专利名称：用于填充炼焦炉组的炉室的平整装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于填充炼焦炉组的炉室的方法，其中通过至少一个设置在平整 杆上的测量装置和连接在测量装置上的计算单元在填充过程期间在炉室内部检测装料分 布，并根据所测得的装料分布对炉室进行附加的装填。本发明的主题还涉及一种用于实施 所述方法的平整装置。
背景技术：
在炼焦时，通过填充孔由能够在炼焦炉组上移动地设置的填充机对炼焦炉组的炉 室进行填充。这里对各单个填充孔的装填通常通过配设的、转速控制的输送蜗杆进行，所述 输送蜗杆通过装煤漏斗向炉室中填充炼焦煤。输送蜗杆的设计和在填充过程中对蜗杆转速 变化过程的调整特别是取决于炉室的体积、希望的填充时间、炼焦炉组的不同炉室的填充 顺序和填充机的装煤漏斗的尺寸。为了使在填充时形成的锥形料堆的炼焦煤均勻地分布， 设有一具有平整杆的平整装置，所述平整杆在炉室的上部区域中通过炉室门的一平整口导 入并在炉室的纵向上运动。在实践中已知，在填充机运行时，确定在填充孔下方利用用于蜗杆转速变化过程 的基本设置所达到的填充高度，并由此估算出填充程度，其中根据所述估算对蜗杆转速进 行适应调整，以便实现改善的煤填塞。所获得的设置用作炼焦炉组长时间运行的基础并可 以通过重复测量填充孔下方的填充高度或通过在出料(Ausdrilcken)时确定焦饼轮廓来检查。由DE 10 2005 007 164A1已知一种用于填充炼焦炉组的炉室的、具有前面所述 特征的方法，其中具有接触传感器的测量装置设置在平整杆的头部上。测量装置检测与通 过填入的炼焦煤形成的锥形料堆进入接触和脱离接触的情况。由计算单元由测量信号获得 装料分布，其中根据该信息可以附加地对炉室进行装填。这里只有当所形成的锥形料堆达 到平整杆的高度并且炉室已经基本上填满时，才能确定装料分布。所述方法的精度也需要 改进，因为由接触传感器的信号出发不能获知锥形料堆的精确形状。这样各锥形料堆的斜 度可能很强烈地取决于用于炼焦的炼焦煤的尺寸分布和表面结构并不能轻易地预先确定。文献DE 10 2005 010 114A1涉及一种用于控制炼焦炉的操作装置的方法和系 统，由该文献已知，在填充过程中在炉室的填充孔下方确定填充高度。根据这样获得的信息 只能粗略地估算沿纵向的装料分布，因为各单个填充孔之间的精确填充高度是未知的。此 外，可以在出料时确定焦饼表面的轮廓，其中由于在炼焦过程中炼焦煤的收缩特性由所获 得的数据只能以一定的不确定性确定此前在填充炉室时实现的装料分布和填充程度。此 外，由事后对焦饼轮廓的评估出发只能对后面的填充进行调整，其中无法对在填充时无法 完全再现的波动进行考虑和补偿。
发明内容
基于这个背景，本发明的目的是，给出一种用于填充炼焦炉组的炉室的方法，利用所述方法能够实现特别均勻的装料分布并提高炉室的填充程度。由具有前面所述特征的方法出发，根据本发明这样来实现所述目的，即，通过至少 一个测量装置沿炉室的纵向和横向无接触地测得三维的料位轮廓。通过确定所述三维的料 位轮廓，可以在填充时直接精确地确定装料分布的均勻度和填充程度。这样通过借助计算 单元进行的直接评估可以连续地计算出需要附加地添加的炼焦煤的体积，其中根据实际测 得的装料分布和装料体积能够实现符合需求地控制填充过程。这样例如可以在填充装置中 设置分别配设于炉室的一个填充孔的输送蜗杆，各所述输送蜗杆各自的转速在填充过程中 能够相互独立地控制。这里可以不受限制地只对于炉室的直接由测量装置行进通过的部分 或整个炉室确定直至最大填充量所剩余的空容积。这里，当对测量信号进行快速评估时，也 可以实现对控制信号进行直接的、在填充过程中持续进行的匹配调整。通过无接触地确定三维的料位轮廓，在填充过程中可以提早地进行精确的控制。 在由DE 10 2005 007 164A1已知的构型中，在各填充孔中的一个下方的过高或过低的填 充只能随着相应的锥形料堆与平整杆发生接触才能识别，其中，此时由于对输送蜗杆的转 速进行经调整的控制和由于利用平整杆进行的多次平整，可能会出现填充过程明显的减 慢。与此相反，根据本发明，已经可以提早以非常高的精度确定装料轮廓并确保均勻的填 充，从而能在较短的填充时间内时间实现最佳的填充。