一种固定式炉衬激光测厚扫描仪的保护装置

摘要

本发明涉及冶金炼钢领域转炉炉衬激光测厚技术，旨在提供一种固定式炉衬激光测厚扫描仪的保护装置。该装置包括防尘机构、降温机构和防热辐射机构；防尘机构包括外壳模块、内腔体模块和气帘模块；降温机构包括通过螺钉安装在内腔体内壁上的多个铝合金材质的水冷板；防热辐射机构包括大门隔热模块、小门隔热模块和大面隔板，大门隔热模块和小门隔热模块都包括防护门组件和推动组件。本发明采用多层隔热防尘处理和水冷降温方式，在炉衬激光测厚扫描仪不工作时，能稳定内部环境温度，避免内部环境温度随着外部环境温度升高而升高。在炉衬激光测厚扫描仪工作时，能承受外部对其的热辐射，更好的保护了其使用的寿命，间接节约了设备维护成本。

权利要求

1.一种固定式炉衬激光测厚扫描仪的保护装置，包括用于包覆炉衬激光测厚扫描仪的防尘机构，其特在于，还包括降温机构和防热辐射机构；

所述防尘机构包括外壳模块、内腔体模块和气帘模块；其中，外壳模块由长方立体结构的外壳框架，以及固定在外壳框架上的六个外壳面板组成，其前后两个面板具有中部开口的框型或环形，且由封闭面板封堵外壳前面板上的开口；内腔体模块包括内腔体、燕尾轨道和圆锥护罩，内腔体安装在外壳框架内部，是由多块碳钢焊接而成的长方立体结构，且具有与前后两个外壳面板相对应的开口；燕尾轨道包括通过燕尾槽连接的上滑块和下滑块，两者能发生相对移动；上滑块通过螺钉安装在内腔体的内侧顶面上，炉衬激光测厚扫描仪的底座通过螺钉安装在下滑块的下方，底座和下滑块之间设开口向下的圆锥护罩；气帘模块有多个，分别安装在前后两个外壳面板处；

所述降温机构包括通过螺钉安装在内腔体内壁上的多个铝合金材质的水冷板，其一侧为排齿面另一侧埋设紫铜水管，排齿面朝向内腔体的内部，埋设紫铜水管的侧面与内腔体之间设置粘贴隔热棉；紫铜水管的进出口连接至外部的冷却水循环管道，相邻的水冷板之间以耐温硅胶管连接；

所述防热辐射机构包括大门隔热模块、小门隔热模块和大面隔板，大门隔热模块和小门隔热模块都包括防护门组件和推动组件；其中，大门隔热模块的防护门组件由大门主体、两个直线导轨和四个导轨连接件组成；在大门主体的外侧装有不锈钢材质的大面隔板，其外侧面为抛镜光面；大门主体上连续设置多个凹槽，凹槽内填充隔热棉并以大门前板封闭；

大门主体的上下端面分别通过导轨连接件连接至两个直线导轨，两个直线导轨呈水平布置且通过螺钉安装在外壳模块上；小门隔热模块安装于大门隔热模块与内腔体之间，其防护门组件由小门主体、两个直线滑轨和数个滑块组成；在小门主体上连续设置多个凹槽，凹槽内填充隔热棉并以小门前板封闭；小门主体的上下端面分别通过滑块连接至两个直线滑轨，两个直线滑轨呈水平布置且通过螺钉安装在外壳模块上；大门隔热模块和小门隔热模块的推动组件中均包括推动气缸和气缸连接件，用于推动大门主体或小门主体左右移动；

