用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪和高炉控制系统技术方案

技术编号:13455878 阅读:35 留言:0更新日期:2016-08-03 00:58
本发明专利技术涉及一种用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪和高炉控制系统,其中包括微波检测装置和保护装置,所述的保护装置包括石英玻璃、自动切断阀、环室吹扫管、四氟乙烯保护垫等结构。采用本发明专利技术的轮廓仪能够及时提供高炉炉顶料面状况,安装有微波检测装置在高炉正常运行时点检、维修和石英玻璃事故状态下的保护装置,此装置在开启状态下确保微波通道最大视场角;在微波检测装置在日常点检维修时可以良好的关闭,确保高炉煤气不外泄而造成的人身和设备事故;且利用该轮廓仪的输出信号而编制的应用画面可以直接看到高炉炉顶料面形状轮廓、加料厚度、料层下降速度,为高炉炉顶布料模型提供实测数据,完成高炉布料模型的闭环控制系统,适于大规模推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高炉特种检测
,尤其涉及高炉炉顶布料
,具体是指一种用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪和高炉控制系统
技术介绍
高炉生产是一个全封闭的生产过程,一个日产10000吨铁水的高炉,每天需要20000吨左右的矿石、焦炭等原料,这些原料绝大部分是通过高炉炉顶的无料钟设备进入高炉内,因此合理布料是关系到高炉产量水平,改善顺行,降低燃料消耗,预防、处理高炉冶炼进程发生的事故以及延长高炉寿命的关键。而高炉内部工作环境极其恶劣,直接检测料面情况非常不易,目前采用4个单点料尺和相关21点温度状况来判断高炉炉顶约80平方米面积大的料面状况,随着高炉操作技术的发展,需要实时的检测料面分布轮廓已经成为当今世界高炉料面检测的趋势。为了控制高炉料面料面形状,目前大型高炉一般是采用无料钟布料数学模型,然后根据操作人员的经验和炉顶温度、压力一些相关参数进行修订,因此高炉炉顶布料控制还处于开环状态。高炉炉顶的高温、高压、高粉尘,给检测技术带来了很大的困难。传统上对封闭高炉料面的监视一般采用单点机械料尺测量采集数据,现在也有采用单点的微波检测技术来测量采集数据。对于料面形状轮廓的检测现在也出现采用微波测距加扫描的方式,这种方式是将微波(雷达)装置在探杆上,然后插入炉顶内一点一点的将探杆转动进行测量,这种方式的设备庞大,维护工作量大,因此用户很少;另外也有采用激光加红外成像的方式,通过成像画面进行图像处理来判断炉顶料面形状轮廓,这种方式对操作人员有直观的作用,但是很难形成布料模型的闭环控制,影响了高炉操作的自动化水平。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点,提供了一种能够实现对每个料批进行实时检测、及时提供炉顶料面状况、使布料模型达到闭环控制的用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪和高炉控制系统。该用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪,其特点如下,所述的轮廓仪包括:微波检测装置,用以在高炉在高温、高压连续运行状态下利用毫米波调频连续微波及抛物线天线测量高炉炉顶料面的数个测量位置点的高度数据;锥形连接管,用以将所述的微波检测装置固定于高炉炉顶风罩外;微波设备保护壳体,设置于所述的微波检测装置外部,所述的微波设备保护壳体下用以保护所述的微波检测装置的工作环境维持在所需的常温常压状态下;微波透视隔板,设置于所述的连接管和微波设备保护壳体的连接接口,用以隔断所述的轮廓仪和高炉,所述的微波检测装置通过所述的透明隔板检测高炉内料面情况。优选地,所述的连接装置为锥形连接管,所述的锥形连接管的口径较小的一端与所述的微波设备保护壳体相连接,所述的锥形连接管的口径较大的一端固定于高炉炉顶。更优选地,所述的锥形连接管内侧有抗微波干扰的耐火材料,用以将高炉炉内的高温进行隔热并让微波与所述的锥形连接管之间进行隔离,使微波不产生反射。优选地,所述的微波设备保护壳体上具有进气口和出气口,所述的进气口与压缩空气输入管相连接,所述的出气口用于排出循环气体。更优选地,所述的出气口还包括压力检测装置。进一步地,所述的出气口还包括CO气体检测装置,用以诊断所述的透明隔板有无破损。更进一步地,所述的出气口还包括警报装置,用以在检测到排出气体压力变化或检测到CO时发出警报。优选地,所述的微波设备保护壳体具有切断阀门,用以在高炉不休风时关闭轮廓仪,所述的切断阀门还具有驱动装置,用以驱动切断阀门的开和关。优选地,所述的轮廓仪还包括保护垫,设置于所述的透明隔板下面,所述的保护垫用以保护透明隔板不受高炉炉顶内的气流冲击。更优选地,所述的保护垫为四氟乙烯保护垫。最优选地,所述的四氟乙烯保护垫的介质厚度为不小于5mm。优选地,所述的微波设备保护壳体还包括桥型结构,所述的桥形结构的两端与所述的壳体的底面连接,所述的微波检测装置设置于桥形结构上。优选地,所述的连接管上部包括一锥形环室,所述的锥形环室有进气口,用以使吹扫气体进入环室中并分布到四氟乙烯保护垫下部并吹入到高炉炉顶内。更优选地,所述的吹扫气体为具有降温作用的氮气。优选地,所述的轮廓仪设置有低照度视频监测,监测所述的透明隔板的状态。更优选地,所述的透明隔板为石英玻璃板。本专利技术还涉及一种用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪的高炉控制系统,所述的系统还包括输出信号处理设备和控制设备,所述的输出信号处理设备用以将所述的微波检测装置输出的信号进行编制得到高炉炉顶料面形状轮廓模型,所述的控制设备用以根据所述的高炉炉顶料面形状轮廓模型对所述的高炉进行闭环控制。