UA123471C2 - Спосіб і пристрій для вимірювання зносу вогнетривкого футерування приймальної ємності, призначеної для вміщення розплавленого металу - Google Patents

Description

Даний винахід стосується процесу вимірювання зносу вогнетривкого футерування приймальної ємності, призначений для вміщення розплавленої сталі, зокрема, розливного ковша, електродугової печі (надалі позначається як ЕДП) або конвертера.

Винахід також стосується відповідної установки, що містить приймальну ємність.

Приймальні ємності, такі як розливний ківш і ЕДП, включають вогнетривке футерування, що діє як захист від високих температур, коли приймальна ємність містить розплавлену сталь.

Проте вогнетривке футерування схильне до зносу або утворення відкладень, що утворюються від розплавленої сталі.

Контроль за вогнетривким футеруванням грає важливу роль для досягнення безперервної і безпечної роботи приймальної ємності. Виконання візуального контролю приймальної ємності, коли вона порожня, був найпоширенішим способом контролювати стан вогнетривкого футерування, а також як змінюється її стан в часі.

Проте, цей спосіб виявився достатньо складним через навколишнє середовище приймальної ємності з погляду впливу пилу і температури, а також кількісно не оцінюваним.

Для того, щоб зробити керування кількісно оцінюваним, документ 05 6 922 251 В1 розкриває використання лазерного сканера, що має випромінювач лазерного променя, дзеркало для відхилення лазерного променя, і приймач лазерного променя для прийому лазерного променя, відбитого від поверхні вогнетривкого футерування. Час проходження променя між моментом випромінювання і прийомом лазерного променя за допомогою лазерного сканера забезпечує вимірювання відстані між вогнетривким футеруванням і сканером лазера у напрямку випромінюваного лазерного променя. Це забезпечує місцеположення однієї точки поверхні вогнетривкого футерування відносно лазерного сканера.

Обертання дзеркала навколо першої осі обертання, а самого лазерного сканера навколо другої осі обертання дозволяє сканувати вогнетривке футерування в двох взаємно перпендикулярних напрямках, щоб отримати множину точок, що визначають скановану поверхню. Це визначатиметься як "тривимірне ЗО зображення" поверхні. Шляхом порівняння послідовних зображень поверхні, можна визначити, які частини вогнетривкого футерування вже зносилися, або виросли унаслідок відкладень, оскільки лазерний сканер має цілком хорошу точність.

Зо Проте через форми приймальної ємності, внутрішніх геометричних обмежень приймальної ємності, і того факту, що лазерний сканер не може знаходитися дуже близько до приймальної ємності, яка все ще залишається гарячою, лазерний сканер зазвичай не дозволяє отримати повний огляд поверхні, що визначає інтерес. Наприклад, під час використання розливного ковша шлаковий обідок має тенденцію утворюватися уздовж отвору розливного ковша. Цей шлаковий обідок створює тіньову зону, яка приховує області внутрішньої поверхні розливного ковша, розташовані безпосередньо під сканером, для сканера, скануючого внутрішню частину розливного ковша зверху.

Щоб подолати цю проблему, лазерний сканер послідовно переміщається в різні місцеположення, звідки він надає декілька тривимірних зображень. Ці тривимірні зображення потім об'єднуються в глобальне "зображення". Об'єднання послідовних тривимірних зображень вимагає дуже точного знання послідовних місцеположень лазерного сканера. Це робить весь процес складним, а загальне зображення не таким точним, особливо для диференціального аналізу в часі, такого як контроль зносу.

Завданням даного винаходу є забезпечення процесу для вимірювання зносу вогнетривкого футерування, який є точнішим способом.

З цією метою даний винахід пропонує процес для вимірювання зносу вогнетривкого футерування приймальної ємності, призначеної для вміщення розплавленого металу, причому процес включає наступні етапи: - сканування першої поверхні вогнетривкого футерування з використанням першого лазерного сканера для того, щоб отримати перший початковий набір даних, що визначає першу поверхню, - сканування другої поверхні вогнетривкого футерування з використанням другого лазерного сканера, відмінного від першого лазерного сканера, щоб отримати другий початковий набір даних, що визначають другу поверхню, при цьому друга поверхня включає сіру зону для першого лазера сканера, приймальну ємність, що визначає перешкоду, розташовану між першим лазерним сканером і сірою зоною під час сканування першим лазерним сканером, та - обчислення остаточного набору даних з використанням першого початкового набору даних і другого початкового набору даних, при цьому остаточний набір даних є визначальним для поверхні вогнетривкого футерування, що включає першу поверхню і другу поверхню.

У інших варіантах здійснення винаходу процес включає одну або декілька з наступних ознак, узятих окремо, або в будь-якій технічно можливій комбінації: - приймальна ємність є розливний ківш, електродугова піч або конвертер; - сканування першої поверхні і сканування другої поверхні є одночасними; - процес включає кріплення основи першого лазерного сканера і основи другого лазерного сканера на опорну раму, при цьому основи фіксовано рознесені одна від одної уздовж поперечного напрямку опорної рами; і підтримку опорної рами в одному фіксованому положенні по відношенню до приймальної ємності при скануванні першої поверхні і другої поверхні; - сканування першої поверхні і другої поверхні включає: випромінювання лазерного променя з використанням випромінювача лазерного променя; прийом відбитого лазерного променя від вогнетривкого футерування з використанням приймача лазерного променя; вимірювання часу, що пройшов між випромінюванням лазерного променя і прийомом відбитого лазерного променя; і відхилення лазерного променя, що випускається, в двох взаємно перпендикулярних напрямках; - відхилення випромінюваного лазерного променя включає обертання дзеркала навколо першої осі обертання відносно випромінювача лазерного променя і обертання випромінювача лазерного променя навколо другої осі обертання відносно основи; - обчислення остаточного набору даних включає використання параметрів, що визначають положення основи другого лазерного сканера відносно основи першого лазерного сканера; та - обчислення остаточного набору даних включає виявлення, принаймні, трьох точок в першому початковому наборі даних і трьох інших точок в другому початковому наборі даних, причому перші три точки й інші три точки визначають три орієнтири на поверхні або навколо неї.

