本发明涉及高炉炼铁技术领域领域，更具体地说，涉及一种高炉风口平台综合巡检装置及方法。
背景技术：
高炉炉况的调整主要有两个措施，上部调节和下部调节。高炉下部调节主要为送风制度，其关键设备为风口。由于高炉内外的各种因素，高炉风口套在正常生产中会发生变形，尤其是风口中套、风口小套角度改变，不仅直接打乱了气流分布，而且降低了高炉下部调节的作用，从而影响高炉稳定顺行。若风口变形较大不及时更换，导致风口套焊缝开裂，高炉煤气泄漏，严重影响高炉安全生产。另外，高炉热风温度一般都在1000～1300℃，送风管道内虽砌有耐火材料，但若隔热材料出现孔隙或裂纹，高温热风直接与送风管道接触，导致送风管道发红甚至烧穿事故。高炉风口区域的内部为高炉回旋区和软熔带，温度最高可达到2300℃以上，高温煤气有可能通过炉衬的缝隙与风口区域炉壳接触，导致炉壳发红甚至烧穿事故。因此，高炉生产中需要对风口套角度、送风管道以及风口区域炉壳进行监测，维持高炉稳定顺行和安全生产。
现有的高炉风口倾角由人工通过风口角度仪在现场测量，一座30个风口的高炉全部检测需约60分钟，现场人员反映风口平台有煤气泄漏及环境温度高，危险性较大，一般每个月测量一次，高炉操作者对不能及时根据风口套角度变化情况进行相应的操作调整。送风管道和风口区域炉壳表面温度也有人工通过红外测温仪在现场测量，同样也存在工作环境危险性较大的问题。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
本发明的一种高炉风口平台综合巡检装置及方法，通过巡检车与轨道配合，利用非接触的方式对高炉风口套倾角、送风管道和风口区域的炉壳表面温度进行综合巡检，以弥补常用测量装置和方法的不足。高炉风口平台巡检装置和方法为高炉操作者掌握风口倾角变化情况，以及送风管道和风口区域炉壳的安全性，指导高炉稳定操作和安全生产。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种高炉风口平台综合巡检装置，包括在高炉风口平台沿高炉周向布置的轨道，所述的轨道高度低于高炉周向的风口高度；所述的轨道由多个定位支架支撑，定位支架数量与风口数量相同，且其位置与风口位置相应；轨道上放置巡检车，巡检车沿轨道移动，对风口的风口套倾角、送风管道和炉壳表面温度进行检测。
更进一步地，所述的定位支架包括支架、连接板和定位板，所述的轨道架设在支架上；所述的连接板设置在轨道中间，连接板上端安装定位板，定位板高度高出轨道；所述的轨道上还设置充电架，充电架通过电线接入电网。
更进一步地，所述的巡检车包括车体、蓄电池、通讯设备和各种测量仪器，以及承载测量仪器的仪器台，所述的蓄电池驱动车体行走，向通讯设备、测量仪器与控制系统供电；所述的仪器台设置在车体上，仪器台下部连接水平转台，水平转台中部设置测角仪；测角仪与仪表架连接，仪表架上设置多种测量仪器。
更进一步地，所述的仪表架上设置红外测温热像仪、激光测距仪和二维扫描测距仪，三个仪器在仪表架上从下到上依次设置。
更进一步地，所述的激光测距仪通过竖直转台设置在仪表架上，激光测距仪在竖直转台的带动下转动。
更进一步地，所述的水平转台下部设置升降架；所述的车体底部设置计数器；蓄电池通过驱动装置驱动车轮带动巡检车前进，向其它仪器供电。
更进一步地，所述的通讯设备与天线连接；车体顶部还设置有提手；所述的仪器台上还设置照明灯和摄像头。
本发明的一种利用上述装置进行高炉风口平台综合巡检的方法，其步骤为：
步骤一、以充电架位置为初始位置，按巡检车前进方向依次对风口进行编号；
步骤二、控制巡检车启动，沿轨道行进，同时计数器开始记录巡检车经过的定位支架数量；
步骤三、当计数器的计数值与需测量的风口编号相同，巡检车停止，启动车载测量装置对风口进行测量；
步骤四、测量完毕后，巡检车继续前进至下一需测量位置进行检测；当计数器的计数值大于风口总数，计数器重置为1。
