[發(fā)明專(zhuān)利]一種保證高爐料面穩(wěn)定監(jiān)測(cè)的相控陣?yán)走_(dá)測(cè)量結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410705450.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104404188A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳令坤;胡正剛;尹騰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21B7/24
• 分類(lèi)號(hào): C21B7/24
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 王和平;陳懿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高爐檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種保證高爐料面穩(wěn)定監(jiān)測(cè)的相控陣?yán)走_(dá)測(cè)量結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

一、高爐背景

高爐是一個(gè)在高溫高壓條件下冶煉生鐵的密閉逆流反應(yīng)器。目前，工長(zhǎng)通過(guò)常規(guī)的溫度、壓力、流量和煤氣成分等檢測(cè)結(jié)果來(lái)判斷爐況、操作高爐。影響高爐冶煉過(guò)程的因素錯(cuò)綜復(fù)雜，這種間接和經(jīng)驗(yàn)的判斷往往會(huì)出現(xiàn)偏差和延誤，影響高爐穩(wěn)定順行。對(duì)工長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，目前高爐仍然是一個(gè)黑匣子。

從上世紀(jì)70年代末日本進(jìn)行大型高爐的解剖研究以來(lái)，日本、歐洲等很多大鋼鐵公司即著手爐頂檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)，進(jìn)入2000年以后，中國(guó)鋼鐵工業(yè)崛起，國(guó)內(nèi)大型高爐多達(dá)幾百座，為維持高爐的穩(wěn)定順行，對(duì)高爐爐頂檢測(cè)設(shè)備提出了很多需求，近年來(lái)，爐頂十字測(cè)溫裝置、紅外熱圖像儀、煤氣取樣機(jī)、微波料面計(jì)等測(cè)量?jī)x表先后在高爐上應(yīng)用，對(duì)高爐工長(zhǎng)準(zhǔn)確判斷爐況提供了更多信息，使高爐操作水平有了較大的進(jìn)步。上述設(shè)備在體積、結(jié)構(gòu)、價(jià)格、運(yùn)行費(fèi)用、使用壽命等方面各有特點(diǎn)，有的對(duì)高爐布料還有不利影響。隨著鋼鐵市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)的日趨嚴(yán)峻，高爐操作者迫切要求及時(shí)掌握高爐運(yùn)行時(shí)爐內(nèi)煤氣流分布和設(shè)備工作狀況，把握高爐冶煉行程，優(yōu)化技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

二、相控陣技術(shù)背景

美國(guó)在19世紀(jì)60年代就開(kāi)始了相控陣?yán)走_(dá)的開(kāi)發(fā)和研制。是世界上相控陣總體和模塊技術(shù)最成熟的國(guó)家，研制和生產(chǎn)的多功能相控陣?yán)走_(dá)覆蓋了陸、海、空、天各個(gè)領(lǐng)域。工作頻段包括：HF、UHF(超視距雷達(dá))，L、S、C、X、Ku(大部分在這五個(gè)頻段)。美國(guó)F-22機(jī)載有源固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)AN/APG-77為機(jī)載雷達(dá)的典范。APG-77工作頻率為8～12GHz，天線直徑約為1m，天線由約2000個(gè)收發(fā)模塊組成，每個(gè)模塊的輻射功率10W。雷達(dá)的方位、俯仰面掃描范圍均為±60°。美國(guó)在其基礎(chǔ)上研制了F-35(JSF)戰(zhàn)機(jī)，裝備APG-79雷達(dá)。2002年4月，美國(guó)海軍著手研制DD(X)水面戰(zhàn)艦。艦載主雷達(dá)也為有源固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)，類(lèi)似于SPY-3相控陣?yán)走_(dá)，為雙頻段工作。俄羅斯的MIG-35上也采用了Zhuk-AE有源相控陣?yán)走_(dá)。

國(guó)內(nèi)主要是南京電子技術(shù)研究所和無(wú)錫607所開(kāi)展這方面的研究，相繼開(kāi)發(fā)成功了x波段的相控陣?yán)走_(dá)，民用方面南京電子技術(shù)研究所和國(guó)家氣象局正在開(kāi)展氣象相控陣?yán)走_(dá)的研究工作。對(duì)于相控陣天線中的方向圖綜合以合成窄波束、低副瓣的方法，主要有傅立葉變化法、WOODWARD綜合Schelkunov綜合、切比雪夫綜合法(同副瓣電平下產(chǎn)生最窄波瓣)泰勒線源綜合以及交錯(cuò)投影和功率方向圖綜合法等等。

檢索美國(guó)，德國(guó)和日本在該領(lǐng)域的專(zhuān)利，檢索關(guān)鍵詞：“phased?array”，美國(guó)主要是在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，德國(guó)在氣象，遙感和資源探測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，共計(jì)800多項(xiàng)。檢索中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“相控陣”，共計(jì)99條，實(shí)用新型28條，涉及高爐料面相控陣掃描的專(zhuān)利7項(xiàng)。

三、高爐料面測(cè)量用相控陣?yán)走_(dá)

目前世界上歐洲，美國(guó)，日本等在高爐料面監(jiān)測(cè)方面，發(fā)明專(zhuān)利有12項(xiàng)專(zhuān)利，這些專(zhuān)利都是采用一臺(tái)雷達(dá)代替機(jī)械探尺，進(jìn)行雷達(dá)料面的測(cè)距，測(cè)量料面下降速度等。該類(lèi)專(zhuān)利的問(wèn)題在于雷達(dá)都需要垂直安裝，雖然部分雷達(dá)有移動(dòng)掃描成像功能，但都是采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。國(guó)內(nèi)寶鋼做過(guò)大量機(jī)械移動(dòng)掃描實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)使用一段時(shí)間后，機(jī)械故障率非常高。