Даний винахід також стосується установки, що містить: - приймальну ємність, призначену для вміщення розплавленого металу і що має вогнетривке футерування, та пристрій для вимірювання зносу вогнетривкого футерування приймальної ємності, призначеної для вміщення розплавленого металу, пристрій містить: - опорну раму, - перший лазерний сканер і другий лазерний сканер, які підтримуються опорною рамою з

Зо рознесенням один від одного уздовж поперечного напрямку опорної рами. Сканери виконані з можливістю відповідно сканувати першу поверхню і другу поверхню вогнетривкого футерування для забезпечення першого початкового набору даних, що визначають першу поверхню, і другого початкового набору даних, що визначають другу поверхню, причому передбачається, що друга поверхня включає сіру зону для першого лазерного сканера, також передбачається, що приймальна ємність визначає перешкоду, розташовану між першим лазерним сканером і сірою зоною, а також - комп'ютер, виконаний з можливістю створення остаточного набору даних з використанням першого початкового набору даних і другого початкового набору даних, при цьому остаточний набір даних є визначальним для поверхні вогнетривкого футерування.

У інших варіантах здійснення винаходу установка містить одну або декілька з наступних ознак, узятих окремо, або будь-яку технічно можливу комбінацію цих ознак: - кожен з сканерів з числа першого лазерного сканера і другого лазерного сканера включає: основа, закріплена на опорній рамі; випромінювач лазерного променя для випромінювання лазерного променя; приймач лазерного променя для прийому відбитого лазерного променя від вогнетривкого футерування; систему вимірювання часу для вимірювання часу проходження променя між моментом випромінювання лазерного променя і прийомом відбитого лазерного променя; і дефлектор для відхилення випромінюваного лазерного променя, дефлектор містить дзеркало, з можливістю обертання навколо першої осі обертання відносно випромінювача лазерного променя, і блок, виконаний з можливістю обертання випромінювача лазерного променя навколо другої осі обертання відносно основи; - другі осі обертання першого лазерного сканера і другого лазерного сканера по суті перпендикулярні поперечному напрямку, і переважно паралельні одна одній; - комп'ютер виконаний з можливістю: виявлення, принаймні, трьох точок в першому початковому наборі даних і трьох інших точок в другому початковому наборі даних, причому перші три точки і три інші точки визначають три орієнтири в межах або навколо зазначеної поверхні вогнетривкого футерування; або обчислення остаточного набору даних з використанням параметрів, що визначають положення основи другого лазерного сканера відносно основи першого лазерного сканера; - опорна рама включає коробку, що має основну частину, що визначає, принаймні, один бо отвір, і закриваючу систему, яка може переміщатися відносно основної частини між відкритим положенням і закритим положенням, причому перший лазерний сканер і другий лазерний сканер розташовуються в коробці для сканування вогнетривкого футерування через отвір, коли закриваюча система знаходиться у відкритому положенні, при цьому коробка переважно є водонепроникною і захищеною від пилу, коли закриваюча система знаходиться в закритому положенні; - установка додатково містить одну або декілька систем теплозахисту серед наступних: внутрішній захисний екран, що розташований усередині коробки і визначає принаймні два вікна сканування, що є вужчими, ніж отвір в поперечному напрямку; кришка, встановлена з можливістю обертання на основній частині коробки, утворююча закриваючу систему і що має зовнішню захисну панель, виконану з можливістю віддзеркалення принаймні 80 906 теплового випромінювання, витікаючого з приймача, коли закриваюча система знаходиться в закритому положенні; задня поверхня коробки, що містить ребра, направлені назовні, щоб сприяти тепловому обміну між коробкою і навколишньою атмосферою, і, за необов'язковим вибором, принаймні, один вентилятор, прикріплений до задньої поверхні і виконаний з можливістю подачі або видалення повітря на ребра або від них; а також джерело стиснутого повітря і, принаймні, два сопла, сполучені з зазначеним джерелом стиснутого повітря і призначені для подачі повітря з джерела стиснутого повітря у напрямку першого лазерного сканера і другого лазерного сканера; та - установка додатково містить основу і важіль, що утримує коробку і прикріплений до основи, причому переважно, щоб важіль був встановлений з можливістю обертання на основі між першим положенням, в якому важіль повинен бути вертикальним, і другим положенням, в який важіль знаходиться в горизонтальному положенні.

Інші ознаки і переваги даного винаходу будуть зрозумілими після прочитання подальшого опису, приведеного як приклад і з посиланням на креслення, що додаються, на яких:

Фіг. 1 показує схематичний вигляд збоку установки згідно першому варіанту здійснення винаходу;

Фіг. 2 показує інший схематичний вигляд збоку установки, показаної на фіг. 1;

Фіг. З показує схематичний вигляд у напрямку передньої поверхні коробки, показаної на Фіг. 112;

Ко) Фіг. 4 показує вигляд збоку коробки, показаної на Фіг. 1 - 3;

Фіг. 5 показує схематичний вид зображень, отриманих за допомогою лазерних сканерів, показаних на Фіг. З;

Фіг. 6 показує інший вигляд збоку коробки, показаної на Фіг. 1-4

Фіг. 7 показує схематичний вид варіанту установки, показаної на Фіг. 1 і 2;

Фіг. 8 показує схематичний вид установки згідно другому варіанту здійснення винаходу; і

Фіг. 9 є графіком, що показує два профілі вогнетривкого футерування, отримані від установки, показаної на Фіг. 8.

