專利名稱：布料面外形掃描系統(tǒng)與應(yīng)用此系統(tǒng)的燒結(jié)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種布料面外形掃描系統(tǒng)與應(yīng)用此布料面外形掃描系統(tǒng)的燒結(jié)機(jī)。
背景技術(shù)：
在目前的高爐煉鐵技術(shù)中，需要煉鐵原料、焦碳與燒結(jié)礦來產(chǎn)出鐵水。燒結(jié)礦的主要材料為各種粉鐵礦(Iron Ore)、助熔劑(Flux)(如石灰石等)與焦碳屑(Coke Breeze), 在燒結(jié)工場中將原料依所定的配比配料后，經(jīng)勻拌滾筒加水?dāng)嚢柙炝：?，送至燒結(jié)機(jī)進(jìn)行鍛燒，燒結(jié)完成后，即為燒結(jié)礦。在燒結(jié)過程中，燒結(jié)料面的平整度非常重要。若燒結(jié)料面高突起伏很大，鍛燒出來的燒結(jié)礦質(zhì)量會(huì)很差。因此，需要一種布料面外形掃描系統(tǒng)，其可建立料面外型的模型，以供監(jiān)測燒結(jié)料面的平整度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供布料面外形掃描系統(tǒng)，其可建立燒結(jié)料截面的外形模型，以作為燒結(jié)料布料參考的依據(jù)。本發(fā)明的另一方面是提供一種燒結(jié)機(jī)，其應(yīng)用上述布料面外形掃描系統(tǒng)以根據(jù)其建立的燒結(jié)料截面外形模型來自動(dòng)調(diào)整布料的情況。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，此布料面外形掃描系統(tǒng)包含測距單元、驅(qū)動(dòng)單元、角度感測單元與計(jì)算單元。測距單元用于掃描分布于燒結(jié)機(jī)上的燒結(jié)料的布料面。測距單元沿著布料面上的橫切線來掃描布料面，以測量橫切線上的多個(gè)料面點(diǎn)與測距單元間的多料面點(diǎn)距離，來得到多個(gè)料面點(diǎn)距離數(shù)據(jù)，其中橫切線垂直于料面的邊線。驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)測距單元，以使測距單元以一支點(diǎn)為中心來旋轉(zhuǎn)。角度感測單元用于在測距單元掃描布料面時(shí)，感測測距單元的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，來得到多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，其中這些旋轉(zhuǎn)角度一對一對應(yīng)至這些料面點(diǎn)距離。計(jì)算單元用于根據(jù)以上測得的旋轉(zhuǎn)角度資料和料面點(diǎn)距離數(shù)據(jù)來計(jì)算料面點(diǎn)的極坐標(biāo)值，以建立截面模型。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，前述燒結(jié)機(jī)包含燒結(jié)料載具、布料槽、點(diǎn)火爐以及布料面外形掃描系統(tǒng)。燒結(jié)料載具用于承載燒結(jié)料。布料槽用于提供燒結(jié)料至燒結(jié)料載具上。 點(diǎn)火爐用于燒結(jié)燒結(jié)料。布料面外形掃描系統(tǒng)設(shè)置于燒結(jié)料載具上方，以在燒結(jié)料被燒結(jié)前，掃描燒結(jié)料分布于載具上的布料面，以建立燒結(jié)料的截面模型。布料面外形掃描系統(tǒng)包含測距單元、驅(qū)動(dòng)單元、角度感測單元與計(jì)算單元。測距單元用于掃描燒結(jié)料的料面。測距單元沿著料面上的橫切線來掃描料面，以測量橫切線上的多個(gè)料面點(diǎn)與測距單元間的多料面點(diǎn)距離，來得到多個(gè)料面點(diǎn)距離數(shù)據(jù)，其中橫切線垂直于布料面的邊線。驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)測距單元，以使測距單元以一支點(diǎn)為中心來旋轉(zhuǎn)。角度感測單元用于在測距單元掃描布料面時(shí)，感測測距單元的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，來得到多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，其中這些旋轉(zhuǎn)角度一對一對應(yīng)至這些料面點(diǎn)距離。計(jì)算單元用于根據(jù)以上測得的旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)和料面點(diǎn)距離數(shù)據(jù)來計(jì)算料面點(diǎn)的極坐標(biāo)值，以建立截面模型。