推动气缸通过螺钉安装在外壳模块上，气缸连接件的一端固定在大门主体或小门主体的侧面，另一端固定在推动气缸的推杆上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在大门隔热模块中，两个导轨连接件通过螺钉连接在大门主体上端面上，两个导轨连接件通过螺钉连接在大门主体下端面上，两个直线导轨分别通过螺钉安装在外壳上面板的下端面和外壳底面板的上端面，导轨连接件通过销钉连接至能在直线导轨上移动的滚动轴承；推动气缸通过螺钉安装在外壳上面板的上端面上；在小门隔热模块中，小门主体的上下端面上分别通过螺钉固定安装了滑块，两个直线滑轨分别通过螺钉安装在外壳上面板下端面和外壳底面板上端面上，滑块能在直线滑轨上移动；推动气缸通过螺钉安装在外壳底面板的上端面上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气帘模块是直线型气刀。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述推动气缸是复动型气缸，能通过气压变化实现推杆前后移动。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直线导轨是铝托圆柱光轴导轨。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直线滑轨是滚珠线性滑轨。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述粘贴隔热棉是铝箔橡塑隔热棉。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，填充在大门主体或小门主体的凹槽中的隔热棉是石棉。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳框架是由20根20mm×20mm的方钢焊接成的长方立体结构。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气帘模块有三个，其中两个分别安装在靠近外壳后面板的内腔体两侧，另一个安装在封闭面板上。

说明书

一种固定式炉衬激光测厚扫描仪的保护装置

技术领域

[0001] 本发明涉及冶金炼钢领域转炉炉衬激光测厚技术，特别涉及一种固定式炉衬激光测厚扫描仪的保护装置。

背景技术

[0002] 随着冶金炉的大型化和冶金技术的进步，转炉炼钢已成为当今世界上的主要炼钢方法，约占世界钢铁总产量的60％。转炉炉衬在炼钢过程中，直接与钢水、炉渣和炉气接触，不断受到物理、机械和化学的侵蚀作用，当炉衬小于安全厚度时热量会从一千六百多度的钢水快速传递到转炉的金属炉壳，严重时会导致穿钢事故。炉衬的维护修补不仅可以延长炉衬寿命、均衡炉衬损毁、提高转炉的作业率、降低生产成本，而且有利于均衡组织生产、促进生产的良性循环。

[0003] 国内外钢厂普遍采用了溅渣护炉及补炉技术，要掌握最佳的溅渣和补炉时机，需要及时掌握炉衬的形状和厚度。因此，炉衬厚度的检测工作对炼钢生产有着极其重要的作用，随着激光测距技术的广泛应用，将激光测距方法和自控测量相结合，研究设计出的转炉炉衬激光测厚系统，对炉衬内表面进行逐点扫描，测量炉衬表面起伏，从而掌握炉衬侵蚀的情况，因此炉衬激光测厚系统逐渐被市场接受并广泛应用。

[0004] 目前，市场上有移动式和固定式两种转炉炉衬激光测厚系统。移动式转炉炉衬激光测厚系统是自由移动的，每次测量时都需要工人现场找寻测量点；炉边环境温度高，所以测量距离远，导致其建模时间长，测量精度降低，大大提供工人现场操作的危险性。固定式转炉炉衬激光测厚系统是定点测量，只需前期建一次模，后续都可以通用；由于可以离炉口近距离测量，精度比移动式转炉炉衬激光测厚系统更高，不需要工人现场操作，所用测量时间更短；但由于转炉炼钢过程中，周围环境温度普遍较高，特别是炉衬激光测厚扫描仪对转炉炉口进行炉内扫描时，炉口对外的热辐射非常大，还有炼钢过程中所带出的大量灰尘，对炉衬激光测厚扫描仪的测量扫描使用影响非常大。

[0005] 因此研发一种固定式炉衬激光测厚扫描仪的保护装置对炉衬激光测厚扫描仪的使用安全、使用寿命及使用效率是非常有必要的。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、防护性能好，适用性广的固定式炉衬激光测厚扫描仪的保护装置。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

[0008] 提供一种固定式炉衬激光测厚扫描仪的保护装置，包括用于包覆炉衬激光测厚扫描仪的防尘机构，还包括降温机构和防热辐射机构；

[0009] 所述防尘机构包括外壳模块、内腔体模块和气帘模块；其中，外壳模块由长方立体结构的外壳框架，以及固定在外壳框架上的六个外壳面板组成，其前后两个面板具有中部开口的框型或环形，且由封闭面板封堵外壳前面板上的开口；内腔体模块包括内腔体、燕尾轨道和圆锥护罩，内腔体安装在外壳框架内部，是由多块碳钢焊接而成的长方立体结构，且具有与前后两个外壳面板相对应的开口；燕尾轨道包括通过燕尾槽连接的上滑块和下滑块，两者能发生相对移动；上滑块通过螺钉安装在内腔体的内侧顶面上，炉衬激光测厚扫描仪的底座通过螺钉安装在下滑块的下方，底座和下滑块之间设开口向下的圆锥护罩；气帘模块有多个，分别安装在前后两个外壳面板处；