Тепер процес, що виконується згідно винаходу, буде описаний з посиланням на Фіг. 1-5.

Завдання полягає в тому, щоб виміряти знос вогнетривкого футерування 1 в приймальній ємності 2, показаною на фіг. 1 ї 2. Приймальна ємність 2 є, наприклад, розливним ковшем, призначеним для вміщення розплавленого металу. Як варіант, приймальна ємність 2 є електродугова піч (ЕДП) (показано на фіг. 7) або конвертер (не показаний).

Вогнетривке футерування 1 виконане з можливістю захисту приймальної ємності 2 від високих температур розплавленого металу. Після спорожнення приймальної ємності 2 може залишатися відкладення З (Фіг. 2), наприклад, там, де знаходилася вільна поверхня розплавленого металу, коли приймальна ємність була заповнена.

Процес включає сканування першої поверхні 4А вогнетривкого футерування 1 з використанням першого лазерного сканера 21А для того, щоб отримати перший початковий набір даних 5А (Фіг. 5), що визначає першу поверхню вогнетривкого футерування, а також сканування другої поверхні 48 вогнетривкого футерування з використанням другого лазерного сканера 218, відмінного від першого лазерного сканера, щоб отримати другий початковий набір даних 5В (Фіг. 5), що визначає другу поверхню вогнетривкого футерування.

Друга поверхня 488 включає сіру зону 6В для першого лазерного сканера 21А, оскільки відкладення З утворює перешкоду, розташовану між першим лазерним сканером і сірою зоною 6В під час сканування першим лазерним сканером. У показаному прикладі, аналогічним чином, перша поверхня 4А включає сіру зону бА для другого лазерного сканера 218, оскільки відкладення З також утворює перешкоду, розташовану між другим лазерним сканером і сірою зоною бА під час сканування другим лазерним сканером.

Процес також містить обчислення остаточного набору даних 7 з використанням першого бо початкового набору даних 5А і другого початкового набору даних 58. Остаточний набір даних 7 є визначальним для поверхні 4 вогнетривкі футерування 1, що включає першу поверхню 4А і другу поверхню 48В. Поверхня 4 є, наприклад, сумою першої поверхні 4А і другій поверхні 48.

Початковий набір даних 5А є 30 (тривимірним) зображенням першої поверхні 4А, в якому сіра зона бА не є (не представлена) видимою, а другий початковий набір даних 5В є тривимірним зображенням другої поверхні 4В, в якому сіра зона 6В не є видимою.

Використання принаймні двох лазерних сканерів і об'єднання їх вимірювань дозволяє отримати остаточний набір даних 7, який є тривимірним ЗО-зображення всієї поверхні 4, оскільки другий лазерний сканер 218 має інший кут огляду на вогнетривке футерування 1, в порівнянні з першим лазерним сканером 21А.

Остаточний набір даних 7 забезпечує отримання інформації, що дозволяє виміряти знос вогнетривкого футерування 1. Остаточний набір даних 7 порівнюється, наприклад, з еталонним набором, таким як попереднє представницьке тривимірне ЗО-зображення поверхні 4.

Порівняння дозволяє виявляти зони, де поверхня 4 зношена, і зони, де з'явилися відкладення.

Крім того, частина поверхні 4, яка не належить сірим зонам 5А і 6В, сканується принаймні двічі, що дозволяє або поліпшити дозвіл остаточного набору даних 7, або отримати остаточний набір даних швидше, ніж за допомогою одного лазерного сканера.

Сканування першої поверхні 4А і сканування другої поверхні 48 переважно є одночасними, що дозволяє економити час і скорочувати тривалість дії гарячого і запорошеного середовища на лазерні сканери 21А, 218.

Процес може включати основи 104 для кріплення першого лазерного сканера 21А і другого лазерного сканера 218 (Фіг. З і 4) на опорній рамі 68, основи фіксовано рознесені по відношенню до одна одної уздовж поперечного напрямку Т опорної рами, при цьому опорна рама зберігається в тому ж фіксованому положенні відносно приймальної ємності 2 під час сканування першої поверхні 4А і другій поверхні 4В. В результаті цього, відносне положення другого лазерного сканера 2188 відносно першого лазерного сканера 21А є відомим і заздалегідь заданим.

Відповідно до інших конкретних варіантів здійснення винаходу (не показані), можуть бути використані інші технології для утримування першого лазерного сканера 21А їі другого лазерного сканера 218 у фіксованих положеннях відносно приймальної ємності 2. Наприклад,

Зо перший лазерний сканер 214А і другий лазерний сканер 218 можуть бути встановлені на окремих опорних рамах.

Сканування першої поверхні 4А і другій поверхні 48 переважно виконується однаковим чином, тому сканування першої поверхні детально пояснюватиметься нижче.

Сканування першої поверхні 4А, наприклад, включає випромінювання лазерного променя 8 (Фіг. 2) за допомогою випромінювача Е лазерного променя (Фіг. 4), прийом відбитого лазерного променя 9 від вогнетривкого футерування 1, з використанням приймача К лазерного променя, вимірювання часу проходження променя між моментом випромінювання лазерного променя і прийомом відбитого лазерного променя, а також відхилення випромінюваного лазерного променя в двох взаємно перпендикулярних напрямках А, В.