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，上文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附附圖
作詳細(xì)說明如下圖Ia繪示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的燒結(jié)機(jī)的側(cè)視圖。圖Ib繪示根據(jù)燒結(jié)機(jī)的布料區(qū)的俯視圖。圖2繪示布料面外形掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3繪示燒結(jié)料的截面結(jié)構(gòu)示意圖。主要組件符號(hào)說明100:燒結(jié)機(jī)110:布料槽120:滾筒130 擋板140:燒結(jié)料載具150 點(diǎn)火爐160 布料面外形掃描系統(tǒng)161 測距單元162:驅(qū)動(dòng)單元16 :動(dòng)力單元16 :傳動(dòng)單元163 控制單元164 角度感測單元166:保護(hù)罩167:冷卻潔凈系統(tǒng)170 燒結(jié)料172 截面外形190 布料區(qū)L 鉛垂線A、B、C:料面點(diǎn)r、rl、r2:距離Θ、Θ1、Θ2:旋轉(zhuǎn)角度S:支點(diǎn)
具體實(shí)施例方式請同時(shí)參照圖Ia和圖lb，圖Ia繪示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的燒結(jié)機(jī)100的側(cè)視圖，圖Ib繪示根據(jù)燒結(jié)機(jī)100的布料區(qū)190的俯視圖。燒結(jié)機(jī)100包含布料槽110、滾筒 120、擋板130、燒結(jié)料載具140、點(diǎn)火爐150以及布料面外形掃描系統(tǒng)160。布料槽110用于提供燒結(jié)料170，同時(shí)可控制燒結(jié)料的供應(yīng)速度。在本實(shí)施例中，布料槽110設(shè)置有多個(gè)閥門，通過控制閥門的開啟程度，即可控制落料的速度。滾筒120設(shè)置于布料槽110下方， 用以將布料槽110所提供的燒結(jié)料搬動(dòng)至擋板130上，使得燒結(jié)料沿著擋板130滑落至燒結(jié)料載具140上的布料區(qū)190。布料面外形掃描系統(tǒng)160設(shè)置于擋板130和點(diǎn)火爐150之間，用以沿著燒結(jié)料布料面上的橫切線C來擺動(dòng)掃瞄料面，以建立燒結(jié)料截面的外形模型， 其中橫切線C垂直于料面邊線。在以下的說明中，將介紹布料面外形掃描系統(tǒng)160建立燒結(jié)料的截面模型的方式。請參照圖2，其繪示布料面外形掃描系統(tǒng)160的結(jié)構(gòu)示意圖。布料面外形掃描系統(tǒng)160包含測距單元161、驅(qū)動(dòng)單元162、控制單元163、角度感測單元164、計(jì)算單元(未繪示)、保護(hù)罩166和冷卻潔凈系統(tǒng)167。測距單元161用于沿著燒結(jié)料170的料面上的橫切線C來擺動(dòng)掃描燒結(jié)料170的布料面，以測出橫切線上每一點(diǎn)與測距單元161間的距離。驅(qū)動(dòng)單元162用于驅(qū)動(dòng)測距單元161，以使測距單元161以一支點(diǎn)為中心來旋轉(zhuǎn)掃描燒結(jié)料 170的布料面。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元162包含動(dòng)力單元16 和傳動(dòng)單元162b。動(dòng)力單元16 可例如為馬達(dá)，而傳動(dòng)單元162b可例如為傳動(dòng)軸?？刂茊卧?63用于控制驅(qū)動(dòng)單元162來驅(qū)動(dòng)測距單元161。角度感測單元164用于感測測距單元161的旋轉(zhuǎn)角度。請參照圖3，其繪示燒結(jié)料170的截面結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，布料槽110設(shè)置有六個(gè)閥門，由此六個(gè)閥門所供應(yīng)的燒結(jié)料會(huì)分別落在燒結(jié)料載具140上的六個(gè)區(qū)域， 進(jìn)而對應(yīng)形成如圖3所示的截面外形172。