[0010] 所述降温机构包括通过螺钉安装在内腔体内壁上的多个铝合金材质的水冷板，其一侧为排齿面另一侧埋设紫铜水管，排齿面朝向内腔体的内部，埋设紫铜水管的侧面与内腔体之间设置粘贴隔热棉；紫铜水管的进出口连接至外部的冷却水循环管道，相邻的水冷板之间以耐温硅胶管连接；

[0011] 所述防热辐射机构包括大门隔热模块、小门隔热模块和大面隔板，大门隔热模块和小门隔热模块都包括防护门组件和推动组件；其中，大门隔热模块的防护门组件由大门主体、两个直线导轨和四个导轨连接件组成；在大门主体的外侧装有不锈钢材质的大面隔板，其外侧面为抛镜光面；大门主体上连续设置多个凹槽，凹槽内填充隔热棉并以大门前板封闭；大门主体的上下端面分别通过导轨连接件连接至两个直线导轨，两个直线导轨呈水平布置且通过螺钉安装在外壳模块上；小门隔热模块安装于大门隔热模块与内腔体之间，其防护门组件由小门主体、两个直线滑轨和数个滑块组成；在小门主体上连续设置多个凹槽，凹槽内填充隔热棉并以小门前板封闭；小门主体的上下端面分别通过滑块连接至两个直线滑轨，两个直线滑轨呈水平布置且通过螺钉安装在外壳模块上；大门隔热模块和小门隔热模块的推动组件中均包括推动气缸和气缸连接件，用于推动大门主体或小门主体左右移动；推动气缸通过螺钉安装在外壳模块上，气缸连接件的一端固定在大门主体或小门主体的侧面，另一端固定在推动气缸的推杆上。

[0012] 本发明中，在大门隔热模块中，两个导轨连接件通过螺钉连接在大门主体上端面上，两个导轨连接件通过螺钉连接在大门主体下端面上，两个直线导轨分别通过螺钉安装在外壳上面板的下端面和外壳底面板的上端面，导轨连接件通过销钉连接至能在直线导轨上移动的滚动轴承；推动气缸通过螺钉安装在外壳上面板的上端面上；在小门隔热模块中，小门主体的上下端面上分别通过螺钉固定安装了滑块，两个直线滑轨分别通过螺钉安装在外壳上面板下端面和外壳底面板上端面上，滑块能在滑轨上移动；推动气缸通过螺钉安装在外壳底面板的上端面上。

[0013] 本发明中，所述气帘模块是直线型气刀。

[0014] 本发明中，所述推动气缸是复动型气缸，能通过气压变化实现推杆前后移动。

[0015] 本发明中，所述直线导轨是铝托圆柱光轴导轨。

[0016] 本发明中，所述直线滑轨是滚珠线性滑轨。

[0017] 本发明中，所述粘贴隔热棉是铝箔橡塑隔热棉。

[0018] 本发明中，填充在大门主体或小门主体的凹槽中的隔热棉是石棉。

[0019] 本发明中，所述外壳框架是由20根20mm×20mm的方钢焊接成的长方立体结构。

[0020] 本发明中，所述气帘模块有三个，其中两个分别安装在靠近外壳后面板的内腔体两侧，另一个安装在封闭面板上。

[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0022] 本发明采用了多层的隔热防尘处理和水冷降温方式，在炉衬激光测厚扫描仪不工作时，可以稳定炉衬激光测厚扫描仪所处的内部环境温度，避免内部环境温度随着外部环境温度升高而升高。在炉衬激光测厚扫描仪工作时，由于安装炉衬激光测厚扫描仪的空间内的温度与外部环境有很大的温差，完全可以承受炉衬激光测厚扫描仪快速扫描时外部对其的热辐射，更好的保护了其使用的寿命，间接节约了很大的设备维护成本。

