[发明专利]一种高炉炉顶料面测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于物料检测技术领域，特别涉及一种用于高炉炉顶料面测量系统及测量方法。

背景技术

高炉炉料在炉内的初始分布对高炉的煤气流分布、煤气利用、高炉顺行和长寿有很大的作用，高炉炉顶料面测量是高炉开炉前必须进行的一项工作，是合理布料的前提和保障。但大高炉生产的连续性、封闭性和危险性给高炉炉顶料面测量带来了很大的困难，因此必须在高炉开炉装料过程中对炉顶料面形状、料层厚度、矿/焦比分布和炉料下降均匀性等信息进行测量。溜槽倾角和料流阀开口度对高炉炉料分布至关重要，有必要在高炉布料过程中测量不同溜槽倾角和料流阀开口度条件下的高炉料面形状和炉料流速，为开炉后的高炉合理布料提供依据，同时也使其能满足开炉后高炉高产、顺行等要求。

专利“一种无料钟高炉开炉装料测量方法及装置”（CN1966729A）和“高炉料面高度检测装置”（CN201068459Y），都需要人为反复操作测量装置，并不能对整个料面形状进行测量，且需要对高炉炉顶设备进行改造，破坏了高炉的原有结构，设备投入成本高，维护费用较大。

专利“高炉料面形状动态立体监测系统及检测方法”（CN101020933）与“一种在线测量高炉料面的系统和方法”（CN201110307101.X），采用在高炉炉顶沿轴对称方向渐开式安装雷达的方法探测料面，计算机将测量到的数值转化成高炉料面的垂直高度值，并送入到计算机成像系统，结合高炉内部的尺寸参数，生成所需3D料层的曲面数据。但该方法由于需要在高炉炉顶钻孔，安装的雷达和冷却等辅助设备较多，维护使用成本较高，且该系统在高炉开炉后，由于高炉内高温和粉尘作用，测量精度不可避免的受到影响。

专利“高炉料面信息航空测量探尺”（CN200720042677.7），由图像摄像装置、高炉料面分析处理器、计算机图像采集装置和终端显示组成，摄像装置安装在高炉内料面上方，其输出端与计算机图像采集装置输入端和高炉料面分析处理器输入端相连接，计算机图像采集装置与高炉料面分析处理器相连接，计算机图像采集装置的输出端与显示终端输入端连连接。

专利“高炉料面形状测量装置（CN201020117067.0）”与“一种巡回测量高炉料面的装置（CN200910089676.1）”类似，都是基于炉顶安装测量并通过控制机械设备实现测量装置对高炉料面的扫描。该方法每次测量都需不停调整照射角度和位置，测量需较长时间，耗费较多时间和精力，当炉内粉尘多、环境恶劣时，更是不能使用。

专利“一种基于MIMO的高炉雷达测量料面的装置”（CN201210454360.X）与“一种雷达、视频、激光系统组合的测量高炉料面的装置”（CN201210206000.8），都是利用MIMO天线及雷达阵列，在高炉炉顶对高炉料面测量。但该专利为了提高装置抗干扰能力、提高测量可靠性，布置了较多的发射和接收天线，陷入无限增加天线和装置可靠性的矛盾之中，成本较高，设备复杂，维护不便。而且高炉布料后炉内灰尘密布，信号不能形成有效的发射和接受路径，很容易把灰尘的形状误测量为高炉料面形状。难以克服雷达的下列缺点：1）只要在雷达接收带内的信号，不论有用还是无用它都可以接收。2）进入雷达处理器的各种信号，只要有害信号比有用信号大于某个阈值，处理器将不能从有用信号和有害信号的混合体中提取有用信号。特别是高炉开炉布料，深度较大，能见度极低，更容易受到环境因素的影响。

可见现有的测量方法要么需要对高炉原有炉顶设备进行改造，破坏了高炉原来的本体结构；要么料面测量精度不高或测量范围较小；要么测量不便，需要人为手动调节测量装置，而且都不能在高炉布料后高炉内充满粉尘的情况下对高炉料面进行测量。

发明内容

本发明旨在提供一种可以在高炉开炉前方便、快速、准确地测量出高炉炉顶料面形状，为高炉布料和开炉后的高炉操作提供依据的高炉炉顶料面测量系统及测量方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种高炉炉顶料面测量系统，包括高炉探尺装置，其特征在于，所述高炉炉顶料面测量系统还含有升降传动机构、旋转传动机构、激光测距仪及终端显示界面；升降传动机构固定在高炉炉顶中央，旋转传动机构安设在升降传动机构下部，安装在旋转传动机构上的激光测距仪与垂线方向形成夹角γ，升降传动机构下部探入在高炉内，激光测距仪与终端显示界面通过无线数据传输通讯。

所述激光测距仪激光发射窗口设有自动清洗装置。

一种高炉炉顶料面测量方法，其具体方法和步骤为：

1、测量参数设定