Відхилення випромінюваного лазерного променя 8 може бути виконано за допомогою обертання дзеркала М (Фіг. 4) навколо першої осі А обертання відносно випромінювача Е лазерного променя і обертання випромінювача лазерного променя навколо другої осі В обертання відносно основи 104.

Обчислення остаточного набору даних 7 виконується, наприклад, з використанням параметрів, що визначають положення основи 104 другі лазерні сканери 21В відносно основи 104 перші лазерні сканери 21А. Зазначені параметри використовуються для виконання одної або декількох змін координат, що дозволяє підсумовувати перший початковий набір даних 5А і другий початковий набір даних 5В, виражені в одній і тій же системі координат, для отримання остаточного набору даних 7.

Відповідно до іншого варіанту здійснення винаходу, обчислення остаточного набору даних 7 включає виявлення, принаймні, трьох точок РІ, Рг, РЗ (Фіг. 5) в першому початковому наборі даних 5А і трьох точок РІ", Рг", РЗ' в другому початковому наборі даних 5В. Три точки РІ, Рг, РЗ і три точки РІ", Рг", РУ" визначають три орієнтири 11, 12, І 3, розташовані в межах або навколо першої поверхні 4А і другій поверхні 48.

Остаточний набір даних 7 розраховується так, щоб три точки РІ, Р2, РЗ і РІ, Рг, РЗ" поєднувалися, як показано на Фіг. 5.

З посиланням на Фіг. 1 і 2 описується установка 10, відповідно до першого варіанту здійснення винаходу.

Установка 10 включає приймальну ємність 2, пристрій 12 для вимірювання зносу бо вогнетривкого футерування, а також підлогу 14, на якій розташовується пристрій.

Приймальна ємність 2 є, наприклад, сталевим розливним ковшем, призначеним для вміщення розплавленої сталі, наприклад, що надходить з електродугової печі (не показана).

Розливний ківш є приблизно симетричним навколо вертикального напрямку М. Розливний ківш визначає об'єм 16 для прийому розплавленої сталі і, наприклад, має відкладення З навколо горловини.

Пристрій 12 містить коробку 20, два лазерні сканери 21А, 218, розташовані усередині коробки, основа 22 і важіль 24, що утримує коробку і виступає з основи уздовж подовжнього напрямку І. приблизно горизонтально.

Коробка 20 в даному прикладі розташовується над розливним ковшем.

Основа 22 переважно виконано з можливістю кочення по поверхні грунту 14.

Основа 22 включає комп'ютер 29, за необов'язковим вибором блок 30 керування з одним або декількома екранами керування, джерело 32 стиснутого повітря і джерело 34 живлення.

Основа 22 переважно оснащується одним або декількома вентиляторами (не показані), що охолоджують, мають пилові фільтри (не показані).

У одному з варіантів блок 30 керування замінюється блоком дистанційного керування (не показаний).

Основа 22 і важіль 24 переважно покриваються захисним килимком (не показаний), зокрема, на сторонах, звернених до приймальної ємності 2. Наприклад, килимок містить алюмінізовану склотканину або будь-який теплоізолюючий матеріал.

Джерело 34 живлення дозволяє пристрою 12 бути автономним з погляду джерела живлення, тим самим створюючи переваги. Джерело 34 живлення є, наприклад, інвертором.

Згідно варіанту здійснення, замість джерела 34 живлення використовується підключення до електричної мережі (не показана).

Джерелом 32 стиснутого повітря є, наприклад, цилиндр.

Комп'ютер 29 підходить для безперервного контролю лазерних сканерів 21А, 218.

Переважно, комп'ютер 29 включає один або декілька спеціалізованих програмних продуктів для аналізу вимірювань, виконаних лазерними сканерами 21А, 218, і для створення остаточного набору даних 7.

Як варіант здійснення (не показаний) комп'ютер 29 є віддаленим по відношенню до основи

Коо) 22.

Як показано на Фіг. З і б, коробка 20 має передню поверхню 37, звернену до отвору розливного ковша в напрямку вниз. Коробка 20 також містить основну частину 38, прикріплену до важеля 24, і закриваючу систему 40, переміщувану відносно основної частини між закритим положенням, в якому коробка закривається навколо лазерних сканерів 21А, 218, внаслідок чого сканери виявляються усередині коробки, і відкритим положенням (Фіг. З і 6), при цьому основна частина 38 утворює, принаймні, один отвір 44 в передній поверхні 37.

У конкретному варіанті здійснення винаходу коробка 20 встановлюється з можливістю обертання на основі 22 навколо подовжнього напрямку І.

Коли закриваюча система 40 знаходиться в закритому положенні, внутрішня частина коробки 20 захищена від пилу і розбризкування води зі всіх напрямків.

Отвір 44 проходить уздовж подовжнього напрямку Г. і уздовж поперечного напрямку Т, який перпендикулярний подовжньому напрямку і, наприклад, є горизонтальним.

Наприклад, отвір 44 має плоску, переважно прямокутну форму. Отвір 44 переважно є паралельним поперечному напрямку Т і, наприклад, визначає кут «а (Фіг. б) з подовжнім напрямком Г в діапазоні від 45" до 80".

Закриваюча система 40 містить кришку 46, встановлену з можливістю обертання на основній частині 38, навколо осі К (Фіг. 6), і, наприклад, одну або дві газові пружини 48, пристосовані для утримування кришки у відкритому положенні, як показано на Фіг. 4 і 6.