附图说明

[0023] 图1为本发明的主视图。

[0024] 图2为图1中A‑A处和B‑B处的剖视图。

[0025] 图3为图2中C‑C处的剖视图。

[0026] 图中的附图标记为：防尘机构1；外壳模块11；外壳框架111；外壳底面板112；外壳上面板113；外壳左面板114；外壳右面板115；外壳前面板116；封闭面板117；外壳后面板118；大防护面板119；内腔体模块12；内腔体121；燕尾轨道122；上滑块1221；下滑块1222；圆锥护罩123；气帘模块13；降温机构2；水冷板模块21；粘贴隔热棉22；防热辐射机构3；大门隔热模块31；大防护门组件311；大门主体3111；大门前板3112；隔热棉3113；直线导轨3114；导轨连接件3115；推动组件312；大推动气缸3121；大气缸连接件3122；小门隔热模块32；小防护门组件321；小门主体3211；小门前板3212；隔热棉3213；直线滑轨组合3214；小推动组件
322；小推动气缸3221；小气缸连接件3222；大面隔板33；炉衬激光测厚扫描仪4。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

[0028] 如图1‑3所示的固定式炉衬激光测厚扫描仪的保护装置，包括防尘机构1、降温机构2、防热辐射机构3，用于防护转炉固定式炉衬激光测厚扫描仪4的工作环境。

[0029] 防尘机构1包括外壳模块11、内腔体模块12、气帘模块13，用于对炉衬激光测厚扫描仪4的防尘、隔热；所述外壳模块11包括外壳框架111、外壳底面板112、外壳上面板113、外壳左面板114、外壳右面板115、外壳前面板116、封闭面板117、外壳后面板118、大防护面板119，用于对外部环境进行第一层防尘、隔热；外壳框架111是由20根20mm×20mm的方钢焊接成的长方立体结构，外壳底面板112、外壳前面板116、外壳的上面板113、外壳后面板118分别焊接在外壳框架111底端面、前端面、上端面、后端面，外壳前面板116和外壳后面板118具有中部开口的框型或环形，且由封闭面板117封堵外壳前面板116上的开口。外壳左面板
114、外壳右面板115分别通过螺钉紧固在外壳框架111的前端面、左端面、右端面，大防护面板119通过螺钉紧固在外壳上面板113和外壳底面板112上，用于小推动气缸3221、大推动气缸3121的隔热、防尘。

[0030] 内腔体模块12包括内腔体121、燕尾轨道122、圆锥护罩123，焊接在外壳框架111内部，用于对外部环境进行第二层防尘、隔热；内腔体121是由10块碳钢板焊接而成的，用于稳定炉衬激光测厚扫描仪4使用的内部环境温度，具有与外壳前面板116和外壳后面板118相对应的开口；燕尾轨道122包括上滑块1221和下滑块1222，用于连接固定炉衬激光测厚扫描仪4，使其在燕尾轨122上进行前后移动调节。上滑块1221通过螺钉安装在内腔体的内侧顶面上，下滑块1222通过螺钉安装在炉衬激光测厚扫描仪4的底座上，上滑块1221和下滑块1222通过燕尾槽进行连接移动；圆锥护罩123根据炉衬激光测厚扫描仪4运行的轨迹设计，其开口朝向安装在下滑块1222和炉衬激光测厚扫描仪4的底座之间，用于炉衬激光测厚扫描仪4的防尘，同时防止内腔体121内部顶端在降温过程中产生冷凝水珠掉落在炉衬激光测厚扫描仪4上；所述的气帘模块13包括三个气帘，用于内腔体121的内部增压和扫内部空间灰尘，其中两个气帘分别安装在内腔体121内侧左右前端面上，防止炉衬激光测厚扫描仪4在测量扫描时外部的灰尘进入，另一个安装在封闭面板117上，用于对炉衬激光测厚扫描仪
4的激光扫描头除尘。

[0031] 降温机构2包括水冷板模块21、粘贴隔热棉22，用于对内腔体121内部空间进行降温，保证炉衬激光测厚扫描仪4的使用环境温度稳定在适用恒温环境中；水冷板模块21包括5个水冷板，分别通过螺钉连接安装在内腔体121的上端面(上端面有两个冷水板)、下端面、左端面、右端面，水冷板为铝合金材质，一侧为排齿面，另一侧埋设紫铜水管，排齿面向着内腔体121的内侧，水冷板之间用耐高温硅胶管进行连接，进出口都连接在外部的提供的冷却水循环管道上；粘贴隔热棉22分块粘贴在水冷板埋设紫铜水管端面上，降低水冷板对外的冷热交换，从而保证内腔体121内部的温度稳定。

