一种干熄炉炉内焦炭料面测量装置及方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202310905005.8 | 申请日 | 2023-07-21 |
| 公开(公告)号 | CN117191155A | 公开(公告)日 | 2023-12-08 |
| 申请人 | 鞍钢股份有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 赵华; 廖相巍; 甘秀石; 刘福军; 王超; 朱庆庙; 赵振兴; | 第一发明人 | 赵华 |
| 权利人 | 鞍钢股份有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 鞍钢股份有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：辽宁省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：辽宁省鞍山市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区 | 邮编 | 当前专利权人邮编：114021 |
| 主IPC国际分类 | G01F23/296 | 所有IPC国际分类 | G01F23/296 ; C10B39/02 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 3 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 大连东方专利代理有限责任公司 | 专利代理人 | 李洪福; |
| 摘要 | 本 发明 提供了一种干熄炉炉内 焦炭 料面测量装置及方法，涉及焦炭 冶炼 技术领域，装置包括： 角 度测量仪、 超 声波 测距仪、显示终端和 信号 转换 控制器 ；所述 超声波 测距仪沿固定路径进行摆动；所述信号转换控制器接收实时距离 光信号 并转换成实时距离 电信号 发送至显示终端，所述信号转换控制器接收夹角值光信号并转换成实时夹角电信号发送至显示终端；所述显示终端接收多个实时距离电信号和实时夹角电信号，并绘制成焦炭料面曲线在显示屏上进行显示。本发明通过对干熄炉炉内焦炭实时料面进行显示和监测，可以有针对性检查单独只进行装焦操作时干熄炉焦炭料面前后变化，单独只排焦操作时干熄炉焦炭料面前后变化，即可判断排焦状况。 | ||
| 权利要求 | 1.一种干熄炉炉内焦炭料面测量装置，其特征在于，包括：角度测量仪(3)、超声波测距仪(4)、显示终端(1)和信号转换控制器(2)； |
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| 说明书全文 | 一种干熄炉炉内焦炭料面测量装置及方法技术领域背景技术[0002] 在干熄焦工艺过程中，红焦从干熄炉顶部装入，低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内，吸收红焦显热，冷却后的焦炭从干熄炉底部排出，从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦工艺锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽，冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉，惰性气体在封闭的系统内循环使用。 [0003] 干熄焦焦炭料面曲线是直接检测干熄焦炉内焦炭料面的凹凸起伏状态，能直接反映出干熄焦系统装焦均衡性、排焦均衡性、也能一定程度上反映出炉内焦炭均匀冷却以及炉内冷却气流分布状态等相关信息，有助于干熄焦生产操作提供一定的参考，但干熄焦炉内扬尘大、环境温度高等原因使干熄焦焦炭料面曲线检测十分困难。 [0004] 目前国内外干熄焦炉内焦炭料面无相关已应用测量技术和装置，仅有对干熄焦炉内焦炭料面某点料位进行测量的手段。