Закриваюча система 40 переважно включає ущільнення (не показано) з фтореластомеру, встановлене між кришкою 46 і основною частиною 38. Фтореластомером є синтетичний каучук на основі фторуглецю, здатний витримувати діапазон температур -20 "С до 200 76.

Як варіант (не показаний) ущільнення включає покриття, призначене для відведення тепла у напрямку задньої частини пристрою 12 і для віддзеркалення теплового випромінювання ДдД від приймальної ємності 2.

Під "пристосованим для віддзеркалення теплових випромінювань від приймальної ємності" в даний заявці мається на увазі, що лазерні сканери 21А, 218 захищаються від теплових випромінювань, що випускаються приймальною ємністю 2. Вісь К, наприклад, приблизно паралельна поперечному напрямку Т.

Кришка 46 переважно містить зовнішню захисну панель 52, виконану з можливістю віддзеркалення теплового випромінювання Д, витікаючого з приймальної ємності 2, коли закриваюча система 40 знаходиться в закритому положенні.

У одному варіанті здійснення винаходу кришка 46 виконана з можливістю переміщення уручну, щоб переміщати закриваючу систему 40 із закритого положення у відкрите положення, і навпаки. Для цієї мети кришка 46 переважно містить ручки 54 і кріпильні елементи 56, наприклад, затиски з гачками. У іншому варіанті здійснення кришка 46 управляється автоматично.

Захисна панель 52, наприклад, виконана з відбиваючого металу, такого як неіржавіюча сталь, полірована неіржавіюча сталь, алюміній або полірований алюміній, і може містити теплоіїзолюючий матеріал, такий як керамічне волокно. Зовнішня захисна панель 52 переважно рознесена з рештою частини кришки 46, як це краще всього видно на Фіг. 6.

Основна частина 38 коробок 20 має задню поверхню 58 (Фіг. 6), протилежну передній поверхні 37 відносно приймальної ємності 2, переважно з ребрами 60, направленими назовні, щоб сприяти теплообміну між коробкою і навколишньою атмосферою.

У конкретному варіанті здійснення винаходу два вентилятори 62 прикріплені до задньої поверхні 58 і виконані з можливістю обдування або відведення повітря на ребрах 60 для збільшення охолоджування ребер 60.

Основна частина 38 також має нижню стінку 64, наприклад, по суті, плоску, і переважно утворює з'єднувальний сполучний пристрій, для механічного з'єднання коробки 20 і важеля 24.

Основна частина 38 має верхню стінку 65.

Основна частина 38 містить опорну раму 68, наприклад, прикріплену до нижньої стінки 64 у напрямку до внутрішньої частини коробки 20 і що проходить в поперечному напрямку.

Основна частина 38 переважно включає два сопла 78 (Фіг. 4), сполучені з джерелом 32 стиснутого повітря для обдування стиснутим повітрям, відповідно, у напрямку лазерних сканерів 21А, 218.

Пристрій 12 за необов'язковим вибором включає внутрішній захисний екран 80, виконаний з можливістю віддзеркалення, принаймні, 80 95 енергій теплових випромінювань Д, що надходять з приймальної ємності 2 через отвір 44 в передній поверхні 37.

Внутрішній захисний екран 80, наприклад, містить декілька модулів 82, розподілених уздовж поперечного напрямку Т, і, за необов'язковим вибором, поперечний модуль 84 виконаний з можливістю захисту опорної рами 68 від теплових випромінювань Д.

Поперечний модуль 84 розташовується між опорною рамою 68 і приймальною ємністю 2.

Поперечний модуль 84 проходить в поперечному напрямку через отвір 44.

Кожен модуль 82 виконаний з можливістю відбивати, принаймні, 70 95 енергії теплового випромінювання Д, витікаючого з приймальної ємності 2.

Модулі 82 переважно прикріпляються до нижньої стінки 64 і верхній стінці 65 основній частині 38, внаслідок чого оператор (не показаний) може легко переміщати їх в поперечному напрямку Т, щоб утворювати два вікна 86А, 86В сканування, відповідно перед лазерними сканерами 21А, 218.

Наприклад, кожен модуль 82 має Г-подібну форму в поперечному напрямку модуль Т.

Кожний модуль 82 містить дві панелі 88, утворюючі Г-подібну форму. Одна з панелей 88, наприклад, приблизно перпендикулярна подовжньому напрямку /!, а інша приблизно перпендикулярна вертикальному напрямку У. Панелі 88 виконані з можливістю віддзеркалення теплового випромінювання Д, витікаючого від приймальної ємності 2, по суті, в радіальному напрямку відносно поперечного напрямку Т через отвір 44.

Переважно, модулі 82 і поперечний модуль 84 містять, принаймні, 50 95 за масою полірованого алюмінію.

Декілька шайб (не показані), наприклад, такі, які відомі як шайби "Оеєїгіп", розташовуються між опорною рамою 68 і нижньою стінкою 64, щоб обмежувати теплопровідність.

Лазерні сканери 21А, 218 змонтовані на опорній рамі 68. Вони рознесені один від одного в поперечному напрямку Т.

Лазерні сканери 214А, 218 є, наприклад, лазерними сканерами ЕРоси530, комерційно доступні від компанії Раго, або подібні до них. Лазерні сканери 21А, 218 переважно захищені відбиваючою клейкою стрічкою (не показана), приклеєною до їх стінок. Клейка стрічка переважно виконана з алюмінізованої склотканини, наприклад, тої, на яку посилається під кодом 363 компанія ЗМ.

Лазерні сканери 21А, 218 адаптуються для безперервного контролю за допомогою комп'ютера 29.