采用了本专利技术中的轮廓仪和高炉控制系统,具有以下有益效果:本轮廓仪能够对每个料批进行实时检测,及时提供炉顶料面状况,使布料模型达到闭环控制,并具有很高的安全性保障和易于维修管理的特点,采用石英玻璃与钢结构壳体的双重保护,消除了煤气外泄的重大事故发生的可能性,安装有微波检测装置在高炉正常运行时点检、维修和石英玻璃事故状态下的保护装置,此装置在开启状态下确保微波通道最大视场角;在微波检测装置在日常点检维修时可以良好的关闭,确保高炉煤气不外泄而造成的人身和设备事故;在收到报警信号时能自动关闭,确保微波检测装置不受损坏,并且利用该轮廓仪的输出信号而编制的应用画面,此画面直接看到高炉炉顶料面形状轮廓;直接看到高炉炉顶布料前后的轮廓形状、加料厚度,为高炉炉顶布料模型提供实测数据,调整布料模型中的参数,使高炉能高效、节能的运行,从而完成高炉布料模型的闭环控制系统。具有可视性强、操作简单、结果准确及时、安全性高等特点,适于大规模推广使用。附图说明图1为本专利技术在高炉炉顶安装的位置及测量范围示意图,图中包含检测数据;图2为本专利技术的系统结构图;图3为本专利技术锥形连接管中的视场角与吹扫气体的描述图。附图标记:1-1轮廓仪1-2检测视场角1-3加料前的料面轮廓线1-4加料后的料面轮廓线1-5运行中的料面轮廓线2-1微波检测装置2-2桥型结构2-3基础及保护结构2-4切断阀门2-5石英玻璃介质窗口2-6四氟乙烯保护垫2-7、3-1锥形连接管2-8、3-2锥形环室2-9切断阀门的驱动装置2-10锥形连接管内侧的耐火材料具体实施方式为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
,下面结合具体实施例来进行进一步的描述。如图1所示,图1中的1-1是本专利技术中的轮廓仪,它将微波检测装置采用特殊的结构进行安装,使工作在常温、常压、无粉尘的微波设备能够工作在本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪,其特征在于,所述的轮廓仪包括:微波检测装置,用以高炉在高温、高压连续运行状态下,利用毫米波调频连续微波及抛物线天线测量高炉炉顶料面的数个测量位置点的高度数据;锥形连接管,用以将所述的微波检测装置固定于高炉炉顶风罩外并确保微波的视场角;微波设备保护壳体,设置于所述的微波检测装置外部,所述的微波设备保护壳体下用以保护所述的微波检测装置的工作环境维持在所需的常温常压状态下;微波透视隔板,设置于所述的连接管和微波设备保护壳体的连接接口,用以隔断所述的轮廓仪和高炉,所述的微波检测装置通过所述的微波透视隔板检测高炉内料面高度数据。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪,其特征在于,所述的轮廓仪包括:
微波检测装置,用以高炉在高温、高压连续运行状态下,利用毫米波调频连续微波及抛
物线天线测量高炉炉顶料面的数个测量位置点的高度数据;
锥形连接管,用以将所述的微波检测装置固定于高炉炉顶风罩外并确保微波的视场
角;
微波设备保护壳体,设置于所述的微波检测装置外部,所述的微波设备保护壳体下用
以保护所述的微波检测装置的工作环境维持在所需的常温常压状态下;
微波透视隔板,设置于所述的连接管和微波设备保护壳体的连接接口,用以隔断所述
的轮廓仪和高炉,所述的微波检测装置通过所述的微波透视隔板检测高炉内料面高度数
据。
2.根据权利要求1所述的用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪,其特征在于,所述
的锥形连接管的口径较小的一端与所述的微波设备保护壳体相连接,所述的锥形连接管的
口径较大的一端固定于高炉炉顶。
3.根据权利要求2所述的用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪,其特征在于,所述
的锥形连接管内侧有抗微波干扰的耐火材料,用以将高炉炉内的高温进行隔热并让微波与
所述的锥形连接管之间进行隔离,使微波不产生反射。
4.根据权利要求1所述的用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪,其特征在于,所述
的微波设备保护壳体上具有进气口和出气口,所述的进气口与压缩空气输入管相连接,所
述的出气口用于排出在所述的微波设备保护壳体内循环后的气体。
5.根据权利要求4所述的用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪,其特征在于,所述
的出气口处设置有压力检测装置,所述的压力检测装置用以检测循环后的气体的压力。
6.根据权利要求5所述的用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪,其特征在于,所述
的出气口处还设置有CO气体检测装置,所述的CO气体检测装置用以检测循环后的气体中的
CO含量。
7.根据权利要求6所述的用于检测高炉炉顶料面轮廓形状的轮廓仪,其特征在于,所述
的出气口还包括警报装置,用以在检测到排出气体压力变化超出系统预设范围或检测到CO
超出系统预设限值时发出警报。
8.根据权利要求1所述的用于检测高炉炉顶...

【专利技术属性】
技术研发人员:董成林赵阳基郑庆玮吴迪廖扬华陈晓军
申请(专利权)人:上海中冶横天自动化工程有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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