如圖3所示，測距單元161以支點(diǎn)S為中心來旋轉(zhuǎn)(左右擺動(dòng))，如此測距單元161可沿著料面橫切線來掃描截面外形172上的每個(gè)點(diǎn) (以下稱為料面點(diǎn))，以測得截面外形172上的每一料面點(diǎn)與布料面外形掃描系統(tǒng)160間的距離，例如，測得料面點(diǎn)A與布料面外形掃描系統(tǒng)160的距離r。同時(shí)，當(dāng)測距單元161測得料面點(diǎn)A的距離r時(shí)，測距單元161與鉛垂線L的角度也會(huì)被角度感測單元164測得，例如，旋轉(zhuǎn)角度θ。如此，料面點(diǎn)A的位置即可以極坐標(biāo)(r，θ)來表示。類似地，截面外形 172上的其它料面點(diǎn)的坐標(biāo)也可以同樣方式來求得，例如料面點(diǎn)B的坐標(biāo)(rl，θ 1)、料面點(diǎn) C的坐標(biāo)(r2，θ 2)。當(dāng)截面外形172上每個(gè)料面點(diǎn)的極坐標(biāo)值都被測得后，即可通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換法來將每個(gè)料面點(diǎn)的極坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)值，以得到每一料面點(diǎn)的直角坐標(biāo)值。接著，根據(jù)所有料面點(diǎn)的直角坐標(biāo)值，即可建構(gòu)出燒結(jié)料170的截面模型。在本實(shí)施例中，極坐標(biāo)值的轉(zhuǎn)換與截面模型的建構(gòu)均由計(jì)算單元來進(jìn)行處理。在本實(shí)施例中，計(jì)算單元可為燒結(jié)機(jī)臺(tái)的控制計(jì)算機(jī)。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，亦可做成一嵌入式系統(tǒng)模塊，并與驅(qū)動(dòng)單元162、 控制單元163等組件置放在一起。由上述說明可知，本實(shí)施例通過測距單元來掃描布料面區(qū)域上的每一個(gè)料面點(diǎn)， 以得到每一料面點(diǎn)的極坐標(biāo)值。接著，再利用每一料面點(diǎn)的極坐標(biāo)值建構(gòu)出燒結(jié)料170的截面模型。另外，本發(fā)明并不受限于量測截面外形172上所有料面點(diǎn)的距離。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，亦可挑選50個(gè)點(diǎn)或100個(gè)點(diǎn)來建構(gòu)截面模型。當(dāng)然，取的點(diǎn)數(shù)越多，截面模型就越為精確。請?jiān)賲⒄請D2，外形掃描系統(tǒng)160可另包含保護(hù)罩166和冷卻潔凈系統(tǒng)167。保護(hù)罩166包覆測距單元161，以保護(hù)161不受粉塵和高溫之侵害。保護(hù)罩166具有開口 169， 用于供測距單元161來掃描燒結(jié)料170料面。冷卻潔凈系統(tǒng)167用于降低保護(hù)罩166內(nèi)的溫度，以及清潔開口 169。在本實(shí)施例中，冷卻潔凈系統(tǒng)167為一種冷卻潔凈回路，其可噴射出高壓冷卻氣體，以清潔開口 169所堆積的粉塵，同時(shí)降低保護(hù)罩166內(nèi)的溫度。另外，值得一提的是，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，燒結(jié)機(jī)100可更包含一布料控制器，此布料控制器可將計(jì)算出的截面模型與根據(jù)預(yù)設(shè)的布料面高度做比較，并根據(jù)比較的結(jié)果來控制布料槽閥門的開啟程度，以調(diào)整燒結(jié)料的流量。例如，當(dāng)截面模型上的某些料面點(diǎn)高度大于預(yù)設(shè)布料面高度時(shí)，布料控制器控制這些料面點(diǎn)所對應(yīng)的布料槽閥門，以減少其流量。雖然本發(fā)明已以數(shù)個(gè)實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，在本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中任何具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，當(dāng)可作各種更動(dòng)與變動(dòng)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求界定。
權(quán)利要求
