评估高炉内喷浆效果的方法及测量高炉炉壁残厚的方法技术

本发明专利技术涉及一种评估高炉内喷浆效果的方法及测量高炉炉壁残厚的方法。所述评估高炉内喷浆效果的方法包括以下步骤：（ａ）测量取得一第一次三维点群，所述第一次三维点群是相对于所述高炉内壁的外形；（ｂ）对所述高炉内壁进行喷浆作业；（ｃ）测量取得一第二次三维点群，所述第二次三维点群是相对于所述高炉内壁喷浆后的外形；及（ｄ）对比所述步骤（ａ）的第一次三维点群及所述步骤（ｃ）的第二次三维点群，以得到喷浆厚度。藉此，可以检验喷浆质量是否有厚薄不均的情形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量高炉内壁的外形的方法，具体而言，涉及一种评估高炉内喷浆 效果的方法及测量高炉炉壁残厚的方法。背景技水三维激光扫描仪由于取样速度快(25000点/秒)、准确(约20 mm)及测量范围广(大 于100 m)等特性，已逐渐被应用在许多领域，如土木、建筑及古迹维护等领域，如文 献所揭示。在钢铁制程则可应用在转炉的炉衬厚度(如美国专利第6,922,251号所揭示)， 以及料面外形上(如文献所揭示。因此，所 述高炉1经过一段时间运转后必须停炉以进行所述炉身13的喷浆作业，以增加所述高炉l 的寿命。参考图3，显示常规高炉在进行喷浆作业示意图。所述喷浆作业将一机具2悬吊至所 述高炉1内，以液体状的耐火材料21对所述炉身13炉壁进行喷附以形成一喷浆厚度T3。 由于受限于环境以及设备等因素， 一直无法对炉壁上的所述喷浆厚度T3进行测量与评 估，而无法评估喷浆作业的质量。此外，由于所述机具2所喷出的耐火材料21为液体状，所以在喷浆过程中会经由炉壁回弹至底部的料面ni而形成一回弹量厚度T4，经过一段时间后位于所述料面171上的耐火材料会凝固成相当坚硬的外壳，而阻隔所述高炉l在开炉后底部高温气体向上流动的路径，如此对开炉程序影响很大，甚至造成危险。然而，同样地，受限于环境以及设备等因素，一直无法对所述料面171上的回弹量厚度T4进行 测量与评估。因此，有必要提供一种创新且具有进步性的评估高炉内喷浆效果的方法，以解决上 述问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种评估髙炉内喷浆效果的方法，包括以下步骤(a) 测量取得一第一次三维点群，所述第一次三维点群是相对于所述高炉内壁的外形；(b) 对所述高炉内壁进行喷浆作业；(c)测量取得一第二次三维点群，所述第二次三维点群 是相对于所述高炉内壁喷浆后的外形；及(d)对比所述步骤(a)的第一次三维点群及 所述步骤(c)的第二次三维点群，以得到喷浆厚度。藉此，可以检验喷浆质量是否有 厚薄不均的情形。本专利技术的另一目的在于提供一种测量高炉炉壁残厚的方法，包括以下步骤(a)测 量取得一第一次三维点群，所述第一次三维点群是相对于所述高炉内壁的目前外形；(b) 取得一机械尺寸模型，所述机械尺寸模型是相对于所述高炉内壁的原始外形；及(C) 对比所述步骤(a)的第一次三维点群及所述步骤(b)的机械尺寸模型，以得到所述高 炉的炉壁残厚。藉此，可评估所述高炉的炉代寿命。另外，也可以依照所述炉壁残厚的 分布情形标示出侵蚀量较严重部分的位置，以规划喷浆的程序。 附图说明图l显示常规高炉的示意图；图2显示常规高炉在长时间运转后炉身炉壁被侵蚀的示意图； 图3显示常规高炉在进行喷浆作业示意图；图4显示本专利技术评估高炉内喷浆效果的方法的优选实施例的流程图；图5显示所述第一次三维点群所对应的所述高炉内壁喷浆前及所述第二次三维点群 所对应的所述高炉内壁喷浆后的外形；图6显示图5中二曲线叠合后的示意图；图7显示本专利技术测量高炉炉壁残厚的方法的优选实施例的流程图；图8显示所述第一次三维点群所对应的所述高炉内壁的外形及所述高炉的原始机械尺寸模型；及图9显示图8中二曲线叠合后的示意图。具体实施方式参考图4，显示本专利技术评估高炉内喷浆效果的方法的优选实施例的流程图。本实施 例所测量及评估的高炉l为图l的高炉l。所述方法包括以下步骤。步骤S401架设一个三 维激光扫描仪于所述高炉l内。在本实施例中，是以一型号为RIEGL LMS-Z210i的三维 激光扫描仪为例，其为以飞行时间(timeofflight)为原理的激光测距系统。