冶金设备衬砌侵蚀深度检测的装置及方法与流程

本发明涉及冶金设备的衬砌检测，具体的是用于检测电炉、钢包等冶金设备的耐高温衬砌侵蚀深度的装置和方法。
背景技术：
：电炉、钢包、渣罐等冶金设备，都是在容器内设置有耐火砖砌筑的衬砌，用于抵抗高温熔渣的侵蚀。随着设备使用次数增加，耐火炉衬不断被高温侵蚀而逐渐变薄，当耐火砖消耗到一定程度后必须进行修补或更换全新炉衬，否则容易出现烧穿漏液事故。为准确把握更换炉衬的时机，需要对衬砌侵蚀深度进行监控。以电炉为例，现行的衬砌侵蚀监控方法，主要有，在衬砌耐火砖内埋设温度传感器，利用温度传感器监测到的温度来判断耐火砖侵蚀深度，但温度与侵蚀深度没有绝对的对应关系，因此并不能得到精准的数据；也有人发明了专用的检测尺，例如申请号为200710011703.4的专利，其利用检测尺伸入炉体内部，测量实际的衬砌内径，与衬砌原始内径比较来计算侵蚀深度，此方法虽然理论上能得到准确的侵蚀深度，但每次检测必须等待炉温完全冷却，效率偏低，而且需要人工靠近炉体操作，工人难以保证检测尺正好处于水平状态，因此检测准确性低。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是：提供一种冶金设备衬砌侵蚀深度检测的装置以及相应的检测方法，不需等待设备完全冷却即可方便的进行衬砌侵蚀深度测量。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于冶金设备衬砌侵蚀深度检测的装置，包括支撑杆，所述支撑杆通过转轴转动连接有激光笔安装座，激光笔安装座设置有激光笔，激光笔安装座或激光笔设置有用于测量激光笔绕转轴转动角度的角度测量装置。进一步的，所述激光笔安装座设置有角度调节盘，角度调节盘设置有弧形槽，且弧形槽的弧形圆心位于转轴，支撑杆设置有穿过所述弧形槽的，且用于锁紧角度调节盘的角度调节螺钉。进一步的，所述支撑杆下部设置有底座，且支撑杆与底座表面垂直布局，底座下部设置有沿圆周均布的至少三个高度调节螺钉，高度调节螺钉的旋进方向与支撑杆长度方向平行。进一步的，所述角度测量装置为磁性吸附在激光笔安装座上的角度测量仪，所述激光笔的中轴线穿过所述转轴。冶金设备衬砌侵蚀深度检测方法，包括顺序进行的以下步骤：A、将衬砌侵蚀深度检测装置安装在具有全新衬砌的冶金设备旁预设的检测位置，所述衬砌侵蚀深度检测装置包括支撑杆，所述支撑杆通过转轴转动连接有激光笔安装座，激光笔安装座设置有激光笔，激光笔安装座或激光笔设置有用于检测激光笔绕转轴转动角度的角度测量装置；B、开启激光笔，让光点分别照射到不同层的衬砌砖缝处，并分别记录转轴转过的角度；C、冶金设备使用预设次数后，让衬砌侵蚀深度检测装置在原检测位置，对衬砌进行检测：开启激光笔，让光点沿砖缝，照射到被侵蚀后的衬砌内壁，并记录转轴转过的角度；根据已知的衬砌砖厚、测量记录到的转轴转过角度、以及三角函数关系，计算出该点位衬砌的侵蚀深度。进一步的，所述激光笔的中轴线穿过所述转轴；所述步骤B和C的具体方法为：开启激光笔对全新衬砌进行检测，让光点照射到衬砌砖缝处的第一点位，设激光笔光线与竖直线的夹角为a，设第一点位的衬砌内壁与转轴所在竖直线交点的间距为c，第一点位与转轴竖直高度为b，已知的衬砌砖厚为h；转动激光笔，让光点照射到第一点位高一层的衬砌砖缝处，为第二点位，记录转轴从第一点位移动到第二点位时转过的角度得到d；转动激光笔，让光点照射到第一点位高二层的衬砌砖缝处，为第三点位，记录转轴从第一点位移动到第三点位时转过的角度得到e；根据公式：tana=cb;tan(a+d)=cb-h;tan(a+e)=cb-2h;]]>和已知的h、d、e，计算出a、b和c；冶金设备使用预设次数后，让衬砌侵蚀深度检测装置在原检测位置，对衬砌进行检测：开启激光笔，让光点沿第一点位的砖缝，照射到被侵蚀后的衬砌内壁，即第四点位，记录转轴从第一点位移动到第四点位时转过的角度得到f，根据公式：tan(a+f)=c+xb;]]>得出x＝tan(a+f)×b-c；根据已知的f和已经计算出的a、b、c，计算得到第四点位衬砌的侵蚀深度x；同理，得出：xn＝tan(an+fn)×(b-n×h)-c；计算出比第一点位高n层砖缝处的侵蚀深度xn，其中an为比第一点位高n层砖缝处，照射在全新衬砌时读取到的角度；fn为比第一点位高n层砖缝处，光点从全新衬砌移动到侵蚀后点位时转过的角度。