本發(fā)明涉及一種觀察監(jiān)視裝置及使用方法，具體屬于一種用于高爐工況的在線觀察監(jiān)視裝置及使用方法，確切地為能及時(shí)在線觀察高爐風(fēng)口焦形貌的裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

高爐冶煉是一個(gè)相對(duì)封閉的系統(tǒng)，因此對(duì)于現(xiàn)代高爐生產(chǎn)冶煉，爐內(nèi)焦炭狀態(tài)數(shù)據(jù)的獲得是一個(gè)比較困難的事情，而高爐內(nèi)焦炭氣化反應(yīng)程度不同，將會(huì)引起高爐冶煉狀況發(fā)生巨大的變化。在高爐冶煉過(guò)程中唯一可以獲得焦炭氣化反應(yīng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)來(lái)自風(fēng)口焦。目前國(guó)內(nèi)外，在煉鐵高爐上開(kāi)發(fā)了各種各樣的風(fēng)口焦取樣裝置，用以獲得爐內(nèi)的焦炭生產(chǎn)數(shù)據(jù)。但在實(shí)際生產(chǎn)中，用于這類的取樣裝置存在以下不足：

1）分析數(shù)據(jù)的代表性、客觀性差。為了減少對(duì)高爐操作的影響,風(fēng)口焦取樣往往是在對(duì)破損風(fēng)口修復(fù)時(shí)，從破損的風(fēng)口取樣，此條件下取得的風(fēng)口焦是高爐不正常時(shí)期的數(shù)據(jù)，這樣就導(dǎo)致取樣的片面性而缺乏客觀及準(zhǔn)確性，對(duì)于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)意義大打折扣；

2）影響焦炭粒度分析。取出的風(fēng)口焦由于直接暴露在空氣中，故存在直接燃燒的損失而影響粒度分析，并且風(fēng)口焦冷卻后鐵水、鐵渣會(huì)粘附在焦炭?jī)?nèi)部及表面，難以去除，影響粒度分析；

3）只能離線分析，及時(shí)性差，不能滿足高爐新的發(fā)展的需要，且增加生產(chǎn)成本。每次取樣只能在高爐修風(fēng)后進(jìn)行，從打開(kāi)的風(fēng)口取樣，取樣時(shí)間加上高爐恢復(fù)時(shí)間周期長(zhǎng)，對(duì)高爐生產(chǎn)影響大，且取樣成本高；只能對(duì)取得的風(fēng)口焦進(jìn)行離線分析，不能及時(shí)反映高爐爐況的變化趨勢(shì)，故難以針對(duì)高爐狀況做出快速反應(yīng)，指導(dǎo)高爐生產(chǎn)。