测量时，激 光光点由所述三维激光扫描仪发射至待测物并反射至所述三维激光扫描仪，由光点在空 间中的飞行时间计算出待测物与所述三维激光扫描仪之间的距离。所述三维激光扫描仪 通过一旋转机构扫描光点的方式来实现大面积的测量，其所产生的测量结果为一具有三 维座标的点群(point cloud)。所述旋转机构有两个自由度，分别是水平角度^的旋转 (0-330度)以及垂直角度0 (50~130度)的旋转。旋转角度的分辨率最高为0.05度，相 对应的测量时间约为数分钟。在本实施例中，所述三维激光扫描仪经由所述高炉l的炉顶ll的人孔lll而架设于所 述高炉l内位于所述人孔lll附近。步骤S402启动所述三维激光扫描仪，以利用所述三维激光扫描仪测量取得一第一次 三维点群，所述第一次三维点群是相对于所述高炉l内壁的外形，如图5中曲线51所示。步骤S403取出所述三维激光扫描仪，以方便所述喷浆作业的机具2 (图3)从所述人 孔lll进入所述高炉l进行喷浆。步骤S404是对所述高炉1内壁进行喷桨作业，如图3所示。待喷浆作业完成后再将所 述机具2 (图3)从所述人孔lll吊出。步骤S405再架设所述三维激光扫描仪于所述高炉1内。在本实施例中，所述三维激 光扫描仪经由所述步骤S401的同一个人孔111而架设于所述高炉1内的同一位置。为了得 到准确的测量结果，使喷浆前后两次三维激光扫描仪的架设位置与角度不会相差过大， 且不会导致数据定位困难，本实施例在所述步骤S401及S405的架设过程中利用一电子式 水平仪的辅助，在架设过程中进行倾斜度的调整，使两次三维激光扫描仪在架设时的角 度不会相差过大，以减少误差。在本实施例中，所述电子式水平仪的型号为TESA clinobevel 2。步骤S406启动所述三维激光扫描仪，以利用所述三维激光扫描仪测量取得一第二次 三维点群，所述第二次三维点群是相对于所述高炉l内壁喷浆后的外形，如图5中曲线52步骤S407对比所述步骤S402的第一次三维点群及所述步骤S406的第二次三维点群， 以得到喷浆厚度T3，如图6所示。在本实施例中，对所述第一次三维点群及所述第二次 三维点群进行一迭代选取最近点(Iterative Closest Point, ICP)算法。所述迭代选取最 近点算法的功能将二个三维点群进行定位，使其中一个三维点群所属的座标系统经过旋 转及平移后，与另一个三维点群所属的座标系统叠合。在本实施例中，由于所述炉喉12 以下的部分因耐火材料的喷附而有明显的变化，所以不适合选取作为所述迭代选取最近 点算法的特征点。所述炉喉12以上的部分由于在喷浆前后均属于不变的结构，因此所述 迭代选取最近点算法选取所述高炉1的炉喉12以上外形所对应的点群作为特征点。所述喷浆厚度T3可由叠合后的点群加以计算而得。所述喷浆厚度T3的测量可以检验喷浆质量是否有厚薄不均的情形。在本实施例中，是在同一个人孔lll于喷浆前后各进行一次测量，然而可以理解的 是，也可以进一步在其它位置的人孔进行测量，即在二个或三个人孔进行测量，如此当 所有测量结果合并后可以呈现所述高炉1炉壁的360度完整全貌。在另一实施例中，所述步骤S402的第一次三维点群进一步包括相对于所述高炉l内 料面171的外形，且所述步骤S406的所述第二次三维点群进一步包括相对于所述高炉1内 喷浆后的料面的外形。同样地，利用所述步骤S407的对比方式后进一步可以得到回弹量 厚度T4 (图3)。所述回弹量厚度T4的评估可提供有利数据以协助现场人员与喷浆设备厂 商进行责任归属与划分。参考图7，显示本专利技术测量高炉炉壁残厚的方法的优选实施例的流程图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评估高炉内喷浆效果的方法，包括以下步骤：（ａ）测量取得一第一次三维点群，所述第一次三维点群是相对于所述高炉内壁的外形；（ｂ）对所述高炉内壁进行喷浆作业；（ｃ）测量取得一第二次三维点群，所述第二次三维点群是相对于所述高炉内壁喷浆后的外形；及（ｄ）对比所述步骤（ａ）的第一次三维点群及所述步骤（ｃ）的第二次三维点群，以得到喷浆厚度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宪文，郭士纲，
申请(专利权)人：中国钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[]