[发明专利]吸风烧结料层激光测厚装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于炼铁吸风烧结工艺中烧结机布料厚度检测装置。

背景技术

炼铁吸风烧结工艺中烧结机布料厚度是烧结过程的重要参数，也是考核操作的重要指标之一，因缺乏合适的检测装置，一般由操作人员直接目测，再根据人工测量的点火料层厚度，加上经验的料层收缩率，调节园辊布料机的转速以改变料层厚度，因此操作滞后，料层不稳定。影响烧结块的块度、转鼓率及脱硫率，从而影响高炉炼铁效果及能耗。该测量装置高精度的科学研发，对炼铁工业的生产、节能、降耗将起到巨大的作用。

目前吸风烧结机向大型化方向发展，台车宽度大，限于园辊布料机的宽度，一般在台车宽度上要装6组或以上的检测装置。

“攀钢”王阿虎等推出了经实际考验的平面滚筒测料面的专利，见图3，料面使滚筒抬高或降低，引起滚筒两支承臂旋转角度，经多道滑轮带传递到角位移编码器，反映出料层高低,这种装置传递环节多，滑轮间隙及直径偏差，钢丝绳的胀缩，配重等都会影响精度，据报精度为5mm，较低，该机构显得繁琐,维护量相对大，在台车宽度同一截面上信号基准难统一。它的优点是，同时得到截面测量值，测量滚筒对料层面起一定的平整作用。

国内其它原理的测厚设备用不好，其原因主要是：

1．难以解决料位计由点测定如何适应烧结机要求的一段线扫描求平均料位问题；

2.同时如何能使扫描时间高速，以便不受烧结机台车行进速度的影响；

3.再就是如何与前面圆辊布料机调料的协调配合；

4.由于圆辊布料机处上有料仓，后有点火炉测定料层处的环境恶劣，工作状态下难以检修、维护。再好的检测装置，如果不好检修、维护，也是坚持不下的；

5. 测定精度应达到额定料层厚的1%，才能对烧结操作起良好作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量精度高、机构简约、维护容易的吸风烧结料层激光测厚装置。

本发明提供的这种吸风烧结料层激光测厚装置，包括能随烧结料的行进不断滚动的若干配重测量辊、能分别射向各配重测量辊中心顶面的激光测距仪、用于处理激光测距仪测量数据的工控计算机，所述配重测量辊安装在支架座上，并且各配重测量辊中心线在同一直线上与烧结机台车边线垂直，各激光测距仪安装在烧结机外侧的一立柱上，分别记下各自激光头与相应配重测量辊上测量点的距离X和激光俯角Φ，激光测距仪通过串口通信总线或模入数据卡将测量数据送至所述工控计算机，由计算机算出料层厚度值。

所述激光测距仪镜头前设有防尘微正压吹气装置。

本发明吸风烧结料层激光测厚装置测量时，激光测距仪采集激光头到配重测量辊测距点的距离X和激光俯角Φ，而激光头到布料层底边距离H及配重测量辊直径D由于都是常量，已经预先设置好，工控计算机将按照H-D-XCOSΦ得到各测量点处的布料厚度，该厚度即代表该配重测量辊测出的平均厚度，然后再根据这个厚度计算出总布料厚度的平均值。

本发明首次将激光测距方法应用到炼铁烧结机料层测定领域，从而很好地解决了料层测定这一重要难题，本发明包括如下优点：

1.测量精度高。即使在10m范围内，具有分辨率达1-2mm的高精度。可很好保持在料层总厚的1%范围内；

2.测量头不接触式直接测定，减少传递环节。装在烧结机外环境较好的立柱上，维持镜前正压，减少了恶劣环境影响；

3.方便安装、维护环境好，可随时整定调试，简易维护；

4.高速测量。激光测距仪采样速度在100ms、20ms及更小，克服了烧结机行进速度30mm/s左右的影响，易实现同步群测，与辊式布料机配合，同步群控；

5. 由于配重测量辊在烧结料上利用自重摩擦力随着烧结料的行进而产生滚动，简易地解决了行进料横截面料高的平均测量问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是用于本发明的信息采集系统图。 

图3是现有技术的结构示意图。

具体实施方式

从图1可以看出本发明具有激光测距仪1、立柱2、航空接插件3 、工控计算机5、支座8、连杆9、配重测量辊10。支座8和连杆9是用于安装配重测量辊10的，连杆9一端与支座8铰接，另一端与配重测量辊10可转动地连接，形成测辊组件，该测辊组件的安装应在烧结机头部的辊式布料机后100-200mm处悬空架梁，将支座8固定在上面，制作时应配合布料机宽度，配重测量辊10的直径及重量对烧结层7表面有整平作用，又能随烧结料的行进不断滚动，配重测量辊10的数量应根据辊式布料机数量来确定，本实施例采用的是六个，各辊筒中心线应在同一直线上，并与台车边线垂直。立柱2设置在烧结机外侧，激光测距仪1固定在立柱2上，激光测距仪1的数量与配重测量辊10的数量相同，一个激光测距仪1采集一个配重测量辊上的数据。主要是采集激光头与配重测量辊10上测量点的距离X和激光俯角Φ。激光测距仪1的输出端有航空接插件3，采集的数据信息经航空接插件3并经串口通信总线或模入数据卡4输至工控计算机5（见图2）。工控计算机5接收到各测量点的数据，将根据H-D-XCOSΦ算出各测量点的料层厚度值，每个测量点测得的料层厚度值代表着每个配重测量辊测量的平均值，在本实施例中即代表1/6宽料层厚度，最后进一步算出这些值的平均值即为烧结层7的平均厚度值。将该值发送至烧结DCS监控系统控制各辊式布料机调料。激光测距仪镜头前设有防尘微正压吹气装置11，打开防尘微正压吹气装置11，风从镜头前管侧面开孔吹入，从镜头前管口出，调整到微微有风出就说明镜头无积尘。在烧结机进料运行后，利用本发明装置即可在工控计算机5屏幕上显示正确的料层厚数据，并发送至烧结DCS监控系统控制辊式布料机调料。