經(jīng)檢索，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮閏n201310005045.3的文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種測(cè)量風(fēng)口焦反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度的方法,所述測(cè)量方法包括以下步驟：測(cè)量風(fēng)口焦試樣的灰分,測(cè)量風(fēng)口焦試樣反應(yīng)前重量,反應(yīng)后重量,然后進(jìn)行篩分,并測(cè)量>3mm試樣的重量,根據(jù)公式cri=反應(yīng)前后失重/反應(yīng)前重量×(1-(風(fēng)口焦灰分-13%)),csr=>3mm試樣重量/反應(yīng)前試樣重量×(1+(風(fēng)口焦灰分-13%))分別計(jì)算其反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度。其雖然能實(shí)現(xiàn)風(fēng)口焦的反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度的測(cè)量，但存在以下不足：1）分析數(shù)據(jù)的代表性、客觀性差；2）影響焦炭粒度分析；3）只能離線分析，及時(shí)性差，不能滿足高爐新的發(fā)展的需要，且增加生產(chǎn)成本。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮閏n201210083560.9的文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種高爐風(fēng)口回旋區(qū)焦炭取樣機(jī)。本產(chǎn)品的組成包括安裝在高爐風(fēng)口處的可調(diào)節(jié)支架,所述的可調(diào)節(jié)支架上安裝定位移動(dòng)框架(2),所述的定位移動(dòng)框架的中。間連接水冷取樣桿(3),所述的定位移動(dòng)框架的兩側(cè)分別連接進(jìn)退移動(dòng)油缸(4),所述的水冷取樣桿上具有一組焦炭取樣槽(5),每個(gè)所述的焦炭取樣槽上具有封蓋板(6),所述的封蓋板聯(lián)接在一起并連接封蓋板油缸(7),所述的水冷取樣桿里面具有水冷系統(tǒng),所述的封蓋板油缸和所述的進(jìn)退移動(dòng)油缸都與液壓站連接。該文獻(xiàn)雖有一定的穿透推進(jìn)力,又能保證能夠準(zhǔn)確取出回旋區(qū)不同部位的足夠數(shù)量焦碳,同時(shí)滿足燃燒焦碳的高溫對(duì)設(shè)備的功能要求，但存在以下不足：1）分析數(shù)據(jù)的代表性、客觀性差；2）影響焦炭粒度分析；3）只能離線分析，及時(shí)性差，不能滿足高爐新的發(fā)展的需要，且增加生產(chǎn)成本。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮閏n201110231076.1的文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種高爐焦炭取樣機(jī)與高爐焦炭取樣方法。高爐焦炭取樣機(jī)包含取樣管、微波測(cè)距系統(tǒng)、取樣控制系統(tǒng)與壓縮率計(jì)算系統(tǒng)。取樣管包含管體和活動(dòng)式擋板。管體具有相對(duì)的兩端部,而活動(dòng)式擋板設(shè)置于管體中,以與管體端部形成容置空間來(lái)容置焦炭樣本。在焦炭取樣方法中,首先提供上述的取樣管。接著,利用取樣控制系統(tǒng)來(lái)控制取樣管移動(dòng)一段取樣距離,以取得焦炭樣本。然后,在取得焦炭樣本時(shí),利用微波測(cè)距系統(tǒng)來(lái)量測(cè)活動(dòng)式擋板的擋板移動(dòng)距離。然后,利用壓縮率計(jì)算系統(tǒng)來(lái)根據(jù)取樣距離和擋板移動(dòng)距離計(jì)算焦炭樣本的壓縮率。其仍存在：1）分析數(shù)據(jù)的代表性、客觀性差；2）影響焦炭粒度分析；3）只能離線分析，及時(shí)性差，不能滿足高爐新的發(fā)展的需要，且增加生產(chǎn)成本。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮閏n201420532030.2的文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種多點(diǎn)移動(dòng)式高爐風(fēng)口焦炭取樣機(jī),所述多點(diǎn)移動(dòng)式高爐風(fēng)口焦炭取樣機(jī)包括所述多點(diǎn)移動(dòng)式高爐風(fēng)口焦炭取樣機(jī)包括焦炭取樣桿、沖擊振動(dòng)裝置、履帶式自行走機(jī)體、主液壓油缸、升降調(diào)整油缸和止退裝置。本實(shí)用新型的多點(diǎn)移動(dòng)式高爐風(fēng)口焦炭取樣機(jī)在遙控器控制驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)整就位后,可獨(dú)自實(shí)現(xiàn)焦炭取樣桿深入焦炭堆、焦炭取樣桿沖擊振動(dòng)、取出焦炭、更換取樣頭、轉(zhuǎn)移到下一焦炭取樣口進(jìn)行焦炭取樣的全部功能。與目前的類似設(shè)備相比,該實(shí)用新型的多點(diǎn)移動(dòng)式高爐風(fēng)口焦炭取樣機(jī)雖可提高焦炭取樣效率及準(zhǔn)確性,且具有高效、安全的特點(diǎn)，但存在：1）分析數(shù)據(jù)的代表性、客觀性差；2）影響焦炭粒度分析；3）只能離線分析，及時(shí)性差，不能滿足高爐新的發(fā)展的需要，且增加生產(chǎn)成本。

還有已公開(kāi)的文獻(xiàn)如南方金屬.2011(3).15-17由肖命冬等發(fā)表的“韶鋼大型高爐風(fēng)口焦取樣及分析技術(shù)研究”、2015(6).42-47由門正朝等發(fā)表的“高爐內(nèi)風(fēng)口焦炭的劣化度及改善措施”、由蔣勝發(fā)表的“風(fēng)口取樣裝置在攀鋼的應(yīng)用”、山東冶金.2014(1).28-30由周小輝發(fā)表的“萊鋼高爐風(fēng)口取樣研究.”，其仍存在以下不足：1）分析數(shù)據(jù)的代表性、客觀性差；2）影響焦炭粒度分析；3）只能離線分析，及時(shí)性差，不能滿足高爐新的發(fā)展的需要，且增加生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能在線及時(shí)分析高爐風(fēng)口焦形貌狀況、無(wú)需取樣分析，分析數(shù)據(jù)代表性好，且更加客觀及科學(xué)，分析及時(shí)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際意義更大的能及時(shí)在線觀察高爐風(fēng)口焦形貌的裝置及使用方法。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)措施：