Переважно, вони є аналогічними, тому нижче детально описуватиметься тільки лазерний сканер 21А. Лазерний сканер 218 еквівалентний лазерному сканеру 21А, переміщеному в поперечному напрямку Т.

Лазерний сканер 21А містить випромінювач Е лазерного променя і приймач К лазерного променя (Фіг. 4). Лазерний сканер 21А також містить систему 98 вимірювання часу для вимірювання часу проходження променя між моментом випромінювання лазерного променя 8 і прийомом відбитого лазерного променя 9, а також дефлектор 100 для відхилення лазерного променя 8 в двох взаємно перпендикулярних напрямках А, В.

Дефлектор 100 включає дзеркало М, яке може обертатися навколо першої осі А обертання відносно випромінювача Е лазерного променя, і модуль 102, виконаний з можливістю повороту випромінювача Е лазерного променя навколо другої осі В обертання по відношенню до опорної рами 68.

Блок 102 включає основу 104, встановлену на опорній рамі 68, і частину, що обертається, 106, жорстко закріплену на випромінювачі Е лазерного променя і приймачі К лазерного променя.

Частина, що обертається, 106 обертається навколо другої осі В обертання і примушує випромінювач Е лазерного променя, приймач К лазерного променя і дзеркало М обертатися навколо другої осі В.

Друга вісь В, наприклад, перпендикулярна поперечному напрямку Т і переважно є горизонтальною в даному прикладі. Друга вісь В першого лазерного сканера 218 паралельна другій осі В другого лазерного сканера 218 і відокремлена від неї відстанню 0, яка фіксується під час сканування.

Перша вісь А перпендикулярна другій осі В і обертається навколо другої осі В по відношенню до опорної рами 68. Коли лазерні сканери 21А, 218 знаходяться в неробочому режимі, перша вісь А, наприклад, розташовується паралельно поперечному напрямку Т.

Важіль 24 конфігурується таким чином, що лазерні сканери 21А, 218 зміщені від центру (Фіг. 2) в поперечному напрямку Т відносно осі симетрії розливного ковша.

Відповідно до конкретного варіанту здійснення винаходу, довжина важеля 24 є регульованою.

Зо Переважно, важіль 24 виконаний з можливістю обертання відносно основи 22 між першим положенням (Фіг. 1), в якому важіль розташовується приблизно горизонтально, і другим положенням (Фіг. б), в якому важіль розташовується приблизно вертикально.

Тепер описуватиметься спосіб використання установки 10.

Заздалегідь спорожнений розливний ківш і пристрій 12 приводяться у відносне положення, показане на Фіг. 1 і 2. Наприклад, пристрій 12 займає фіксоване положення на підлозі 14 і розливний ківш підводиться під пристрій, причому розливний ківш знаходиться у вертикальному положенні.

Коли лазерні сканери 21А і 218 знаходяться в неробочому режимі, закриваюча система 40 переважно знаходиться в закритому положенні, щоб система була захищена від пилу і тепла, що випромінюється від розливного ковша.

Додаткові системи теплозахисту, такі як внутрішній захисний екран 80, захисна панель 52, структура задньої поверхні 58 і вентилятори 62, а також сопла 78 для обдування стиснутим повітрям, додатково захищають лазерні сканери 21А, 218.

Для того, щоб сканувати вогнетривке футерування 1, закриваюча система 40 переводиться у відкрите положення.

Лазерні сканери 21А, 218 переважно працюють одночасно, щоб зменшити час дії пилу і тепла. Сканування виконується, як описувалося вище.

Коли сканування завершується, закриваюча система 40 переводиться в закрите положення.

Далі описуватиметься установка 100, відповідно до варіанту здійснення винаходу з посиланням на Фіг. 7. Установка 100 аналогічна установці 10, показаною на Фіг. 1-4, ії 6.

Аналогічні елементи мають однакові номери позицій. Детальніше описуватимуться тільки відмінності.

У установці 100 приймальна ємність 2 як і раніше є, наприклад, розливним ковшем, але в іншому положенні. Розливний ківш лежить на боці, так що його вісь симетрії є приблизно горизонтальною. Важіль 24 пристрої проходить уздовж вертикального напрямку М.

Наприклад, в порівнянні з конфігурацією, показаною на Фіг. 1 і 3, важіль 24 повернений навколо поперечного напрямку Т відносно основи 22. В даному прикладі передня поверхня 37 коробки 20 звернена до розливного ковша горизонтально. Це забезпечує гнучкість пристрою 12, оскільки в цьому випадку пристрій підходить для сканування приймальної ємності зверху або 60 збоку.

Використання і переваги установки 100 аналогічні використанню і перевагам установки 10.

Далі описуватиметься установка 200, згідно другому варіанту здійснення винаходу з посиланням на Фіг. 8. Установка 200 аналогічна установці 100, показаною на Фіг. 7. Аналогічні елементи мають однакові номери позицій. Детальніше описуватимуться тільки відмінності.

Установка 200 містить приймальну ємність 202, яка є електричною дуговою піччю, що має вогнетривке футерування 201 і двері 203.

Пристрій 12 має таку ж конфігурацію, що і пристрої, представлені на Фіг. 1 і 2, з важелем 24, що проходить уздовж подовжнього напрямку Ї (горизонтально), внаслідок чого коробка розташовується усередині печі.

Використання і переваги установки 200 аналогічні використанню і перевагам установок 10 і 100 з наступними відмінностями.

Перед використанням пристрій 12 переміщається по підлозі 14, щоб ввести коробку 20 в приймальну ємність 202 через двері 203. Потім сканування виконується таким же чином, як описано раніше, з тими ж результатами і перевагами.

