[發明專利]一種焦爐爐長膨脹及爐柱曲度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202010259095.4
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111551116B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 武良辰;張東
• 申請（專利權）人: 南京滬友冶金機械制造有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/24;G01B11/16
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 祝坤

本發明提供了一種焦爐爐長膨脹及爐柱曲度測量裝置，包括焦爐鐵件測量儀、接收端；其中所述焦爐鐵件測量儀，包括測距儀、水平儀、調校云臺和輸入輸出接口，可固定安裝在推焦車和/或攔焦車的鐵件測量位處；所述接收端采用無線信號連接或有線電連接方式連接焦爐鐵件測量儀，用于傳送測量數據、數據儲存、控制測量作業；所述接收端為便攜式，利于與焦爐爐前保持一定的距離。還提供了一種采用上述裝置的鐵件管理系統及采用該系統的測量方法，通過焦爐鐵件測量儀進行測量獲得數據，再將測量數據與歷史數據比較，進行排查、分析爐間異常數據，輸出焦爐鐵件管理的建議，指導生產，提高了生產效率，保證了生產質量。

技術領域

本發明屬于煉焦焦爐測量領域，特別涉及一種焦爐爐長膨脹及爐柱曲度測量裝置及方法。

背景技術

焦爐在煉焦生產過程中，因煤被加熱分解產生膨脹壓力，作用在燃燒室爐墻上，使燃燒室兩側爐墻內產生橫向附加彎曲應力，在近側爐墻內產生附加壓應力，而遠側爐墻內產生附加拉應力。由于爐墻是耐火磚砌體，能承受拉應力的能力很低，這種拉應力易使爐墻開裂損壞。為消除爐墻內附加拉應力，需要在爐墻兩側預先施加相當大的壓力。在爐墻內產生負加壓應力，以此來抵消膨脹壓力，在爐墻內產生的拉應力。推焦作業時，由于推焦桿頭壓縮焦餅，對爐墻也產生壓力，爐墻壓力決定了爐柱橫拉條大小彈簧結構尺寸，最主要因素是燃燒室爐墻所需保護力的大小。保護板是緊扣在燃燒室爐頭上的重要護爐鐵件，它的作用：一是保護燃燒室爐頭砌體，二是傳遞來自爐墻的壓力，給燃燒室砌體施加壓力，以保證燃燒室爐墻在烘爐和生產過程中不被破壞。爐柱的作用是將上下橫拉條的壓力，通過保護板均勻傳給焦爐耐火材料砌體。

爐體膨脹是焦爐生產過程中不可避免的，隨著爐齡的增加而增加，也受到煉焦生產過程中暴雨、大風等天氣影響，推焦、裝煤等生產影響，冒煙冒火等熱應力影響，高低生產節奏等生產負荷性能，如何控制好爐體膨脹是鐵件工作中的重中之重。通常情況下，新建焦爐爐體膨脹量非常大，3-5年后趨于穩定。護爐鐵件作為焦爐的重要組成部分，從設計、安裝、烘爐開工到生產過程一直受到人們的重視。護爐鐵件管理的好壞，直接關系到爐體的嚴密性，這不僅影響到焦爐生產的順利進行，而且影響焦爐的使用壽命，在當前環保要求日益嚴苛的情況下，無組織排放問題愈發引起高度重視，護爐鐵件管理越來越重要。護爐鐵件的管理包括爐體膨脹、爐柱曲度、彈簧負荷等，有效處理爐柱變形量、彈簧負荷、爐體膨脹三者之間的關系，一是周期性精準測量分析，二是根據標準要求及時的調節維護。

焦爐砌體由于受到機械力和溫度冷熱激變的沖擊，為保持砌體的嚴密性和結構強度，而采取護爐設備對其施加保護性負荷，這種保護性負荷是通過爐柱施加于爐體的，所以對爐柱的精準測量是護爐鐵件管理的基礎。爐柱應該在其彈性范圍內工作，才能使其傳給爐體的符合保持穩定，通常H型鋼制作的爐柱曲度應不超25mm以內，超過25mm，爐柱就超過了彈性范圍。為保持爐柱分配保護性李的機制正常運行，爐柱曲度不是愈大愈好，也不是愈小愈好，而是隨著焦爐爐齡增長，與一個不斷增加的最佳曲度值相吻合。

測量爐柱曲度的方法共有三種，即矩形法、三線法、雙錘法。矩形法是最簡單的方法，該方法的原理是以爐柱為一邊，并與粉線和托盤構成其它各邊作為矩形斷面，測量爐柱最大撓度點至對應邊的爐柱正面距離，該值與其平行邊的差值即為爐柱曲度。矩形法只在安裝階段比較實用，當機焦側作業平臺施工結束后，由于作業平臺障礙，故在其后及生產期間不再使用矩形法測量爐柱曲度。三線法是生產期間測量爐柱曲度比較實用的方法。該方法是在機側、焦側沿焦爐縱向各引三條鋼絲線，分別位于上橫鐵、下橫鐵及篦子磚等標高處。鋼絲線兩端在抵抗墻的測線架上，一側的三條鋼絲線應位于同一豎直平面內。然后測量三條鋼絲線與爐柱的距離，計算爐柱曲度。雙錘法用于生產期間個別爐柱的檢查，但不宜在大量測量爐柱曲度時采用，因為該方法既費時又費力，雙錘法是按相似三角形的原理導出的。