更进一步地，所述的步骤三中，巡检车停止后，水平转台转动，将仪器对准风口，激光测距仪和二维扫描测距仪启动，对风口进行距离测量，获取风口的空间轮廓点坐标数据；同时红外测温热像仪获取风口的红外图像，计算分析其送风管道和炉壳表面温度分布状况。
更进一步地，所述的步骤二中，巡检车前进时，水平转台转动，使二维扫描测距仪朝向行进方向进行扫描，若行进前方1m内有阻挡物，自动停车进行报警，待阻挡物消除后，继续进行预定操作。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种高炉风口平台综合巡检装置，在高炉风口平台周向布置轨道，利用巡检车带动测量装置沿轨道前进，到达指定位置时，巡检车停止，利用车载测量仪分别对高炉风口套倾角、送风管道和风口区域的炉壳表面温度进行综合巡检，同时将检测结果通过无线传输送至工作人员，利用非接触的方式对高炉风口进行巡检以检测风口是否发生异常和故障，无需人工靠近风口进行检测，保证了人员的安全。
(2)本发明的一种高炉风口平台综合巡检装置，由定位支架对轨道进行支撑，定位支架上设置定位板，定位板既有连接和固定两根轨道的作用，也作为定位标志，由巡检车通过计数器检测定位板个数进行定位，能够使巡检车准确定位。定位支架支撑轨道，轨道下部能够穿过用于吹扫或冷却的一般钢管或橡胶管，合理应用空间。
(3)本发明的一种高炉风口平台综合巡检装置，车载测量装置可以通过升降架上下调节高度，以适应风口高度，让所有仪器均能在合适的位置对风口进行测量，保证测量的准确性。水平转台的设置保证所有仪器在对风口进行测量时，均正对着风口，提高测量精度。在巡检车前进时，水平转台还可将二维扫描测距仪转向巡检车前进方向，到扫描到障碍物时，巡检车停车，保证巡检车的安全。
(4)本发明的一种高炉风口平台综合巡检方法，对风口进行编号，同时利用巡检车计数对应的定位板，利用计数值确定相应的风口，使巡检车能够准确的在到达指定风口处停车，保证了检测位置的准确。
附图说明
图1为本发明巡检装置的整体结构布置图；
图2为本发明中巡检车在轨道上行驶时的示意图；
图3为本发明中定位板与支架的安装结构示意图；
图4为本发明中巡检车的结构示意图。
图中标号说明：
1、高炉；2、风口；3、轨道；4、充电架；5、电线；6、定位支架；61、支架；62、连接板；63、定位板；
7、巡检车；71、车体；72、车轮；73、蓄电池；74、通讯设备；75、天线；76、提手；77、计数器；78、升降架；79、水平转台；710、仪器台；711、照明灯；712、红外测温热像仪；713、摄像头；714、测角仪；715、竖直转台；716、激光测距仪；717、二维扫描测距仪；718、仪表架。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例
结合图1和图2，本实施例的一种高炉风口平台综合巡检装置，包括沿高炉1风口平台周向布置的轨道3，所述的轨道3高度低于高炉1周向的风口2高度；所述的轨道3由多个定位支架6支撑，定位支架6数量与风口2数量相同，且其位置与风口2位置相应；轨道3上放置巡检车7，巡检车7沿轨道3移动，对风口2的风口套倾角、送风管道和炉壳表面温度进行检测。
结合图3，所定位支架6包括支架61、连接板62和定位板63，所述的轨道3架设在支架61上；所述的连接板62设置在支架61上端，设置在轨道3中间，连接板62上端安装定位板63，定位板63高度高出轨道3；所述的轨道3上还设置充电架4，充电架4通过电线5接入电网。所述的轨道3距风口2平台地面高约250mm，以防止风口2平台杂物和地面粉尘对巡检车7行走的影响，轨道3下方还可穿过用于吹扫或冷却的一般钢管或橡胶管。轨道3距离风口2约5～7m，人员可以进到轨道3内侧对风口2进行点检。轨道3分段组成，每段长2.5～3m，重量小于10kg，风口2检修更换期间，能够方便的对轨道3进行拆卸和组装。所述的连接板62既有连接和固定两根轨道的作用，也作为定位板63安装位置，由巡检车7通过计数器77检测定位板63个数进行定位。
