[发明专利]用于确定竖炉中的炉料表面的形貌的装置

说明书

本发明涉及一种用于确定竖炉(10)中的炉料表面的形貌的设备，所述设备具有雷达装置(20)，雷达装置扫描炉料表面(18)并且具有布置在炉盖(13)的区域中的天线装置(22)，其中天线装置布置在相对于竖炉的竖向轴线(15)以倾斜角α倾斜的旋转轴线(24)上，并且能够借助于驱动装置围绕旋转轴线旋转，使得通过天线装置发射的雷达辐射形成的雷达扇区(28)沿着轮廓线p入射到炉料表面上，并且在天线装置旋转时扫掠炉料表面。

本申请是申请号为201580005051.6、申请日为2015年1月19日、发明名称为“用于确定竖炉中的炉料表面的形貌的装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于确定竖炉中的炉料表面的形貌的装置，该装置具有雷达装置，雷达装置扫描炉料表面并且具有布置在炉盖的区域中的天线装置。

背景技术

竖炉中发生的过程主要通过布置在炉膛中的、由焦炭和炉料层构成的分层的结构来确定。为了构成所述层，炉通过装料开口装以焦炭和炉料，该装料口布置在炉盖中，并且在该装料开口中设置有装料装置，该装料装置能够绕竖炉的竖向轴线旋转，该装料装置的专业术语称作转动滑道(Drehschurre)，该转动滑道具有倾倒斜面，该倾倒斜面相对于竖向轴线的倾斜是可调节的。转动滑道实现对竖炉交替地供以焦炭层和炉料层，其中寻求尽可能精确限定的层，以实现可复现的高炉过程。

为此需要在装给后续层之前尽可能精确地确定相应最顶层的表面形貌。在这个方面下，已知的是使用雷达装置，借助于雷达装置能够检测出表面形貌。

从EP 0 291 751 A1已知一种雷达装置，该雷达装置布置在在炉盖下方穿过炉膛壁的矛管的端部处，并且该雷达装置通过如下方式实现检测炉料的表面轮廓，即通过借助于矛管将雷达装置径向移动至竖炉的中轴线。为了检测炉料的其他径向表面轮廓，在EP 0291 751 A1中提出：将雷达装置以下述方式布置在矛管的端部处：雷达装置附加地能够围绕矛管的纵向轴线和横向轴线枢转，使得实现：在直角的“十字线”上扫描炉料表面。

除了已知的雷达装置仅可以实现检测基本上线性的径向表面轮廓而不检测整个炉料表面的形貌之外，已知的雷达装置还需要显著的设备上的耗费才能实现，所述耗费不仅需要提供穿过竖炉的炉膛壁的可移动的矛管，还需要将雷达装置以可沿双轴向枢转的方式布置在矛管的端部处。

为了避免这种设备上的耗费，从WO 2010/144936 A1已知一种固定地布置在炉盖中的雷达装置，其中该雷达装置设有天线装置，该天线装置布置在与竖炉的竖向轴线垂直的平面中，该天线装置由以矩阵结构布置的多个贴片天线组成。这些贴片天线将雷达辐射发射到整个炉料表面上，从而使如从EP 0 201 751 A1已知的扫描过程变得多于，该扫描过程需要具有相应的设备耗费的天线装置的轴向运动。为了实现加载炉料表面的所有子区域，从WO 2010/144936 A1已知的天线设备在竖炉的竖向轴线上布置在炉盖中。为了实现高的角分辨率以及减小由多个贴片天线发射的雷达辐射的干扰影响，经由贴片天线的复杂的控制构成合成孔径，使得限定的贴片天线作为发送天线运行，并且其他被限定的贴片天线作为接收天线运行。

除了已知的雷达装置需要显著的控制耗费以产生对于雷达装置运行所必须的合成孔径之外，雷达装置在炉盖中的布置伴有大量的缺点。一方面，对于雷达装置并且特别对于热敏天线装置会得到最大可能的温度负载。另一方面，由于相互妨碍不可避免，所以将雷达装置安装到常规构成的竖炉中是不可行的，所述竖炉在炉盖中具有如在上面描述的用于对炉料表面限定地装料的转动滑道。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种上述类型的设备，该设备实现精确检测炉料表面的形貌，并且该设备的安装和运行能够以尽可能小的耗费进行。