由于测量装置无接触地工作，还可以 将通过机械载荷导致的磨损的危险降至最低。通过测量装置无接触地确定料位轮廓例如可以利用激光束、微波和/或超声波通 过至少一个测量射线或测量射束来实现。测量装置可以不受限制地设置在平整杆前端上的 构成为推铲板的平整部分上或设置在平整杆的连接在该平整部分上的承载部分上。这里测 量装置沿纵向的位置能够以简单的方式由平整杆的路程信号确定，该路程信号例如由平整 杆的控制件、中央的控制装置或设置在平整杆上的位移传感器提供。在通过计算单元三维地确定装料分布时，通常在离散的点处进行填充高度的确 定，这些点沿炉室的纵向和横向形成网格，其中可以通过插值法确定中间值。这里沿横向优 选直接到炉室的边缘测定装料分布，以便尽可能精确地确定填充体积，其中适宜地沿横向 在炉室的宽度上和沿纵向在炉室的两个填充孔的距离上分别设有至少五个网格点。但优选 设置更为精细的空间分辨率，其中低于所填充的炼焦煤的常见颗粒尺寸的分辨率尽管利用 合适的测量系统可以实现，但通常是不必要的。可选地，也可以附加地确定到炉室顶盖的距 离，并且为了控制填充和/或检查平整杆的正确定位而考虑该距离。在由现有技术已知的用于填充炼焦炉组的炉室的方法中，平整杆始终以预先确定 的方式运动，而在本发明的一个改进方案中设定，平整杆由计算单元根据所测得的三维的 料位轮廓沿炉室的纵向定位，由此能够进一步降低填充时间并改进填充的结果。在一个优选的实施形式的范围内设定，在平整杆上设置至少两个无接触工作的、 沿平整杆的纵向相互隔开距离的测量装置。利用多个相互隔开距离的测量装置能够在沿炉 室纵向的不同位置处同时沿横向测定料位轮廓，从而在填充期间可以在总体上实现装料分 布测量的改进的精度，特别是由于在填充过程中，填充高度在炉室的不同区域内是持续改 变的。此外，在一个测量装置或一部分测量装置发生故障时，通过剩余的仍能工作的测量装 置仍可以实现装料分布的确定，尽管是以降低的精度。尽管在炉室内部存在的温度、在炉室内部形成的焦炉煤气的腐蚀性气体组分以及包含在焦炉煤气中的颗粒状固体，在本发明的方法的范围内，仍出人意料地可以实现所述 无接触工作的并与平整杆一起直接引入炉室中的测量装置的可靠运行。为了进一步提高根 据本发明的方法的可靠性，可以为所述至少一个测量装置设置清洁装置。这样在填充过程 中能够用分开输送的冲刷介质、例如空气对测量装置进行环绕冲刷。附加地或可选地，也可 以在炼焦炉组不同的炉室的填充过程之间给所述至少一个测量装置提供化学的和/或机 械的清洁。最后还可以将所述至少一个测量装置的一些部件这样设置在平整杆上，使得即 使在填充过程期间这些部件也设置在炉室的外部。这样测量装置例如可以具有镜子/反射 镜、光导体、空心导体或类似部件，其中测量装置的电子构件在平整装置运行期间位于待填 充的炉室的外部。本发明的主题还有根据权利要求5的用于实施前面所述方法的平整装置。后面的 各权利要求6至9涉及该平整装置的有利的实施形式。
下面根据只示出一个实施例的附图来说明本发明。附图示意性地示出图1示出在填充过程期间炼焦炉组地一个炉室的水平剖视图；图2示出在一个可选的实施形式中根据图1的布置形式。
具体实施例方式在图1中示出在填充过程期间一炼焦炉组的一个炉室1。为此，一能在炼焦炉组上 移动的填充机2设有多个输送装置3，所述输送装置分别配设于炉室1的一个填充孔4。输 送装置3分别包括一转速受控制的并连接在一共同的计算单元5上的输送蜗杆6，各所述 输送蜗杆通过一装煤漏斗8向配设的填充孔4中输送炼焦煤7。为了实现炼焦煤7在炉室 1内均勻的分布，平整杆9通过一侧向的炉室门10中的平整口导入炉室1中并沿纵向移入 和移出。在平整杆9的前端上设置无接触工作并连接在计算单元5上的测量装置11，利用 该测量装置沿纵向和沿横向测定三维的料位轮廓。由对于炉室1的一部分或对于整个炉室 1测得的料位轮廓持续地计算所要添加的炼焦煤7的体积，以便实现最佳的填充，其中通过 计算单元5对可单独响应的输送蜗杆6进行相应的控制。如图1所示，在填充孔4下方形成的各单个锥形料堆达到平整杆9的高度之前，已 经可以利用测量装置11提早测定料位。特别是通过通过对装料堆的表面直到炉室1的边 缘进行三维扫描，能够精确地确定各单个锥形料堆沿纵向和横向的斜度，并也可以精确地 确定锥形料堆沿纵向和横向的偏移量。