结合图4，本实施例的巡检车7包括车体71、蓄电池73、通讯设备74和各种测量仪器，以及承载测量仪器的仪器台710，所述的蓄电池73驱动车体71前进，向车载仪器供电；所述的仪器台710设置在车体71上，仪器台710下部连接水平转台79，水平转台79中部设置测角仪714；测角仪714与仪表架718连接，仪表架718上设置多种测量仪器。所述的仪表架718上设置红外测温热像仪712、激光测距仪716和二维扫描测距仪717，三个仪器在仪表架718上从下到上依次设置。所述的激光测距仪716通过竖直转台715设置在仪表架718上，激光测距仪716在竖直转台715的带动下转动。所述的水平转台79下部设置升降架78；所述的车体71底部设置计数器77；蓄电池73通过驱动装置驱动车轮72带动巡检车7前进。所述的通讯设备74与天线75连接；车体71顶部还设置有提手76；所述的仪器台710上还设置照明灯711和摄像头713。
本实施例中，巡检车7长约250～500mm，宽约200～350mm，重量小于30kg，由蓄电池73驱动，能够双向行走。速度0～30m/min，停车精度±3mm，可在轨道3上导向行走，也可通过提手76提起放在地面，手动遥控进行导航行走。
本实施例的激光测距仪716和二维扫描测距仪717用于测量距离，两者的中心面与水平转台79的旋转轴重合。激光测距仪716距离测量精度±1mm，由竖直转台715调节测量角度，精度0.01°。通过摄像头713可以观察激光测距仪716的可见光测量点，通过照明灯711调节现场风口2区域的亮度。所述的通讯设备74为4g、5g或wifi无线网络，与计算机通讯。操作人员可以在办公室用计算机控制巡检车7工作，也可在控制系统中预设指定操作，由巡检车7自动完成。车载测量装置可以通过升降架78上下调节高度0～0.5m，通过水平转台79正反旋转360°，精度0.01°，以在适合的位置进行测量。测角仪714精度0.001°，对仪器台710的x轴和y轴方向的水平度进行检测，用来修正所测风口套倾角。
本实施例的装置进行高炉风口平台综合巡检的方法，其步骤为：
步骤一、以充电架4位置为初始位置，按巡检车7前进方向依次对风口2进行编号。
步骤二、控制巡检车7启动，沿轨道3行进，同时计数器77开始记录巡检车7经过的定位支架6数量：
巡检车7前进时，水平转台79转动，使二维扫描测距仪717朝向行进方向进行扫描，若行进前方1m内有阻挡物，自动停车进行报警，待阻挡物消除后，继续进行预定操作。
步骤三、当计数器77的计数值与需测量的风口2编号相同，巡检车7停止，启动车载测量装置对风口2进行测量：
巡检车7停止后，水平转台79转动，将仪器对准风口2，激光测距仪716和二维扫描测距仪717启动，对风口2进行距离测量，获取风口2的空间轮廓点坐标数据；通过提取风口套端面的点坐标值，拟合出相应的直线方程式，其斜率即为风口套的倾角。同时红外测温热像仪712获取风口2的红外图像，计算分析其送风管道和炉壳表面温度分布状况。
步骤四、测量完毕后，巡检车7继续前进至下一需测量位置进行检测；当计数器77的计数值大于风口2总数，计数器77重置为1。巡检结束后，巡检车7返回充电架4，进行待机或充电。
本实施例获取风口套的轮廓线，根据风口套的轮廓线空间点坐标数据，分析计算出风口中套倾角为1.0°(正常风口套端面轮廓线应为垂直的90°)，风口小套倾角为0.8°。风口中套和小套的角度基本正常，倾角没有超过3°的控制值。风口套角度一般每天测量一次，送风管道和炉壳表面温度每班巡检一次，护炉阶段或特殊要求可调整巡检频次，如30min巡检一次。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