本发明的有益效果是：使用上述冶金设备衬砌侵蚀深度检测的装置以及检测方法，不需等待设备完全冷却，利用激光笔射出的光点以及激光笔的偏转角度来计算衬砌的侵蚀深度，测量过程更加方便，数据更加准确。附图说明图1是本发明的用于冶金设备衬砌侵蚀深度检测的装置的示意图；图2是利用本发明的装置对新衬砌进行测量时的示意图；图3是利用本发明的装置对侵蚀后衬砌进行测量时的示意图；图中附图标记为：底座1、高度调节螺钉11、支撑杆12、激光笔安装座2、激光笔21、角度调节盘22、弧形槽221、角度调节螺钉222、角度测量装置23、转轴24、衬砌9。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：用于冶金设备衬砌侵蚀深度检测的装置，包括支撑杆12，所述支撑杆12通过转轴24转动连接有激光笔安装座2，激光笔安装座2设置有激光笔21，激光笔安装座2或激光笔21设置有用于测量激光笔21绕转轴24转动角度的角度测量装置23。本发明的检测装置，用于安装在电炉、钢包等冶金设备旁边，用激光笔21照射到冶金设备的衬砌内壁，利用已知的衬砌砖厚和测量到的转动角度，依靠三角函数关系可以计算出衬砌被高温侵蚀的深度。具体的如图1所示：支撑杆12通过转轴24转动连接有激光笔安装座2，使激光笔安装座2可以绕转轴24转动，进而调整激光笔21射出的光线方向，激光笔安装座2或激光笔21设置有角度测量装置23，用于记录激光笔21绕转轴24转过的角度。例如使用时，可以将支撑杆12固定在冶金设备旁，操作激光笔21的光线照射到衬砌的某一层砖缝，然后转动激光笔安装座2，让激光笔21的光线照射到衬砌的另一层砖缝，人工读取计算角度测量装置23在两个点位改变的角度，用于后续计算。角度测量装置23可以是机械式的量角器，例如可以是支撑杆12上设置有角度盘，激光笔安装座2上位于转轴24处设置有指针，激光笔安装座2转动时，即可在角度盘上指示出不同的角度。角度测量装置23也可以是电子式的角度测量装置，例如可以是磁性吸附在激光笔安装座2上的角度测量仪，角度测量仪以数显方式显示当前角度，激光笔安装座2转动，角度测量仪显示的角度也改变。为便于单人进行装置操作，可以是所述激光笔安装座2设置有角度调节盘22，角度调节盘22设置有弧形槽221，且弧形槽221的弧形圆心位于转轴24，支撑杆12设置有穿过所述弧形槽221的，且用于锁紧角度调节盘22的角度调节螺钉222。即是，激光笔21照射到一个点位后，可以锁紧角度调节螺钉222，此时激光笔安装座2无法转动，便于读取角度测量装置23的数据；松开锁紧角度调节螺钉222，转动激光笔安装座2，让激光笔21的光线照射到衬砌的另一个点位，再次锁紧角度调节螺钉222，读取角度测量装置23的下一个数据。更优选的，可以是所述支撑杆12下部设置有底座1，且支撑杆12与底座1表面垂直布局，底座1下部设置有沿圆周均布的至少三个高度调节螺钉11，高度调节螺钉11的旋进方向与支撑杆12长度方向平行。使整个装置可以利用底座1平稳支撑放置，可以通过旋转高度调节螺钉11，来调节装置的水平度。