[发明专利]用于研磨碳质材料的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于研磨高炉炉底或单独的碳质材料块或砖的装置，该装置包括研磨器。本发明还涉及一种用研磨器研磨高炉炉底或单独的碳质材料块或砖的方法。研磨器适于研磨所有类型的碳质材料，例如碳块或砖，以及微孔碳、石墨和半石墨的块或砖。

从E.N.Bushinskii等人的“高炉大修中的底部研磨的机械化”一文中可知此类装置和方法，其可以从互联网上获得，作为从Metallurg，8号，第16-17页，1983年8月翻译的文章。根据该文章，底部的高氧化铝部分的内表面与周边碳块通过小磨床被磨平。这里，块中的突起和凹陷不应当与水平方向具有大于2mm的偏差。研磨底部的水平路线是困难的操作，因为它是在拥挤的条件下和在高炉炉壳的封闭空间中进行的。

进一步已知的是，SGL Carbon集团公司已经开发并使用径向铣床在径向加工操作中以高于传统手动磨削的速度研磨高炉的底部炉底。然而，这种已知的径向铣刨机由于其庞大而使用起来很麻烦，而加工的底部炉膛表面水平的精度仍然需要改进。

通常，机器人是已知的，但是由于好的原因不与在碳质材料上的研磨操作相关，特别是不用于研磨高炉炉底。如已经提到的，研磨高炉底部的水平路线是困难的操作，因为其在拥挤的条件下以及在高炉炉壳的封闭且受限的空间中进行。

有许多涉及机器人的引用，一些典型的例子如下。

US 2013/0273818公开了一种操纵器，其包括控制座，机器人臂组件和抛光机构。抛光机构安装在机器人臂组件上并用于去除金属工件上的毛刺。这种未进行重新设计和重建的用于去除金属工件上的毛刺的装置，不适合用于研磨高炉炉底或单独的碳质材料块或砖。

US 2013/0226340公开了一种移动机器人，其包括支撑机器人臂的全向轮式支撑车辆，并且包括设计成定位机器人臂的定位装置，该机器人臂能够相对于支撑车辆自动移动。这种已知的移动机器人可以自动处理工件，例如风力涡轮机的转子叶片或飞机的机翼。然后，移动机器人可以执行边缘的轮廓研磨和/或修剪，为此目的，可以将适当的工具附接到机器人臂。移动机器人配备有用于机器人臂和车辆的控制装置。未进行重新设计和重建的用于执行对风力涡轮机的转子叶片或飞机机翼的边缘的轮廓磨削或修整的已知机器人，不适合用于研磨高炉炉底或单独的碳质材料块或砖材料。

WO2007/141320公开了一种用于处理表面，特别是天花板的砂磨，并且可应用于墙壁或墙壁和天花板之间的接合处的设备。机器人包括可移动插座，承载打磨单元的铰接式操纵器臂，该臂由可竖直延伸并搁置在可移动插座上的升降机支撑。该设备设计用于核和建筑领域，因此未进行重新设计和重建的设备不适合用于研磨高炉炉底或单独的碳质材料块或砖。

根据本发明，提出了一个或多个装置和方法。

根据本发明的第一方面，所述装置包括具有机器人基座的机器人，在所述机器人基座上安装有可移动机器人臂，并且其中所述研磨器安装在所述可移动机器人臂的远离所述机器人基座的末端，并且其中所述机器人臂和安装在其上的研磨器连接到用于控制机器人臂的运动和研磨器的操作的控制器，并且其中，其包括用于测量在水平面中的不同位置处的炉底的炉底表面高度的监测装置，所述控制器被设置成根据所述高炉的炉底的所需的表面高度来移动所述机器人臂。因此，本发明的方法具有以下特征：

-在高炉炉底设置可移位机器人；

-测量实际高炉炉底表面高度；

-测量可位移机器人的位置和高度；

-从所需的炉底表面水平和测量的实际炉底表面高度计算出必须通过研磨去除的炉底表面的高度；和

-控制所述可移位机器人和安装在其上的研磨器的操作，以移除所述计算出的炉底表面的高度。

实践表明，利用本发明的装置和方法，可以快速和精确地完成炉底的研磨。与现有技术的装置和方法相比，对应于至少两天的高炉操作，可以减少三分之二的处理时间。平均尺寸的高炉的一天运行的货币价值相当于约100万欧元。

本发明还适用于研磨用于邻近高炉壳衬层放置的碳质材料的单独块或砖的方法，其中所述方法包括以下步骤：

-测量实际高炉炉衬的形状和尺寸；

-控制可移位机器人和安装在其上的研磨器的操作，以加工块或砖，以匹配所测量的高炉壳衬层的形状和尺寸。以这种方式操作极大地提高了高炉中的砖块工作的精度，并相应地改进了这种砖的冷却，这积极地影响了高炉寿命预期。