1.一种高炉风口平台综合巡检装置，包括沿高炉(1)周向布置的轨道(3)，所述的轨道(3)高度低于高炉(1)周向的风口(2)高度；其特征在于：所述的轨道(3)由多个定位支架(6)支撑，定位支架(6)数量与风口(2)数量相同，且其位置与风口(2)位置相应；轨道(3)上放置巡检车(7)，巡检车(7)沿轨道(3)移动，对风口(2)的风口套倾角、送风管道和炉壳表面温度进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种高炉风口平台综合巡检装置，其特征在于：所述的定位支架(6)包括支架(61)、连接板(62)和定位板(63)，所述的轨道(3)架设在支架(61)上；所述的连接板(62)设置在轨道(3)中间，连接板(62)上端安装定位板(63)，定位板(63)高度高出轨道(3)；所述的轨道(3)上还设置充电架(4)，通过电线(5)接入电网；充电架(4)上装有隔热板，防止高温辐射，用于巡检车(7)充电和待机。
3.根据权利要求2所述的一种高炉风口平台综合巡检装置，其特征在于：所述的巡检车(7)包括车体(71)、蓄电池(73)、通讯设备(74)和各种测量仪器，以及承载测量仪器的仪器台(710)，所述的蓄电池(73)驱动车体(71)前进，通讯设备(74)与蓄电池(73)的控制系统电连接，控制巡检车(7)；所述的仪器台(710)设置在车体(71)上，仪器台(710)下部连接水平转台(79)，水平转台(79)中部设置测角仪(714)；测角仪(714)与仪表架(718)连接，仪表架(718)上设置多种测量仪器。
4.根据权利要求3所述的一种高炉风口平台综合巡检装置，其特征在于：所述的仪表架(718)从下到上依次设置上设置红外测温热像仪(712)、激光测距仪(716)和二维扫描测距仪(717)。
5.根据权利要求4所述的一种高炉风口平台综合巡检装置，其特征在于：所述的激光测距仪(716)通过竖直转台(715)设置在仪表架(718)上，激光测距仪(716)在竖直转台(715)的带动下转动。
6.根据权利要求5所述的一种高炉风口平台综合巡检装置，其特征在于：所述的水平转台(79)下部设置升降架(78)；所述的车体(71)底部设置计数器(77)；蓄电池(73)通过驱动装置驱动车轮(72)带动巡检车(7)前进。
7.根据权利要求6所述的一种高炉风口平台综合巡检装置，其特征在于：所述的通讯设备(74)与天线(75)连接；车体(71)顶部还设置有提手(76)；所述的仪器台(710)上还设置照明灯(711)和摄像头(713)。
8.利用权利要求1-7任一项所述的装置进行高炉风口平台综合巡检的方法，其特征在于，其步骤为：
步骤一、以充电架(4)位置为初始位置，按巡检车(7)前进方向依次对风口(2)进行编号；
步骤二、控制巡检车(7)启动，沿轨道(3)行进，同时计数器(77)开始记录巡检车(7)经过的定位支架(6)数量；
步骤三、当计数器(77)的计数值与需测量的风口(2)编号相同，巡检车(7)停止，启动车载测量装置对风口(2)进行测量；
步骤四、测量完毕后，巡检车(7)继续前进至下一需测量位置进行检测；当计数器(77)的计数值大于风口(2)总数，计数器(77)重置为1。
9.根据权利要求8所述的一种高炉风口平台综合巡检方法，其特征在于：所述的步骤三中，巡检车(7)停止后，水平转台(79)转动，将仪器对准风口(2)，激光测距仪(716)和二维扫描测距仪(717)启动，对风口(2)进行距离测量，获取风口(2)的空间轮廓点坐标数据；同时红外测温热像仪(712)获取风口(2)的红外图像，计算分析其送风管道和炉壳表面温度分布状况。
10.根据权利要求9所述的一种高炉风口平台综合巡检方法，其特征在于：所述的步骤二中，巡检车(7)前进时，水平转台(79)转动，使二维扫描测距仪(717)朝向行进方向进行扫描，若行进前方1m内有阻挡物，自动停车进行报警，待阻挡物消除后，继续进行预定操作。
技术总结