[發(fā)明專利]用于檢測(cè)高爐爐頂料面輪廓形狀的輪廓儀和高爐控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610250610.6
• 申請(qǐng)日: 2016-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN105695652B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董成林;趙陽(yáng)基;鄭慶瑋;吳迪;廖揚(yáng)華;陳曉軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海中冶橫天自動(dòng)化工程有限公司
• 主分類號(hào): C21B7/24
• 分類號(hào): C21B7/24;C21B5/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高爐特種檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及高爐爐頂布料技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種用于檢測(cè)高爐爐頂料面輪廓形狀的輪廓儀和高爐控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高爐生產(chǎn)是一個(gè)全封閉的生產(chǎn)過(guò)程，一個(gè)日產(chǎn)10000噸鐵水的高爐，每天需要20000噸左右的礦石、焦炭等原料，這些原料絕大部分是通過(guò)高爐爐頂?shù)臒o(wú)料鐘設(shè)備進(jìn)入高爐內(nèi)，因此合理布料是關(guān)系到高爐產(chǎn)量水平，改善順行，降低燃料消耗，預(yù)防、處理高爐冶煉進(jìn)程發(fā)生的事故以及延長(zhǎng)高爐壽命的關(guān)鍵。而高爐內(nèi)部工作環(huán)境極其惡劣，直接檢測(cè)料面情況非常不易，目前采用4個(gè)單點(diǎn)料尺和相關(guān)21點(diǎn)溫度狀況來(lái)判斷高爐爐頂約80平方米面積大的料面狀況，隨著高爐操作技術(shù)的發(fā)展，需要實(shí)時(shí)的檢測(cè)料面分布輪廓已經(jīng)成為當(dāng)今世界高爐料面檢測(cè)的趨勢(shì)。為了控制高爐料面料面形狀，目前大型高爐一般是采用無(wú)料鐘布料數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)操作人員的經(jīng)驗(yàn)和爐頂溫度、壓力一些相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修訂，因此高爐爐頂布料控制還處于開環(huán)狀態(tài)。

高爐爐頂?shù)母邷亍⒏邏?、高粉塵，給檢測(cè)技術(shù)帶來(lái)了很大的困難。傳統(tǒng)上對(duì)封閉高爐料面的監(jiān)視一般采用單點(diǎn)機(jī)械料尺測(cè)量采集數(shù)據(jù)，現(xiàn)在也有采用單點(diǎn)的微波檢測(cè)技術(shù)來(lái)測(cè)量采集數(shù)據(jù)。對(duì)于料面形狀輪廓的檢測(cè)現(xiàn)在也出現(xiàn)采用微波測(cè)距加掃描的方式，這種方式是將微波(雷達(dá))裝置在探桿上，然后插入爐頂內(nèi)一點(diǎn)一點(diǎn)的將探桿轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，這種方式的設(shè)備龐大，維護(hù)工作量大，因此用戶很少；另外也有采用激光加紅外成像的方式，通過(guò)成像畫面進(jìn)行圖像處理來(lái)判斷爐頂料面形狀輪廓，這種方式對(duì)操作人員有直觀的作用，但是很難形成布料模型的閉環(huán)控制，影響了高爐操作的自動(dòng)化水平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)每個(gè)料批進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、及時(shí)提供爐頂料面狀況、使布料模型達(dá)到閉環(huán)控制的用于檢測(cè)高爐爐頂料面輪廓形狀的輪廓儀和高爐控制系統(tǒng)。

該用于檢測(cè)高爐爐頂料面輪廓形狀的輪廓儀，其特點(diǎn)如下，所述的輪廓儀包括：

微波檢測(cè)裝置，用以在高爐在高溫、高壓連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下利用毫米波調(diào)頻連續(xù)微波及拋物線天線測(cè)量高爐爐頂料面的數(shù)個(gè)測(cè)量位置點(diǎn)的高度數(shù)據(jù)；

錐形連接管，用以將所述的微波檢測(cè)裝置固定于高爐爐頂風(fēng)罩外；

微波設(shè)備保護(hù)殼體，設(shè)置于所述的微波檢測(cè)裝置外部，所述的微波設(shè)備保護(hù)殼體下用以保護(hù)所述的微波檢測(cè)裝置的工作環(huán)境維持在所需的常溫常壓狀態(tài)下；

微波透視隔板，設(shè)置于所述的連接管和微波設(shè)備保護(hù)殼體的連接接口，用以隔斷所述的輪廓儀和高爐，所述的微波檢測(cè)裝置通過(guò)所述的透明隔板檢測(cè)高爐內(nèi)料面情況。

優(yōu)選地，所述的連接裝置為錐形連接管，所述的錐形連接管的口徑較小的一端與所述的微波設(shè)備保護(hù)殼體相連接，所述的錐形連接管的口徑較大的一端固定于高爐爐頂。

更優(yōu)選地，所述的錐形連接管內(nèi)側(cè)有抗微波干擾的耐火材料，用以將高爐爐內(nèi)的高溫進(jìn)行隔熱并讓微波與所述的錐形連接管之間進(jìn)行隔離，使微波不產(chǎn)生反射。

優(yōu)選地，所述的微波設(shè)備保護(hù)殼體上具有進(jìn)氣口和出氣口，所述的進(jìn)氣口與壓縮空氣輸入管相連接，所述的出氣口用于排出循環(huán)氣體。

更優(yōu)選地，所述的出氣口還包括壓力檢測(cè)裝置。

進(jìn)一步地，所述的出氣口還包括CO氣體檢測(cè)裝置，用以診斷所述的透明隔板有無(wú)破損。

更進(jìn)一步地，所述的出氣口還包括警報(bào)裝置，用以在檢測(cè)到排出氣體壓力變化或檢測(cè)到CO時(shí)發(fā)出警報(bào)。

優(yōu)選地，所述的微波設(shè)備保護(hù)殼體具有切斷閥門，用以在高爐不休風(fēng)時(shí)關(guān)閉輪廓儀，所述的切斷閥門還具有驅(qū)動(dòng)裝置，用以驅(qū)動(dòng)切斷閥門的開和關(guān)。

優(yōu)選地，所述的輪廓儀還包括保護(hù)墊，設(shè)置于所述的透明隔板下面，所述的保護(hù)墊用以保護(hù)透明隔板不受高爐爐頂內(nèi)的氣流沖擊。

更優(yōu)選地，所述的保護(hù)墊為四氟乙烯保護(hù)墊。

最優(yōu)選地，所述的四氟乙烯保護(hù)墊的介質(zhì)厚度為不小于5mm。

優(yōu)選地，所述的微波設(shè)備保護(hù)殼體還包括橋型結(jié)構(gòu)，所述的橋形結(jié)構(gòu)的兩端與所述的殼體的底面連接，所述的微波檢測(cè)裝置設(shè)置于橋形結(jié)構(gòu)上。

優(yōu)選地，所述的連接管上部包括一錐形環(huán)室，所述的錐形環(huán)室有進(jìn)氣口，用以使吹掃氣體進(jìn)入環(huán)室中并分布到四氟乙烯保護(hù)墊下部并吹入到高爐爐頂內(nèi)。

更優(yōu)選地，所述的吹掃氣體為具有降溫作用的氮?dú)狻?/p>

優(yōu)選地，所述的輪廓儀設(shè)置有低照度視頻監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)所述的透明隔板的狀態(tài)。

更優(yōu)選地，所述的透明隔板為石英玻璃板。