一種能及時(shí)在線觀察高爐風(fēng)口焦形貌的裝置，包括窺視孔、信息采集器，其在于：窺視孔裝在外殼的前端，信息采集器裝在外殼內(nèi)；外殼的后端連接有底座；在外殼上設(shè)有通氣孔，通氣孔上連接有輸氣管，輸氣管的另一端連接有外接氣源；信息采集器通過(guò)基座與底座連接；在信息采集器后端連接有信號(hào)傳輸線，信號(hào)傳輸線的另一端連接有數(shù)據(jù)處理器；在外殼與信息采集器之間形成有氣體通道，外殼的前端與信息采集器的前端之間形成有氣腔。

其在于：所述信息采集器為攝像成像式的。

其在于：在信息采集器的前端連接有濾光器，且使濾光器與窺視孔之間的距離在15～45mm。

其在于：在與通氣孔連接的輸氣管上裝有流量表、壓力表、流量調(diào)節(jié)閥。

其在于：至少在高爐的兩個(gè)風(fēng)口上安裝所述的能及時(shí)在線觀察高爐風(fēng)口焦形貌的裝置。

一種能及時(shí)在線觀察高爐風(fēng)口焦形貌的裝置的使用方法：

1）使用前，先將輸氣管內(nèi)通氣，并使氣腔內(nèi)的氣壓至少高于大氣壓0.2mpa；所通氣從窺視孔排出；

2）開(kāi)啟信息采集器及數(shù)據(jù)處理器；通過(guò)信號(hào)傳輸線將信息采集器傳輸給數(shù)據(jù)處理器，并使數(shù)據(jù)處理器對(duì)高爐內(nèi)焦炭形貌做出趨勢(shì)分析圖；

3）定時(shí)或不定時(shí)通過(guò)窺視窗觀察高爐內(nèi)焦炭狀況，以及由數(shù)據(jù)處理器畫(huà)出的高爐風(fēng)口焦形貌趨勢(shì)分析圖；

4）進(jìn)行判別：當(dāng)高爐內(nèi)風(fēng)口焦的粒度變化表現(xiàn)為＜6mm的比例呈變大趨勢(shì)且波動(dòng)幅度不低于2%、同時(shí)平均粒度呈變小趨勢(shì)且降低幅度不低于2%時(shí)，說(shuō)明高爐內(nèi)的透氣性趨勢(shì)要變差，提示操作或技術(shù)人員進(jìn)行及時(shí)常規(guī)調(diào)整；當(dāng)高爐內(nèi)風(fēng)口焦的粒度變化表現(xiàn)為＜6mm的比例呈變小趨勢(shì)且降低幅度不低于2%、同時(shí)平均粒度呈變大趨勢(shì)且增加幅度不低于2%時(shí)，則說(shuō)明高爐透氣性變好，爐況有向好的趨勢(shì)；當(dāng)高爐內(nèi)風(fēng)口焦的粒度變化表現(xiàn)為＜6mm的比例穩(wěn)定在正常值范圍內(nèi)，說(shuō)明爐況正常。

其在于：所述輸氣管內(nèi)的氣體流量按照3~6l/min輸入。

本發(fā)明所述輸入的氣體為化學(xué)性能不活潑的惰性氣體。

本發(fā)明之所以限定氣腔內(nèi)的氣壓至少高于大氣壓0.2mpa，目的在于防止外界的雜質(zhì)進(jìn)入外殼內(nèi)，從而影響觀察效果；之所以引入外界的尤其是室溫的化學(xué)性能不活潑的惰性氣體，為了使信息采集器的工作溫度不超過(guò)40℃，以防止損壞而影響其使用周期，即提高使用壽命，減少維護(hù)量。

本發(fā)明裝置可以根據(jù)需要，選擇在有關(guān)風(fēng)口上安裝或在全部風(fēng)口上安裝。安裝的個(gè)數(shù)多少以能滿足觀察高爐焦形貌工況而確定。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能在線及時(shí)分析高爐風(fēng)口焦形貌狀況、無(wú)需取樣分析，分析數(shù)據(jù)代表性好，且更加客觀及科學(xué)，分析及時(shí)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際意義更大。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明在線觀察高爐風(fēng)口焦形貌的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為高爐爐況變差時(shí)的風(fēng)口焦平均粒度變化趨勢(shì)圖；

