CN110791604B - 高炉布料溜槽监控装置及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高炉布料溜槽监控装置及监控方法，属于设备监测技术领域，高炉布料溜槽监控装置包括擦拭盘、热成像摄像头、第一驱动机构、第二驱动机构、控制器，擦拭盘由外界伸入高炉的封罩内且与封罩转动连接，擦拭盘上设有避让孔和擦拭布；热成像摄像头设于避让孔内且可沿避让孔的轴线移动；第一驱动机构用于驱动擦拭盘旋转擦拭热成像摄像头；第二驱动机构用于驱动热成像摄像头移动；控制器用于控制第一驱动机构、第二驱动机构及热成像摄像头。高炉布料溜槽监控方法采用上述高炉布料溜槽监控装置对布料溜槽进行监控，本发明提供的高炉布料溜槽监控装置及监控方法保证了热成像摄像头检测到的图像的清晰度，实现对布料溜槽的实时监测。

Description

高炉布料溜槽监控装置及监控方法

技术领域

本发明属于设备监测技术领域，更具体地说，是涉及一种高炉布料溜槽监控装置及监控方法。

背景技术

布料溜槽是炼铁高炉关键设备之一，担负着直接向高炉内布料的重要任务。布料溜槽位于高炉内炉喉上方，悬挂在炉顶气密箱正下方。布料溜槽工作在高温一般在80-300℃。

在高炉生产中破坏炉料近正弦分布最严重的故障就是溜槽脱落，高炉生产中由于机械故障或者生产事故会造成布料溜槽脱离齿轮箱悬挂机构落入到高炉中，这时炉料一旦离开下料门就失去了调节机制，会通过中心喉管直接落到高炉中心，这种情况严重破坏了炉料在炉喉半径方向近正弦分布的原则，会对高炉生产造成严重危害。

但是由于布料溜槽在高炉内部工资环境较为恶劣，高温高压且高炉内部粉尘较大，在高炉内布料溜槽无法有效、清楚的观察，出现异常征兆不明确，判断难度大，容易造成误判，短期内造成高炉产量降低、指标变差，长时间将导致高炉炉况异常甚至失常，造成不可挽回的巨大损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉布料溜槽监控装置，旨在解决高炉内部布料溜槽的状态无法清晰、有效的判断造成高炉工作异常的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种高炉布料溜槽监控装置，包括擦拭盘、热成像摄像头、第一驱动机构、第二驱动机构、控制器，擦拭盘由外界伸入高炉的封罩内且与封罩转动连接，擦拭盘上设有连通擦拭盘内外侧面的避让孔和设于外侧面上的擦拭布；热成像摄像头可沿避让孔的轴线移动并通过避让孔监测布料溜槽；第一驱动机构用于驱动擦拭盘旋转擦拭未进入所述避让孔内的热成像摄像头；第二驱动机构用于驱动热成像摄像头移动；控制器用于控制第一驱动机构、第二驱动机构动作及热成像摄像头成像监控布料溜槽。

作为本申请另一实施例，擦拭盘的外侧面设有喷水头，喷水头用于喷洗热成像摄像头。

作为本申请另一实施例，擦拭盘中心设有连接杆，连接杆与擦拭盘为一体化结构且内部设有与喷水头相连的水道。

作为本申请另一实施例，第一驱动机构包括第一齿轮、第二齿轮及电机，第一齿轮设于连接杆上且与连接杆同轴转动；第二齿轮与第一齿轮啮合；电机与第二齿轮相连。

作为本申请另一实施例，高炉布料溜槽监控装置还包括用于覆盖擦拭盘外侧面的盖体，盖体安装在高炉封罩上，盖体上设有第一通孔与第二通孔，连接杆及热成像摄像头分别穿过第一通孔及第二通孔与外界相连，电机设于盖体上。

