形點，真實反應(yīng)高爐在某個時間段變化量，提高高爐基礎(chǔ)變形觀測的可靠性，提高更新改造的利用價值，優(yōu)化設(shè)計方案，評價運營的安全性，節(jié)約投資成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

高爐變形量的觀測方法，在體現(xiàn)高爐基礎(chǔ)變形的支柱和吊車梁上分別設(shè)置變形觀測點，作為反映爐體傾斜程度的變形觀測對象，借助于激光全站儀和水準儀，利用平面法和高程法分別測量，然后以兩者的平均值作為高爐的變形值，其具體操作步驟如下：

1）在地面上埋設(shè)控制點，每個控制點應(yīng)分別符合平面法和高程法的要求，平面法要求在一個導(dǎo)線點上最少可以觀測到一根支柱的上下兩端；高程法用來測量各支柱上下兩端的高程，用上下兩端的高程相減得到高差，這個高差就是上下觀測點之間的長度；

2）在控制點上對支柱分別按平面法和高程法進行測量，其中：

①平面法測量為二級導(dǎo)線精度，用一秒級全站儀觀測，測角一測回，測邊對向各測一測回，假設(shè)一點的坐標和這點到鄰近一點的方位角，形成一條閉合二等導(dǎo)線，對該導(dǎo)線平差計算，評定精度，得到各控制點的坐標；

②高程法測量為四等水準精度，用S5級水準儀進行四等水準測量，形成一條閉合四等水準路線，進行平差計算，評定精度，得到各控制點的高程；

3）用高于1秒級的激光全站儀，采用激光方式直接測量某支柱同一高度上的圓周表面坐標，用圓周表面坐標點任意組合計算出多于6個的圓心坐標，在這些圓心坐標中進行分析比較，保留6個數(shù)值比較集中，離散度較小的圓心坐標，將這6個圓心坐標取平均數(shù)作為圓支柱的圓心坐標，并計算中誤差，評價測量精度，用同一根支柱上下和兩個圓心坐標之間的長度計算支柱的傾斜度，四根圓支柱傾斜度的平均數(shù)就是平面法測量的高爐基礎(chǔ)的傾斜度；

4）在高爐平臺的吊車梁上設(shè)置變形觀測點；

5）在吊車梁上測量各變形觀測點的高差，以地面一個控制點的高程為基準，將該地面高程引測到吊車梁上，用二等精度水準儀往返測量吊車梁上的變形觀測點，將變形觀測點形成一條閉合水準路線，得到每個水準點的精密高差；將高差進行回歸計算，分析數(shù)據(jù)的離散度，并剔除異常數(shù)據(jù)；

用全站儀測量變形觀測點的坐標，計算變形觀測點間的距離和方位角，用高差和距離計算吊車梁的傾斜度；

最后用變形觀測點之間的高差和距離計算出吊車梁的傾斜度，這個傾斜度就是體現(xiàn)高爐基礎(chǔ)的傾斜度；

6）將兩種數(shù)據(jù)取其平均值作為最終的高爐傾斜變化量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1）在各鋼鐵企業(yè)技術(shù)改造中，為了節(jié)約成本，減少投資，對原高爐基礎(chǔ)穩(wěn)定性進行評估非常必要，具有重要的實際指導(dǎo)意義。

2）在高爐正常生產(chǎn)運營中，高爐基礎(chǔ)變形測量提供的可靠的變形數(shù)據(jù)，也可以為高爐優(yōu)化設(shè)計提供參考，為生產(chǎn)運行、管理、維護和維修提供可靠根據(jù)。

3）本發(fā)明能在短時間內(nèi)同時測量同一根立柱的上下兩端圓心坐標，可以有效地抵消工作基點、儀器設(shè)站的誤差，減少環(huán)境、氣壓、溫度、大氣折光對測量的影響。