Зокрема, пристрій 12 дозволяє сканувати зони, які були б сірими для першого лазерного сканера 21А.

На графіку, показаному на Фіг. 9, крива С1 є прикладом профілю, який був отриманий з остаточного набору даних, наданого пристроєм 12 після сканування електродугової печі, показаної на Фіг. 8. Профіль будується в площині Р, яка перпендикулярна поперечному напрямку Т. Крива С1 є вертикальним профілем бічної стінки 204 приймальних ємності 202.

Через декілька тижнів таким же чином була отримана друга крива С2. Різниця між кривими

С11ї С2 дуже точно показує, як зношується стінка 204.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

   1. Спосіб вимірювання зносу вогнетривкого футерування (1) приймальної ємності (2; 202), призначеної для розміщення в ній розплавленого металу, при цьому спосіб включає наступні етапи: сканування першої поверхні (4А) вогнетривкого футерування (1), за допомогою першого Зо лазерного сканера (21А), для отримання першого початкового набору даних (5А), що визначають першу поверхню (4А), сканування другої поверхні (48) вогнетривкого футерування (1) за допомогою другого лазерного сканера (218), що відрізняється від першого лазерного сканера (21А), для отримання другого початкового набору даних (58), що визначають другу поверхню (4В), причому друга поверхня (48) включає сіру зону (68) для першого лазерного сканера (21А), при цьому приймальна ємність (2; 202) утворена з перешкодою (3), розташованою між першим лазерним сканером (21А) і сірою зоною (6В) під час сканування першим лазерним сканером (21А), та обчислення остаточного набору даних (7) за допомогою використання першого початкового набору даних (5А) і другого початкового набору даних (5В), причому остаточний набір даних (7) представляє поверхню (4) вогнетривкого футерування (1), першу поверхню (4А), що включає, і другу поверхню (4В).

   2. Спосіб за п. 1, в якому приймальна ємність (2; 202) є розливним ковшем, електродуговою піччю або конвертером.

   3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому сканування першої поверхні (4А) і сканування другої поверхні (48) здійснюються одночасно.

   4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, що містить: кріплення основи (104) першого лазерного сканера (21А) і основи (104) другого лазерного сканера (218) на опорній рамі (68), при цьому вказані основи (104) фіксовано рознесені одна від одної вздовж поперечного напрямку (Т) опорної рами (68), та збереження опорної рами (68) в одному і тому ж фіксованому положенні відносно приймальної ємності (2; 202) при скануванні першої поверхні (4А) і другої поверхні (4В).

   5. Спосіб за п. 4, в якому сканування першої поверхні (4А) і другої поверхні (4В) включає: випромінювання лазерного променя (8) за допомогою випромінювача (Е) лазерного променя, прийом відбитого лазерного променя (9) від вогнетривкого футерування (1) за допомогою приймача (А) лазерного променя, вимірювання часу проходження променя між моментом випромінювання лазерного променя (8) і прийомом відбитого лазерного променя (9), та відхилення випромінюваного лазерного променя (8) в двох взаємно перпендикулярних напрямках (А, В).

   б. Спосіб за п. 5, в якому відхилення випромінюваного лазерного променя (8) включає обертання дзеркала (М) навколо першої осі (А) обертання відносно випромінювача (Е) лазерного променя і обертання випромінювача (Е) лазерного променя навколо другої осі (В) обертання відносно основи (104).

   7. Спосіб за будь-яким з пп. 4-6, в якому обчислення остаточного набору даних (7) включає використання параметрів, що визначають положення основи (104) другого лазерного сканера (218) відносно основи першого лазерного сканера (21А).

   8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, в якому обчислення остаточного набору даних (7) включає виявлення принаймні трьох точок (РІ, Рг, РЗ) в межах першого початкового набору даних (5А) і трьох інших точок (РІ, Ре", РЗ) в другому початковому наборі даних (58), причому три точки (РІ, Рг, РЗ) та інші три точки (РІ, Ре", РУ) визначають три орієнтири (І1, 12, ІЗ) в межах поверхні (4) або навколо неї.

   9. Установка (10; 100; 200), що містить приймальну ємність (2; 202), призначену для вміщення розплавленого металу, і що має вогнетривке футерування (1), та пристрій (12) для вимірювання зносу вогнетривкого футерування (1), при цьому пристрій містить: опорну раму (68), перший лазерний сканер (21А) і другий лазерний сканер (218), при цьому обидва сканери підтримуються опорною рамою (68), причому сканери рознесені один від одного вздовж поперечного напрямку (Т) опорної рами (68) і виконані з можливістю відповідно сканування першої поверхні (4А) і другої поверхні (48) вогнетривкого футерування (1) для забезпечення першого початкового набору даних (5А), що визначають першу поверхню (4А), і другого початкового набору даних (5В), що визначають другу поверхню (4В), при цьому друга поверхня (48) включає сіру зону (68) для першого лазерного сканера (21А), а приймальна ємність (2; 202) утворена з перешкодою (3), розташованою між першим лазерним сканером (21А) і сірою зоною (68), та комп'ютер (29), виконаний з можливістю формування остаточного набору даних (7) за допомогою використання першого початкового набору даних (5А) і другого початкового набору Зо даних (58), причому остаточний набір даних (7) визначає поверхню (4) вогнетривкого футерування (1).