料位无法对干熄焦炉内装焦状态或排料状态进行有效的评价，和对干熄焦装焦偏析或排焦偏析现象进行有效检测和评价。当干熄焦冷却段上下段四点温度偏差大或排料温度偏高时，无法进行快速、准确地分析判断及采取对应的处理措施，导致干熄焦生产操作调整时间长，干熄焦只能低负荷生产，严重影响干熄焦干熄率、蒸汽发生量和干焦的产量。因此迫切需要进行干熄焦焦炭料面曲线技术及其相关装置研制，有助于提高干熄焦系统装焦均衡性、排焦均衡性，改善干熄焦炉内循环气体均匀分布、改善冷却段温度分布、从而降低风料比，提高干熄焦运行的经济型和安全性的目的。 发明内容[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种干熄炉炉内焦炭料面测量装置及方法，以解决现有技术无法对干熄炉冷却段的焦炭料面进行测量的技术问题。 [0006] 本发明采用的技术手段如下： [0008] 所述角度测量仪与超声波测距仪设置于干熄炉炉口中心处上方；所述超声波测距仪沿固定路径进行摆动，所述超声波测距仪通过超声波测量干熄炉炉口到任意一点料面的实时距离并将实时距离光信号发送至信号转换控制器，所述角度测量仪测量超声波测距仪摆动时超声波测距仪与水平线的夹角值并将夹角值光信号发送至信号转换控制器； [0009] 所述信号转换控制器接收实时距离光信号并转换成实时距离电信号发送至显示终端，所述信号转换控制器接收夹角值光信号并转换成实时夹角电信号发送至显示终端； [0010] 所述显示终端接收多个实时距离电信号和实时夹角电信号，并绘制成焦炭料面曲线在显示屏上进行显示。 [0011] 进一步地，所述固定路径如下：取干熄炉冷却段的横截面，以过横截面的圆心的一条线为L1，以过横截面的圆心的另一条线为L2，L1与L2垂直，L1与横截面的交点分别为C1和C3，L2与横截面的交点分别为C2和C4，所述固定路径先由C1至C3，然后由C2至C4。 [0012] 本发明还提供了一种干熄炉炉内焦炭料面测量方法，基于上述任一项干熄炉炉内焦炭料面测量装置实现，包括如下步骤： [0013] 使超声波测距仪沿固定路径中的C1至C3进行摆动，此时超声波测距仪测量实时距离为Li，角度测量仪测量实时角度为θi，并将实时距离Li和实时角度θi通过信号转换控制器发送至显示终端； [0014] 在θi≤90°时，出现第一个Li×cosθi<(b/2)时，此时为干熄焦炉内焦炭料面第一个测量点，通过显示终端记录并显示干熄焦炉内焦炭料面高度a‑Li×sinθi； [0015] 在θi>90°时，干熄焦炉内焦炭料面高度即为：a‑Li×cos(θi‑90°)，当出现第一个Li×sin(θi‑90°)＝(b/2)时，即作为干熄焦炉内焦炭料面最后一个测量点，通过显示终端记录并显示干熄焦炉内焦炭料面高度即为：a‑Li×cos(θi‑90°)；其中，a为干熄炉冷却段底部至干熄炉炉口距离，b为干熄炉冷却段直径，单位为米； [0016] 在显示终端将干熄焦炉内焦炭料面第一个测量点至最后一个测量点依次连接起来，得到干熄炉炉内C1、C3对角线方向上焦炭料面曲线； [0017] 使超声波测距仪沿固定路径中的C2至C4进行摆动，重复上述步骤，得到干熄炉炉内C2、C4对角线方向上焦炭料面曲线； [0018] 将干熄炉炉内C1、C3对角线方向上焦炭料面曲线和干熄炉炉内C2、C4对角线方向上焦炭料面曲线进行组合，得到干熄炉炉内焦炭实时料面。 [0019] 较现有技术相比，本发明具有以下优点： [0020] 本发明通过设置干熄炉炉内焦炭料面测量装置和方法，实现了对干熄炉炉内焦炭实时料面监测，可以有针对性检查单独只进行装焦操作时干熄炉焦炭料面前后变化，即可判断干熄炉料钟是否合适或磨损严重需要更换；单独只排焦操作时干熄炉焦炭料面前后变化，即可判断排焦状况。附图说明 [0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0022] 图1为本发明测量装置结构示意图。 [0023] 图2为本发明固定路径示意图。 [0024] 图中：1、显示终端；2、信号转换控制器；3、角度测量仪；4、超声波测距仪；5、干熄炉冷却段。 