[0032] 所述防热辐射机构3包括大门隔热模块31、小门隔热模块32、大面隔板33，用于降低转炉炼钢时产生的高温对炉衬激光测厚扫描仪4的热辐射影响；所述的大门隔热模块31包括大防护门组件311和推动组件312，用于对转炉炼钢产生的热辐射进行第一层阻隔；大防护门组件311包括大门主体3111、大门前板3112、隔热棉3113、两个直线导轨3114、四个导轨连接件3115，隔热棉3113放在大门主体3111的凹槽内，大门前板3112通过螺钉紧固在大门主体3111上，把隔热棉3114封闭在大门主体3111凹槽内，两个导轨连接件3115通过螺钉连接在大门主体3111上端面上，两个导轨连接件3115通过螺钉连接在大门主体3111下端面上，两个直线导轨3114分别通过螺钉安装在外壳上面板113下端面和外壳底面板112上端面，大门主体3111通过导轨连接件3115与直线导轨3114连接，可以进行左右移动；推动组件312包括大推动气缸3121、大气缸连接件3122，用于推动大门主体3111进行左右移动；大推动气缸3121通过螺钉安装在外壳上面板113上端面，为大门主体3111的移动提供推力，大气缸连接件3122一端通过螺钉固定在大门主体3111右侧面上，一端通过螺母紧固在大推动气缸3121的推杆上，为大门主体3111传递大推动气缸3121的推力。所述的小门隔热模块32包括小防护门组件321，小推动组件322，用于对转炉炼钢产生的热辐射进行第二层阻隔；小防护门组件包括小门主体3211、小门前板3212、隔热棉3213、两组直线滑轨组合3214，隔热棉
3213放在小门主体3211的凹槽内，小门前板通过螺钉紧固在小门主体上，把隔热棉3213封闭在小门主体3211凹槽内。每组直线滑轨组合3214包括一根直线滑轨和两个滑块；直线滑轨分别通过螺钉安装在外壳上面板113下端面和外壳底面板112上端面，小门主体3211通过螺钉连接在滑块上，可以在直线滑轨上进行左右移动。推动组件322包括小推动气缸3221、小气缸连接件3222，用于推动小门主体3211进行左右移动；小推动气缸3221通过螺钉安装在外壳底面板112上端面，为小门主体3211的移动提供推力，小气缸连接件3222一端通过螺钉固定在小门主体3211右侧面上，一端通过螺母紧固在小推动气缸3222的推杆上，为小门主体3211传递小推动气缸3221的推力；所述大面隔板33是一块5mm厚的不锈钢板，大面隔板向炉口一面抛镜光面，用于反射热辐射，保护热辐射对外壳模块11、大推动气缸3121及导轨连接件3115的热辐射的影响。

[0033] 使用前，先把水温制冷到15℃左右，通过连接冷却水管把冷水通入到水冷板模块21中进行循环流动，直至内腔体121内的温度传感器反馈出温度值在20℃左右，气帘13通气对内腔体121内部空间开始吹气，开启炉衬激光测厚扫描仪4电源进行前期预热准备，当转炉炉口转向炉衬激光测厚扫描仪4时，大推动气缸3121推动大门主体3111开启，小推动气缸
3221推动小门主体3211开启，炉衬激光测厚扫描仪4立即开始对炉口进行旋转扫描测量(炉衬激光测厚扫描仪4自带旋转平台)，扫描完毕后，大推动气缸3121立即关闭大门主体3111，小推动气缸3221关闭小门主体3211，断开开启炉衬激光测厚扫描仪4电源，炉衬激光测厚扫描仪系统开始计算模拟转炉炉内炉衬侵蚀情况。

[0034] 上述为一次的扫描测量过程，当要进行下一次扫描测量时，上述步骤重复动作，完成扫描测量。

[0035] 最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。