摘要提出了一种利用激光测距技术并结合三角函数法在无料钟高炉开炉装料过程中对料面形状进行测量的新方法，并在鞍钢新2号等高炉上进行了应用。结果表明，该方法具有测量准确、省时省力、安全高效等特点。

关键词  高炉 料面测量 激光测距技术

1  引言

    装料是高炉生产过程中至关重要的环节之一，炉内炉料的初始分布状况直接影响高炉的顺行与长寿。由于高炉生产的连续性和密闭性，目前很难观测到生产过程中的料面形状，只能进行局部定点测量。因此，人们普遍在开炉装料过程中对料面形状进行全面测量，以此来掌握装料设备的布料规律，指导高炉生产操作。尤其是对于无料钟高炉，由于溜槽倾角对炉料落点的影响更大，所以必须在开炉装料过程中对不同工艺条件下的料面形状进行实地测量，用实测结果来调整溜槽的倾角角度，使其能够满足高炉生产的要求。

    目前，已有的料面形状测量方法大多为传统的人工方法或摄影摄像法。人工测量方法，需要测量人员进入炉内，作业环境恶劣，费时又费力，而且由于测量人员的进入会破坏料面的原始形状，影响测量的准确性。摄影摄像法虽然不需要测量人员进入炉内，但需要在炉内安装辅助装置，在布料过程中会对料流造成扰动，而且由于装料时灰尘较大，拍摄时间和拍摄范围也很有限，所以难免存在视觉误差。总之，无论那种方法对料面的影响都难以避免，测量过程都比较复杂、繁琐，测量时间较长。

    为了克服现有测量方法存在的问题，我们首次提出了一种利用激光测距技术并结合三角函数法在无料钟高炉开炉装料过程中对料面形状进行测量的新方法，既不用测量人员进入炉内，又不用在炉内安装辅助装置，测量准确度高，测量范围大，而且省时省力，安全高效。

2基本原理

    本测量方法的基本原理是利用激光测距技术测量出料面到测量点的距离，同时测量出激光束的入射角度，然后将数据输入计算机，根据三角函数关系计算出垂直料线，最终绘制出料面形状。

    图l是测量装置示意图，主要由激光测距仪、刻度盘和安装支架组成。激光测距仪安装在刻度盘上，激光测距的光束起点与刻度盘的中心点重合，激光测距仪可以绕刻度盘中心旋转。刻度盘垂直安装在支架上，可以水平侧向旋转。安装支架由底座、立柱和悬臂组成，底座用于固定测量装置，立柱用于调整高度，悬臂用于水平方向调整。

    本测量方法不仅可以测量料面的某一指定径向，还可以测量料面上的任意指定点，也就是可以对高炉料面进行全方位的扫描测量。

3应用实践

    本测量方法曾先后由2004年在大修改造后的鞍钢7号高炉(2580m³)和2005年建成投产的新2号高炉(3200m³)开炉装料过程中得到应用，并取得了良好的效果。如在新2号高炉测量中，共测量了13批料，各料批的批重和布料制度见表l。料面测量结果如图2所示。

   设备生产厂家给定的鞍钢新2号高炉溜槽环位角度见表2。根据鞍钢新1号和7号等高炉的生产实践经验，可以看出设备生产厂家给定的溜槽角度明显偏大。因此，我们结合测量隋况对新2号高炉不同料线、不同落点半径所对应的溜槽角度重新进行了计算，结果见表2。在11个角度位置中，第1环(均为11⁰)是专为中心加焦而设定的。从料面测量结果上看，各环位的溜槽角度基本准确，不同的装料制度均达到了理想的装料效果。但漏斗中心有点向南侧偏移，这是由于十字测温的长臂在该方位造成的。

4结语

  利用激光测距技术并结合三角函数法对无料钟高炉开炉装料过程中料面形状进行测量的新方法，与已有方法相比具有显著的进步，它避免了在炉内安装辅助装置，避免了测量人员进入炉内作业，即节省人力物力，又不对料面造成任何干扰，测量数据准确、可靠，测量范围可以覆盖整个料面。测量时间大大缩短，测量过程安全、方便、高效、快捷。对高炉装料过程几乎没有什么影响，从而能够确保高炉尽早送风点火，并迅速达产。