具体实施方式[0025] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。 [0026] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0027] 如图1和图2所示，本发明提供了一种干熄炉炉内焦炭料面测量装置，包括：角度测量仪3、超声波测距仪4、显示终端1和信号转换控制器2；角度测量仪3与超声波测距仪4固定在一起，使角度测量仪3测量角度和超声波测距仪4测量角度相等。 [0028] 所述角度测量仪3与超声波测距仪4设置于干熄炉炉口中心处上方；所述超声波测距仪4沿固定路径进行摆动，所述超声波测距仪4通过超声波测量干熄炉炉口到任意一点料面的实时距离并将实时距离光信号发送至信号转换控制器2，所述角度测量仪3测量超声波测距仪4摆动时超声波测距仪4与水平线的夹角值并将夹角值光信号发送至信号转换控制器2； [0029] 所述信号转换控制器2接收实时距离光信号并转换成实时距离电信号发送至显示终端1，所述信号转换控制器2接收夹角值光信号并转换成实时夹角电信号发送至显示终端1； [0030] 所述显示终端1接收多个实时距离电信号和实时夹角电信号，并绘制成焦炭料面曲线在显示屏上进行显示。 [0031] 所述固定路径如下：取干熄炉冷却段5的横截面，以干熄焦料钟在装入装置悬挂横梁平行，且过横截面的圆心的一条线为L1，以过横截面的圆心的另一条线为L2，L1与L2垂直，L1与横截面的交点分别为C1和C3，L2与横截面的交点分别为C2和C4，所述固定路径先由C1至C3，然后由C2至C4，从而提高与干熄焦料钟分布器和焦料面检测的对应性。 [0032] 本发明还提供了一种干熄炉炉内焦炭料面测量方法，基于干熄炉炉内焦炭料面测量装置实现，包括如下步骤： [0033] 沿着干熄炉冷却段C1、C2、C3、C4任一一点测温点位置为测量起始方向，摆动超声波测距仪沿C1、C3对角线从0度至180度竖直截面上进行测量距离，测量实时角度为θi，测量实时距离为Li。并将实时距离Li和实时角度θi通过信号转换控制器2发送至显示终端1； [0034] 在θi≤90°时，出现第一个Li×cosθi<(b/2)时，此时为干熄焦炉内焦炭料面第一个测量点，通过显示终端1记录并显示干熄焦炉内焦炭料面高度a‑Li×sinθi； [0035] 在θi>90°时，干熄焦炉内焦炭料面高度即为：a‑Li×cos(θi‑90°)，当出现第一个Li×sin(θi‑90°)＝(b/2)时，即作为干熄焦炉内焦炭料面最后一个测量点，通过显示终端1记录并显示干熄焦炉内焦炭料面高度即为：a‑Li×cos(θi‑90°)；其中，a为干熄炉冷却段5底部至干熄炉炉口距离，b为干熄炉冷却段5直径，单位为米； [0036] 可以根据干熄焦炉型大小和实际需求，通过选择摆动超声波测距仪的速度和测量点的时间间隔来控制具体实际需要的焦炭料面测量点数，在显示终端1将干熄焦炉内焦炭料面第一个测量点至最后一个测量点依次连接起来，得到干熄炉炉内C1、C3对角线方向上焦炭料面曲线； [0037] 使超声波测距仪4沿固定路径中的C2至C4进行摆动，重复上述步骤，得到干熄炉炉内C2、C4对角线方向上焦炭料面曲线； [0038] 将干熄炉炉内C1、C3对角线方向上焦炭料面曲线和干熄炉炉内C2、C4对角线方向上焦炭料面曲线进行组合，得到干熄炉炉内焦炭实时料面。 [0039] 在只装焦不排焦时，观测干熄炉炉内焦炭实时料面左右对称性，就可以看出装焦均匀性，判断装焦料钟分布器各个方向磨损均衡性或料钟直径尺寸是否合适； [0040] 在只排焦不装焦时，观测干熄炉炉内焦炭实时料面左右对称性，就可以看出排焦均匀性，判断用于指导干熄焦排焦系统上圆周方向调节棒，以控制排焦均匀性。 [0041] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。 |
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