   10. Установка (10; 100; 200) за п. 9, в якій кожен лазерний сканер з числа першого лазерного сканера (21А) і другого лазерного сканера (218) містить: основу (104), закріплену на опорній рамі (68), випромінювач (Е) лазерного променя для випромінювання лазерного променя (8), приймач (ЕР) лазерного променя для прийому відбитого лазерного променя (9) від вогнетривкого футерування (1), систему (98) вимірювання часу для вимірювання часу проходження променя між випромінюванням лазерного променя (8) і прийомом відбитого лазерного променя (9), та дефлектор (99) для відхилення випромінюваного лазерного променя (8), причому дефлектор (99) містить дзеркало (М), що обертається навколо першої осі (А) обертання відносно випромінювача (Е) лазерного променя, і блок (102), виконаний з можливістю обертання випромінювача (Е) лазерного променя навколо другої осі (В) обертання відносно основи (104).

   11. Установка (10; 100; 200) за п. 10, в якій другі осі (В) обертання першого лазерного сканера (21А) і другого лазерного сканера (218) перпендикулярні поперечному напрямку (Т) і переважно паралельні одна одній.

   12. Установка (10; 100; 200) за п. 10 або 11, в якій комп'ютер (29) виконаний з можливістю: виявлення принаймні трьох точок (Р11, Р2, РЗ) в першому початковому наборі даних (5А) і трьох інших точок (РІ, Ре", РЗ)) в другому початковому наборі даних (58), при цьому три точки (РІ, Р2, РЗ) і три інші точки (РІ, Рг", РУ) визначають три орієнтири (11, 12, 13) в межах або навколо зазначеної поверхні (4) вогнетривкого футерування (1), або обчислення остаточного набору даних (7) за допомогою використання параметрів, що визначають положення основи (104) другого лазерного сканера (218) відносно основи (104) першого лазерного сканера (21А).

   13. Установка (10; 100; 200) за будь-яким з пп. 9-12, в якій опорна рама (68) включає коробку (20), що має основну частину (38), утворюючу принаймні один отвір (44), і закриваючу систему (40), виконану з можливістю переміщення відносно основної частини (38) між відкритим положенням і закритим положенням, при цьому перший лазерний сканер (21А) і другий лазерний сканер (218) розташовані в корпусі (20) для сканування вогнетривкого футерування бо (1) через отвір (44), коли закриваюча система (40) знаходиться у відкритому положенні, при цьому коробка переважно є водонепроникною і захищеною від пилу, коли закриваюча система (40) знаходиться в закритому положенні.

   14. Установка (10; 100; 200) за п. 13, що додатково містить одну або декілька систем теплозахисту з наступних: внутрішній захисний екран (80), що розташований всередині коробки (20) і визначає принаймні два вікна (86А, 868) сканування, які є вужчими, ніж отвір (44), в поперечному напрямку (Т), кришку (46), встановлену з можливістю обертання на основній частині (38) коробки (20), утворюючу закриваючу систему (40), і що має зовнішню захисну панель (52), виконану з можливістю віддзеркалення принаймні 80 95 теплового випромінювання (л), що виходить з приймальної ємності, коли закриваюча система (40) знаходиться в закритому положенні, задню поверхню (58) коробки (20), що містить ребра (60), направлені назовні для сприяння теплообміну між коробкою (20) і навколишньою атмосферою, і необов'язково принаймні один вентилятор (62), прикріплений до задньої поверхні (58) і виконаний з можливістю обдування повітрям ребер або видалення повітря від ребер (60), а також джерело (32) стиснутого повітря і принаймні два сопла (78), сполучені з зазначеним джерелом (32) стиснутого повітря, виконані з можливістю видування повітря від джерела (32) стиснутого повітря у напрямку першого лазерного сканера (21А) і другого лазерного сканера (218).

   15. Установка (10; 100; 200) за будь-яким з пп. 8-14, що додатково містить основу (22) і важіль (24), що утримує коробку (20) і прикріплений до основи (22), при цьому важіль (24), переважно, встановлений з можливістю обертання на основі (22) між першим положенням, в якому важіль (24) може знаходитися у вертикальному положенні, і другим положенням, в якому важіль (24) може знаходитися у горизонтальному положенні. і ей га / ре 16 тя в и, х де ре і: о аби. ; | г зо в ! «16- г и де й А У

   Фіг. 1 ри су Р: Пішвін ДЕН сх: ПИ З ДВ- іні М бен ІК мини ИЙ МИ ї їх | КЗ ; : / х У. ї Ж х ї. у 3 тя с ДА 5 Е ; ПЕ ж 3; я ї І хх ча | ті БОМ й ї ха ж МО В; х ЗХ У в У ! о. й ; в. щі В і й ва. / ' В Не -1ф- щ- щи 1 ж й з СЕ ; І м, пе І, / Фіг с У Бл ше Бслжен, ЇЙ і ї, й і денне 1 В КВ й Мк. сш я КМ «в 4 у Іст р, по ев) й В - нАНННЕ сте й й ж у сс ет НИМИ НН ення ний: М

   ЩЕ. 4в (Я ве ЕЕ. в Бе й жін сор; М я і. У рев Ї й їх 7 Ії в ці й 1 уч те. М р М Х виш ва і ва ЇМ 68 х що а А Ми як

   Фіг. З р МА я. У р х | у ту Ци Не, й ) | я ке ДИВ В 31, шк р ке Я Й со х офі 7 шо - 7 ЗЕ ! ші І М | мов І - Фіг. 5 у у в її. ШИ а ж по " | ГА в

   В. Я Кв 48 дк ринв ше Ше | м ВО їй і | | х виш - ще їх /- Шо І | С 37 т -- Ка

   38. | м. ще пенні) х 4 сосні

   Фіг. 6