高炉料面检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种高炉3D检测系统，具体的说是高炉料面检测装置。

背景技术：

在高炉炼铁工艺中，需要对炉顶的料面进行检测，通过检测的料面参数来控制给料装置的布料过程，最终实现高炉控制工艺需要的理想布料模型，所以高炉料面检测系统是高炉专家系统必不可少的一个检测系统，是达到最佳布料模型，提供高炉运行效率，实现节能降耗，挺高高炉经济效益的重要保障。

早期的高炉炉顶料面检测，是使用单点雷达测量料位来替代料面的，但是高炉炉顶料面是个比较大的范围，通常是采用多套单点雷达在不同的位置进行测量。不过因为高炉炉顶的料面变化是一个动态的过程，炉身的反应中原料一直被消耗，炉顶的料面也在不断地下降，料面下降的过程中由于压力的不均衡，炉顶的料面也会产生变化，这就需要布料系统有针对性的布料，才能达到最佳的布料模型，但是采用多套单点雷达的方法，并不能准确的反应料面的情况，也就无法做到达到最佳的布料模型。基于这种情况，后来出现了以检测半径或直径为主的料面检测系统，这种系统的特点是检测其中一条半径上或直径上的大量的点（几十点到上百点），把这条半径或直径准确地模拟出来，并把这条半径或直径作为整个料面的典型特征来处理。这种方法比早期的方法进步很多，但是仍然达不到真正反映3D料面以实现最佳布料模型的要求，而且这种方法通常需要一个大型的伸缩机械臂从炉顶的侧壁开口深入进去，携带雷达探头并辅助雷达进行半径或直径上的多点测量。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供一种高炉料面检测装置，能有效检测出高炉炉顶料面的3D模型，为高炉的专家控制系统的布料控制提供准确的参数。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

一种高炉料面检测装置，其特征在于：它包括轮廓仪系统、六轴机器人、密封罩、焊接罩、雷达头、吹扫装置、石英玻璃和法兰；

高炉的炉顶侧壁上设有一开口，焊接罩焊接在开口上，密封罩设于焊接罩上部，密封罩和焊接罩之间通过法兰连接，石英玻璃设于法兰中间并通过法兰固定；六轴机器人一端固定在密封罩内，六轴机器人另一端夹具上固定雷达头，雷达头将检测到的实时信号传送到轮廓仪系统，吹扫装置设于密封罩一侧并与密封罩内连通实现对其内部的吹扫，吹扫装置还通过吹扫管路连接到石英玻璃内侧实现对石英玻璃上接触到的粉尘的吹扫。

所述的高炉料面检测装置，其特征在于：所述吹扫装置通过氮气进行吹扫。

本实用新型的有益效果是：通过在高炉炉顶倾斜的顶壁开耐温耐压视窗口，并采用了小型的机器人代替了伸缩机械臂等伺服驱动机构，利用机械手固定住雷达探头，可以实现雷达探测路径的柔性化设计，比如沿着螺旋曲线或者很多的同心圆来运动，从而充分地探测到高炉炉顶料面的各个位置，最后根据计算形成真正的3D料面模型，这种方法也不需要大型的机械装置伸入到高温高压的炉顶腔体内，降低了成本，简化了维护量。

本实用新型可以实时检测到高炉炉顶真实的3D料面变化，为高炉专家控制系统布料模型的控制，提供了真实有效的数据，可以有效地改善高炉炉内原料的分布情况，提高透气性，降低焦比，降低成本，降低能耗，减少CO₂的排放量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为使用六轴机器人实现的柔性化可变扫描路径图。

具体实施方式

如图1所示：一种高炉料面检测装置，它包括轮廓仪系统1、六轴机器人2、密封罩3、焊接罩4、雷达头5、吹扫装置6、石英玻璃7和法兰8；

高炉10的炉顶侧壁上设有一开口，焊接罩焊接在开口上，密封罩设于焊接罩上部，密封罩和焊接罩之间通过法兰连接，石英玻璃设于法兰中间并通过法兰固定；六轴机器人一端固定在密封罩内，六轴机器人另一端夹具上固定雷达头，雷达头将检测到的实时信号传送到轮廓仪系统，吹扫装置设于密封罩一侧并与密封罩内连通实现对其内部的吹扫，吹扫装置还通过吹扫管路9连接到石英玻璃内侧实现对石英玻璃上接触到的粉尘的吹扫；所述吹扫装置通过氮气进行吹扫。

使用时，轮廓仪系统安装在高炉顶部倾斜的侧壁上，在侧壁上开口并把焊接罩焊接在开口上，焊接罩跟密封罩直接采用法兰连接，法兰把石英玻璃密封固定住，此石英玻璃既可以隔离炉顶内部的高温高压，也不遮挡雷达波；在密封罩里，固定一个小型六轴机器人，在六轴机器人前端的夹具上，固定住雷达探头，雷达探头的运动路径由机器人控制，可以实现各种复杂变化的检测路径，实现炉顶里面的全料面3D测量。为了保护这个密封罩内的整个测量装置，在密封罩外设置了吹扫装置，引入仪表用氮气进行吹扫，对密封罩内部进行正压吹扫以防止粉尘以及高温的影响，同时还引出吹扫管路通过法兰对石英玻璃接触炉内气体的一侧进行吹扫，保证石英玻璃不被粉尘所附着和污染，不影响雷达波的检测。雷达检测的实时信号传送到3D料面显示及数据传输系统，可以实时地显示3D料面的情况，并把料面数据传送到用户的高炉专家控制系统。

图2所示，采用机器人带动雷达头运动，可以实现各种复杂的扫描路径，这些复杂的路径是传统的固定伺服驱动结构非常难以实现的，通过机器人实现了雷达头的同心圆路径扫描，螺旋线路径扫描，多直径路径扫描，把各种路径扫描结果综合起来得到的测算结果，可以非常精确的反映出高炉炉顶料面的真实3D情况，真正辅助高炉专家系统实现想要的布料模型。