由测量装置11的测量值可以持续地精确地确定已 经填入的炼焦煤7的体积和附加的装填所需要的量。这样已经可以提早实现均勻的填充， 由此能够缩短填充时间。图2示出一个实施形式，在该实施形式中与图1不同按相互间均勻的间距在平整 杆9上设置三个测量装置11。通过所述三个测量装置11可以沿纵向同时在不同的位置处 在炉室1的宽度上记录料位轮廓，从而可以进一步提高测量精度。特别是当这些测量装置 11中的一个测量装置发生故障时，在应急急运行中，仍可以通过剩余的能工作的测量装置 11确定填充高度/料位。在由现有技术已知的构型中，平整杆9按预先确定的方式移入和移出，而根据本发明平整杆9在填充过程期间可以根据所测得的三维料位轮廓沿炉室1的纵向可变地定 位。 通过至少一个测量装置11对料位轮廓的确定例如可以通过激光束、微波和/或超 声波进行。通过无接触地确定填充高度还可以避免测量装置11的机械磨损。为了能够提 高测量装置11的可靠性，可以通过清洁装置对测量装置进行清洁或保护测量装置防止受 到污染。此外还可以这样来设置测量装置11的敏感部件，使得即使在填充期间在平整过程 中这些部件也位于炉室的外部。
权利要求
用于填充炼焦炉组的炉室(1)的方法，其中通过至少一个设置在平整杆(9)上的测量装置(11)和一连接在测量装置(11)上的计算单元(5)在填充过程期间在炉室(1)的内部沿纵向测定装料分布，并根据测得的装料分布对炉室(1)进行附加的装填，其特征在于，通过所述测量装置(11)沿炉室(1)的纵向和横向无接触地测定三维的料位轮廓。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过计算单元(5)由所述三维的料位轮廓对 于炉室(1)的一部分或整个炉室(1)计算出直到最大填充量所剩余的空容积，其中，随后在 填充过程期间以相应的附加填充量进行装填。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由所述计算单元(5)根据所测得的三维 的料位轮廓沿炉室(1)的纵向对平整杆(9)定位。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过填充机(2)填充所述炉 室(1)，其中填充机(2)具有多个输送装置(3)，这些输送装置分别配设给炉室(1)的一个 填充孔(4)并相互独立地通过计算单元(5)控制。
5.用于实施如权利要求1至4中任一项所述的方法的平整装置，包括能导入炼焦炉组 的炉室(1)中的平整杆(9)，其特征在于，在平整杆(9)上设置无接触工作的并连接在一计 算单元(5)上的测量装置(11)，用于确定三维的料位轮廓。
6.如权利要求5所述的平整装置，其特征在于，所述测量装置(11)构造成激光测量装置。
7.如权利要求5或6所述的平整装置，其特征在于，在平整杆(9)上设置至少两个无接 触工作的、沿纵向相互隔开距离的测量装置(11)。
8.如权利要求5至7中任一项所述的平整装置，其特征在于，设有用于所述至少一个测 量装置(11)的清洁装置。
9.如权利要求5至8中任一项所述的平整装置，其特征在于，所述至少一个测量装置 (11)具有镜子、光导体、空心导体或类似部件，其中测量装置(11)的电子构件这样设置，使 得这些电子构件在平整装置工作时设置在待填充的炉室(1)的外部。
全文摘要
本发明涉及一种用于填充炼焦炉组的炉室(1)的方法，其中通过至少一个设置在平整杆(9)上的测量装置(11)和一连接在测量装置(11)上的计算单元(5)在填充过程期间在炉室(1)的内部沿纵向检测装料分布，并根据测得的装料分布对炉室(1)进行附加的装填。根据本发明，通过至少一个测量装置(11)沿炉室(1)的纵向和横向无接触地测定三维的料位轮廓。本发明的主题还涉及一种用于实施所述方法的平整装置，它包括无接触工作的、设置在平整杆(9)上的测量装置(11)。
文档编号G01S17/08GK101878282SQ200880118040
公开日2010年11月3日 申请日期2008年11月6日 优先权日2007年11月28日
发明者F-J·许克, P·托马斯 申请人:犹德有限公司