作为本申请另一实施例，高炉布料溜槽监控装置还包括设于封罩的内侧的吹气头，吹气头用于吹扫热成像摄像头。

作为本申请另一实施例，第二驱动机构为气缸，气缸安装于盖体上，气缸的缸杆与热成像摄像头相连。

作为本申请另一实施例，擦拭盘采用隔热材料制成。

作为本申请另一实施例，热成像摄像头连接有显示器，显示器与控制器电连接，控制器连接有报警器。

提供一种高炉布料溜槽监控方法，采用上述的高炉布料溜槽监控装置对布料溜槽进行监控，具体步骤如下：

步骤1：热成像摄像头采集布料溜槽状态，并将采集好的图像传递给控制器；

步骤2：控制将热成像摄像头传递的图像转化为坐标数据，并将所述坐标数据与控制器内存储的布料溜槽处于正常工作状态下的数据进行比较；

若不匹配，停止高炉工作；

若匹配，判断上次擦拭后热成像摄像头工作时间是否超过设定时间T，若超过时间T，进行热成像摄像头擦拭，擦拭后跳转回所述步骤1；若未超过，则跳转回所述步骤1。

本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明高炉布料溜槽监控装置，设置擦拭盘，在擦拭盘上设有连通擦拭盘内外侧面的避让孔及设于外侧面上的擦拭布，热成像摄像头可沿避让孔的轴线移动并通过避让孔监测布料溜槽；设置用于驱动热成像摄像头移动的第二驱动机构及用于驱动擦拭盘旋转的第一驱动机构。热成像摄像头跟随擦拭盘伸入高炉的封罩内，高炉内粉尘过多，一定时间后粉尘就覆盖在摄像头的镜头上，造成热成像不清晰，控制器无发准确判断布料溜槽状态。因此每间隔一定时间，控制器控制第二驱动机构驱动热成像摄像头移动退出避让孔，而后第二驱动机构驱动擦拭盘转动，擦拭布随擦拭盘转动擦拭热成像摄像头的镜头，擦拭完毕，第二驱动机构驱动热成像摄像头重新伸入避让孔进行监测，将检测到的图像传递给控制器处理，根据图像辨别布料溜槽是否处于正常位置，从而保证了热成像摄像头检测到的图像的清晰度，实现对布料溜槽的实时、精确的监测。本发明布料溜槽的监控方法，实现了全天候对布料溜槽的监控，并增设判断上次擦拭后热成像摄像头工作时间是否超过设定时间T，若超过时间T，进行热成像摄像头擦拭的步骤，保证热成像摄像头的清洁，从而实现了对布料溜槽较为清晰、有效的监控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的高炉布料溜槽监控装置的安装结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视结构图；

图3为沿图1中D-D线的剖视结构图；

图4为本发明实施例提供的高炉布料溜槽监控装置的结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为沿图5中B-B线的剖视结构图。

图中：1、封罩；2、布料溜槽；3、吹气头；4、热成像摄像头；5、擦拭盘；6、盖体；7、电机；8、第二齿轮；9、第一齿轮；10、连接杆；11、气缸；12、避让孔；13、喷水头；14、擦拭布；16、水道。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的高炉布料溜槽监控装置进行说明。所述高炉布料溜槽监控装置，包括擦拭盘5、热成像摄像头4、第一驱动机构、第二驱动机构、控制器，擦拭盘5由外界伸入高炉的封罩1内且与封罩1转动连接，擦拭盘5上设有连通擦拭盘5内外侧面的避让孔12和设于外侧面上的擦拭布14；热成像摄像头4可沿避让孔12的轴线移动并通过避让孔12监测布料溜槽2；第一驱动机构用于驱动擦拭盘5旋转擦拭热成像摄像头4；第二驱动机构用于驱动热成像摄像头4移动；控制器用于控制第一驱动机构、第二驱动机构动作及热成像摄像头4成像监控布料溜槽2。

本发明提供的高炉布料溜槽监控装置，与现有技术相比，设置擦拭盘5，在擦拭盘5上设有连通擦拭盘5内外侧面的避让孔12及设于外侧面上的擦拭布14，热成像摄像头4设可沿所述避让孔12的轴线移动并通过避让孔12监测布料溜槽2；设置用于驱动热成像摄像头4移动的第二驱动机构及用于驱动擦拭盘5旋转的第一驱动机构。热成像摄像头4跟随擦拭盘5伸入高炉的封罩1内，高炉内粉尘过多，一定时间后粉尘就覆盖在摄像头的镜头上，造成热成像不清晰，控制器无发准确判断布料溜槽2状态。因此每间隔一定时间，控制器控制第二驱动机构驱动热成像摄像头4移动退出避让孔12，而后第二驱动机构驱动擦拭盘5转动，擦拭布14随擦拭盘5转动擦拭热成像摄像头4的镜头，擦拭完毕，第二驱动机构驱动热成像摄像头4重新伸入避让孔12进行监测，将检测到的图像传递给控制器处理，根据图像辨别布料溜槽2是否处于正常位置，从而保证了热成像摄像头4检测到的图像的清晰度，实现对布料溜槽2的实时、精确的监测。