采用本装置进行冶金设备衬砌侵蚀深度检测的方法，例如可以是包括顺序进行的以下步骤：A、将衬砌侵蚀深度检测装置安装在具有全新衬砌的冶金设备旁预设的检测位置，所述衬砌侵蚀深度检测装置包括支撑杆12，所述支撑杆12通过转轴24转动连接有激光笔安装座2，激光笔安装座2设置有激光笔21，激光笔安装座2或激光笔21设置有用于检测激光笔21绕转轴24转动角度的角度测量装置23；B、开启激光笔21，让光点分别照射到不同层的衬砌砖缝处，并分别记录转轴24转过的角度；C、冶金设备使用预设次数后，让衬砌侵蚀深度检测装置在原检测位置，对衬砌进行检测：开启激光笔21，让光点沿砖缝，照射到被侵蚀后的衬砌内壁，并记录转轴24转过的角度；根据已知的衬砌砖厚、测量记录到的转轴24转过角度、以及三角函数关系，计算出该点位衬砌的侵蚀深度。如图2所示，需要将检测装置安装在冶金设备旁，让激光笔21的光线可以照射到设备的内衬。具体的安装方法例如可以是将支撑杆12捆扎，粘接冶金设备旁，或者利用底座1平稳支撑等。随后需要先对全新衬砌进行测量，利用全新衬砌来反推检测装置的位置参数。例如图2所示，开启激光笔21，让光点分别照射到不同层的衬砌9砖缝处，并分别记录转轴24转过的角度；衬砌的砖厚是已知的，也就是说每层砖缝的间距是已知的，由于全新衬砌的每层砖缝处内壁内径均相同，因此利用三角函数关系和收集到的不同层砖缝所对应的角度可以计算出图2中每层砖缝的高度b、水平距离c以及角度a等，随后用于计算衬砌侵蚀深度。冶金设备使用预设次数后，例如图3所示，衬砌9的不同位置出现不同程度的侵蚀，让检测装置依然保持在原检测位置，即是保持检测装置与冶金设备具有全新衬砌时的相对位置。开启激光笔21，让光点沿砖缝，照射到被侵蚀后的衬砌9内壁，并记录转轴24转过的角度；找到该砖缝在全新衬砌时对应的角度a、高度b、水平距离c等数据，利用三角函数关系，可以计算出该点位衬砌的侵蚀深度x。根据激光笔21与转轴24的安装位置关系，计算公式会略有不同，优选的，可以是所述激光笔21的中轴线穿过所述转轴24。让激光光线正好位于计算三角形的斜边位置，便于简化计算。采用本装置，激光笔21的光点也可以是照射到砖缝之外的其他参考点，由于装置不需要伸入设备内部，因此不必等设备完全冷却，可以节省检测时间，操作环境也更加安全。以下以一次具体化的测量计算过程来进一步说明本检测方法：如图2所示实施例，激光笔21的中轴线穿过所述转轴24。开启激光笔21，让光点照射到衬砌砖缝处的第一点位，设激光笔21光线与竖直线的夹角为a，设第一点位的衬砌内壁与转轴24所在竖直线交点的间距为c，第一点位与转轴24竖直高度为b，已知的衬砌砖厚为h；转动激光笔21，让光点照射到第一点位高一层的衬砌砖缝处，为第二点位，记录转轴24从第一点位移动到第二点位时转过的角度得到d；转动激光笔21，让光点照射到第一点位高二层的衬砌砖缝处，为第三点位，记录转轴24从第一点位移动到第三点位时转过的角度得到e；根据公式：tana=cb;tan(a+d)=cb-h;tan(a+e)=cb-2h;]]>和已知的h、d、e，计算出a、b和c；冶金设备使用预设次数后，让衬砌侵蚀深度检测装置在原检测位置，对衬砌进行检测：开启激光笔21，让光点沿第一点位的砖缝，照射到被侵蚀后的衬砌内壁，即第四点位，记录转轴24从第一点位移动到第四点位时转过的角度得到f，根据公式：tan(a+f)=c+xb;]]>得出x＝tan(a+f)×b-c；根据已知的f和已经计算出的a、b、c，计算得到第四点位衬砌的侵蚀深度x；同理，得出：xn＝tan(an+fn)×(b-n×h)-c；计算出比第一点位高n层砖缝处的侵蚀深度，其中an为比第一点位高n层砖缝处，光点照射在全新衬砌时读取到的角度；fn为比第一点位高n层砖缝处，光点从全新衬砌移动到侵蚀后点位时转过的角度。例如比第一点位高1层砖缝处的侵蚀深度计算：x1＝tan(a+d+f1)×(b-h)-c；其中f1为沿第二点位砖缝移动到该层砖缝侵蚀后的衬砌内壁时转过的角度。当前第1页1 2 3