圖3為高爐爐況變差時(shí)的風(fēng)口＜6mm焦粒度變化趨勢(shì)圖；

圖4為高爐爐況變好時(shí)的風(fēng)口焦平均粒度變化趨勢(shì)圖；

圖5為高爐爐況變好時(shí)的風(fēng)口＜6mm焦粒度變化趨勢(shì)圖；

圖6為高爐爐況正常時(shí)的風(fēng)口焦平均粒度變化趨勢(shì)圖；

圖7為高爐爐況正常時(shí)的風(fēng)口＜6mm焦粒度變化趨勢(shì)圖；

圖中：1—窺視孔，2—信息采集器，3—外殼，4—底座，5—通氣孔，6—輸氣管，7—外接氣源，8—流量表，9—壓力表，10—流量調(diào)節(jié)閥，11—基座，12—信號(hào)傳輸線，13—數(shù)據(jù)處理器，14—?dú)怏w通道，15—?dú)馇唬?6—濾光器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述：

一種能及時(shí)在線觀察高爐風(fēng)口焦形貌的裝置，包括窺視孔1、信息采集器2，其將窺視孔1裝在外殼3的前端，信息采集器2裝在外殼3內(nèi)，所述信息采集器2為攝像成像式的；外殼3的后端采用螺栓或插入式或焊接方式連接有底座4；在外殼3上加工有通氣孔5，通氣孔5上采用快速接頭或插入方式連接有輸氣管6的一端，輸氣管6的另一端連接有外接氣源7，并在通氣孔5上裝有流量表8、壓力表9、流量調(diào)節(jié)閥10；信息采集器2采用螺栓或焊接方式與基座11連接，基座11與底座4采用插入式連接方式予以固定；在信息采集器2后端連接有信號(hào)傳輸線12的一端，信號(hào)傳輸線12的另一端連接有數(shù)據(jù)處理器13；在外殼3與信息采集器2之間形成有氣體通道14，外殼3的前端與信息采集器2的前端之間形成有氣腔15。

需要說(shuō)明的是窺視孔1也是氣體的排出口。根據(jù)需要，氣體的排出口也可另設(shè)。

為了保證信息采集的效果，在信息采集器的前端連接有濾光器16，且使濾光器16與窺視孔1之間的安裝距離保持在15mm～45mm之間任一距離即可；之所以要設(shè)定兩者之間的距離，在于以便獲得較大范圍的觀察視角。

為保證充分掌握高爐各風(fēng)口處的焦炭形貌狀況，至少在高爐的兩個(gè)風(fēng)口上安裝所述的能及時(shí)在線觀察高爐風(fēng)口焦形貌的裝置。

一種能及時(shí)在線觀察高爐風(fēng)口焦形貌的裝置的使用方法：

1）使用前，先將輸氣管6內(nèi)通氣，并使氣腔15內(nèi)的氣壓至少高于大氣壓0.2mpa；所通氣從窺視孔1排出；也可另設(shè)氣體排出口；窺視孔1或在另設(shè)氣體排出口處設(shè)有控制閥最佳；

2）開(kāi)啟信息采集器2及數(shù)據(jù)處理器13；通過(guò)信號(hào)傳輸線12將信息采集器2收集到的成像信息傳輸給數(shù)據(jù)處理器13，并使數(shù)據(jù)處理器13對(duì)高爐內(nèi)焦炭形貌做出趨勢(shì)分析圖；

3）定時(shí)或不定時(shí)通過(guò)窺視窗1觀察高爐內(nèi)焦炭狀況，以及由數(shù)據(jù)處理器13畫(huà)出的高爐風(fēng)口焦形貌趨勢(shì)分析圖；

4）進(jìn)行判別：當(dāng)高爐內(nèi)風(fēng)口焦的粒度變化表現(xiàn)為＜6mm的比例呈變大趨勢(shì)且波動(dòng)幅度不低于2%、同時(shí)平均粒度呈變小趨勢(shì)且降低幅度不低于2%時(shí)，說(shuō)明高爐內(nèi)的透氣性趨勢(shì)要變差，提示操作或技術(shù)人員進(jìn)行及時(shí)常規(guī)調(diào)整；當(dāng)高爐內(nèi)風(fēng)口焦的粒度變化表現(xiàn)為＜6mm的比例呈變小趨勢(shì)且降低幅度不低于2%、同時(shí)平均粒度呈變大趨勢(shì)且增加幅度不低于2%時(shí)，則說(shuō)明高爐透氣性變好，爐況有向好的趨勢(shì)；當(dāng)高爐內(nèi)風(fēng)口焦的粒度變化表現(xiàn)為＜6mm的比例穩(wěn)定在正常值范圍內(nèi)，說(shuō)明爐況正常。

所述輸氣管6內(nèi)的氣體輸入流量，根據(jù)實(shí)際情況只要在3~6l/min范圍內(nèi)的任一值即可。

趨勢(shì)圖中的分析時(shí)間可根據(jù)需要設(shè)置。

本具體實(shí)施方式僅為最佳例舉，并非對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制性實(shí)施。