本实施例中，热成像技术是指利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。在高炉的封罩1上开设安装孔，擦拭盘5设于安装孔内且可在安装孔内转动，热成像摄像头4设于擦拭盘5的避让孔12内，从而伸入高炉对布料溜槽2进行检测。将布料溜槽2处于正常工作状态下的模型转化为程序语言存储入控制器，当热成像摄像头4将检测到的图像传输入控制器后，通过比较判断布料溜槽2是否处于正常工作状态。

作为本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的一种具体实施方式，请参阅图5，擦拭盘5的外侧面上设有喷水头13，喷水头13用于喷洗热成像摄像头4。在热成像摄像头4退出避让孔12后，转动擦拭盘5，先对热成像摄像头4的镜头喷射清水或者清洗液，再进行转动使得擦拭布14与热成像摄像头4的镜头接触，擦拭热成像摄像头4的镜头。擦拭完毕，避让孔12转动到与热成像摄像头4对正，将热成像摄像头4伸入避让孔12继续进行监测。

作为本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的一种具体实施方式，请参阅图6，擦拭盘5中心设有连接杆10，连接杆10与擦拭盘5为一体化结构且内部设有与喷水头13相连的水道16。通过在连接杆10及擦拭盘5内开设水道16，节约空间，且在擦拭盘5转动时不会引起水道16缠绕。

作为本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的一种具体实施方式，请参阅图4，第一驱动机构包括第一齿轮9、第二齿轮8及电机7，第一齿轮9设于连接杆10上且与连接杆10同轴转动；第二齿轮8与第一齿轮9啮合；电机7与第二齿轮8相连。

作为本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的一种具体实施方式，请参阅图4，高炉布料溜槽监控装置还包括用于覆盖擦拭盘5外侧面的盖体6，盖体6安装在高炉封罩1上，盖体6上设有第一通孔与第二通孔，连接杆10及热成像摄像头4分别穿过第一通孔及第二通孔与外界相连，电机7设于盖体6上。

本实施例中，设置盖体6覆盖擦拭盘5，当热成像摄像头4退出避让孔12的瞬间，会有缝隙导致热气流流出，设置盖体6，将盖体6为隔热材料制件，可有效方式防止热气流出，造成危险。

作为本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，高炉布料溜槽监控装置还包括设于封罩1内侧的吹气头3，吹气头3用于吹扫热成像摄像头4。

热成像摄像头4的镜头上的粉尘较少时可以通过吹气头3直接吹净，同时当粉尘积累过多需要清洗时，若直接喷洗容易造成污泥，擦拭布14脏的过快，先进行吹净使得镜头更加容易洗净。

作为本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的一种具体实施方式，请参阅图4，第二驱动机构为气缸11，气缸11安装于盖体6上，气缸11的缸杆与热成像摄像头4相连。气缸11推动热成像镜头移动，气缸11与吹气头3采用相同气源有利于节约能源。

作为本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的一种具体实施方式，请参阅图4，擦拭盘5采用隔热材料制成。擦拭盘5设于隔热材料有利于保护热成像摄像头4。只有热成像摄像头4的镜头与高炉内的热气接触，热成像摄像头4的镜头常常通常采用的是锗玻璃制成，锗玻璃熔点为937℃，而炉顶温度为一般在80-300℃，完全能适应高温环境。

作为本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的一种具体实施方式，请参阅图6，擦拭盘5上设有沉孔，喷水头13设于沉孔中，更加节约空间。

作为本发明提供的高炉布料溜槽监控装置的一种具体实施方式，热成像摄像头4连接有显示器，显示器与控制器电连接，控制器连接有报警器。设置显示器，方便人工进行观察和检测，人工和自动控制双重监测更加保险。设置报警器在布料溜槽2异常时报警，通知工作人员及时处理。

本发明还提供一种高炉布料溜槽的监控方法，采用上述高炉布料溜槽2监控装置对布料溜槽2进行监控，具体步骤如下：

步骤1：热成像摄像头4采集布料溜槽2状态，并将采集好的图像传递给控制器；

步骤2：控制将热成像摄像头4传递的图像转化为坐标数据，并将所述坐标数据与控制器内存储的布料溜槽2处于正常工作状态下的数据进行比较；

若不匹配，停止高炉工作；

若匹配，判断上次擦拭后热成像摄像头4工作时间是否超过设定时间T，若超过时间T，进行热成像摄像头4擦拭，擦拭后跳转回步骤1；若未超过，则跳转回步骤1。

本发明提供的高炉布料溜槽2监控方法，与现有技术相比，实现了全天候对布料溜槽2的监控，并增设判断上次擦拭后热成像摄像头4工作时间是否超过设定时间T，若超过时间T，进行热成像摄像头4擦拭的步骤，保证热成像摄像头4的清洁，从而实现了对布料溜槽2较为清晰、有效的监控。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.高炉布料溜槽监控装置，其特征在于，包括：

擦拭盘，由外界伸入高炉的封罩内且与所述封罩转动连接，所述擦拭盘上设有连通擦拭盘内外侧面的避让孔和设于外侧面上的擦拭布；所述擦拭盘采用隔热材料制成；

热成像摄像头，可沿所述避让孔的轴线移动并通过避让孔监测布料溜槽；

第一驱动机构，用于驱动所述擦拭盘旋转擦拭未进入所述避让孔内的所述热成像摄像头；

第二驱动机构，用于驱动热成像摄像头移动；以及

控制器，用于控制第一驱动机构、第二驱动机构动作及热成像摄像头成像监控布料溜槽；

其中，所述热成像摄像头连接有显示器，所述显示器与所述控制器电连接，所述控制器连接有报警器。

2.如权利要求1所述的高炉布料溜槽监控装置，其特征在于，所述擦拭盘的外侧面设有喷水头，所述喷水头用于喷洗所述热成像摄像头。

3.如权利要求2所述的高炉布料溜槽监控装置，其特征在于，所述擦拭盘中心设有连接杆，所述连接杆与擦拭盘为一体化结构且内部设有与所述喷水头相连的水道。

4.如权利要求3所述的高炉布料溜槽监控装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括：

第一齿轮，设于所述连接杆上且与所述连接杆同轴转动；

第二齿轮，与所述第一齿轮啮合；

电机，与所述第二齿轮相连。

5.如权利要求4所述的高炉布料溜槽监控装置，其特征在于，所述高炉布料溜槽监控装置还包括用于覆盖所述擦拭盘外侧面的盖体，所述盖体安装在高炉封罩上，所述盖体上设有第一通孔与第二通孔，所述连接杆及热成像摄像头分别穿过所述第一通孔及第二通孔与外界相连，所述电机设于所述盖体上。

6.如权利要求1所述的高炉布料溜槽监控装置，其特征在于，所述高炉布料溜槽监控装置还包括设于封罩的内侧的吹气头，所述吹气头用于吹扫所述热成像摄像头。

7.如权利要求5所述的高炉布料溜槽监控装置，其特征在于，所述第二驱动机构为气缸，所述气缸安装于所述盖体上，所述气缸的缸杆与所述热成像摄像头相连。

8.高炉布料溜槽的监控方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的高炉布料溜槽监控装置对布料溜槽进行监控，具体步骤如下：

步骤1：热成像摄像头采集布料溜槽状态，并将采集好的图像传递给控制器；

步骤2：控制将热成像摄像头传递的图像转化为坐标数据，并将所述坐标数据与控制器内存储的布料溜槽处于正常工作状态下的数据进行比较；

若不匹配，停止高炉工作；

若匹配，判断上次擦拭后热成像摄像头工作时间是否超过设定时间T，若超过时间T，进行热成像摄像头擦拭，擦拭后跳转回所述步骤1；若未超过，则跳转回所述步骤1。