1.一種布料面外形掃描系統(tǒng)，用于掃描分布于燒結(jié)機(jī)上的燒結(jié)料的布料面以建立該燒結(jié)料的截面模型，其特征在于，該布料面外形掃描系統(tǒng)包含測距單元，用以掃描該布料面，其中該測距單元沿著該布料面上的橫切線來掃描該布料面，以測量該橫切線上的復(fù)數(shù)個(gè)料面點(diǎn)與該測距單元間的復(fù)數(shù)個(gè)料面點(diǎn)距離，來得到復(fù)數(shù)個(gè)料面點(diǎn)距離數(shù)據(jù)，該橫切線垂直于該布料面的邊線；驅(qū)動(dòng)單元，用以驅(qū)動(dòng)該測距單元，以使該測距單元以一支點(diǎn)為中心來旋轉(zhuǎn)； 角度感測單元，用以在該測距單元掃描該布料面時(shí)，感測該測距單元的復(fù)數(shù)個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，來得到復(fù)數(shù)個(gè)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，其中這些旋轉(zhuǎn)角度一對一對應(yīng)至這些料面點(diǎn)距離；以及計(jì)算單元，用于根據(jù)這些旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)和這些料面點(diǎn)距離數(shù)據(jù)來計(jì)算這些料面點(diǎn)的極坐標(biāo)值，以建立該截面模型。
2.如權(quán)利要求1所述的布料面外形掃描系統(tǒng)，進(jìn)一步包含保護(hù)罩，其包覆該測距單元，其中該保護(hù)罩具有一開口，以供該測距單元來掃描該布料面；以及冷卻潔凈系統(tǒng)，用于降低該保護(hù)罩內(nèi)的溫度，并清潔該開口。
3.如權(quán)利要求2所述的布料面外形掃描系統(tǒng)，其中該冷卻潔凈系統(tǒng)用于提供冷卻氣體至該保護(hù)罩，以降低該保護(hù)罩內(nèi)的溫度以及清潔該開口。
4.一種燒結(jié)機(jī)，其特征在于，包含 燒結(jié)料載具，用于承載一燒結(jié)料；布料槽，用于提供該燒結(jié)料至該燒結(jié)料載具上 點(diǎn)火爐，用于燒結(jié)該燒結(jié)料；以及布料面外形掃描系統(tǒng)，其設(shè)置于該燒結(jié)料載具上方，以在該燒結(jié)料被燒結(jié)前，掃描該燒結(jié)料分布于該燒結(jié)料載具上的布料面，以建立該燒結(jié)料的截面模型，該布料面外形掃描系統(tǒng)包含測距單元，用于掃描該料面，其中該測距單元沿著該料面上的橫切線來掃描該布料面， 以測量該橫切線上的復(fù)數(shù)個(gè)料面點(diǎn)與該測距單元間的復(fù)數(shù)個(gè)料面點(diǎn)距離，來得到復(fù)數(shù)個(gè)料面點(diǎn)距離數(shù)據(jù)，該橫切線垂直于該布料面的邊線；驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)該測距單元，以使該測距單元以一支點(diǎn)為中心來旋轉(zhuǎn)； 角度感測單元，用于在該測距單元掃描該布料面時(shí)，感測該測距單元的復(fù)數(shù)個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，來得到復(fù)數(shù)個(gè)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，其中這些旋轉(zhuǎn)角度一對一對應(yīng)至這些料面點(diǎn)距離；以及計(jì)算單元，用以根據(jù)這些旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)和這些料面點(diǎn)距離數(shù)據(jù)來計(jì)算這些料面點(diǎn)的極坐標(biāo)值，以建立該截面模型。
5.如權(quán)利要求4所述的燒結(jié)機(jī)，其中該布料面外形掃描系統(tǒng)進(jìn)一步包含保護(hù)罩，包覆該測距單元，其中該保護(hù)罩具有一開口，以供該測距單元來掃描該布料面；以及冷卻潔凈系統(tǒng)，用以降低該保護(hù)罩內(nèi)的溫度，并清潔該開口。
6.如權(quán)利要求5所述的燒結(jié)機(jī)，其中該冷卻潔凈系統(tǒng)系用于提供冷卻氣體至該保護(hù)罩，以降低該保護(hù)罩內(nèi)的溫度以及清潔該開口。
7.如權(quán)利要求4所述的燒結(jié)機(jī)，其中該布料槽具有復(fù)數(shù)個(gè)閥門，用以控制該燒結(jié)料的流量。
8.如權(quán)利要求7所述的燒結(jié)機(jī)，進(jìn)一步包含布料控制器，用于根據(jù)預(yù)設(shè)布料面高度和該截面模型來控制這些閥門，以調(diào)整該燒結(jié)料的流量。
9.如權(quán)利要求4所述的燒結(jié)機(jī)，進(jìn)一步包含 擋板，其斜靠于該點(diǎn)火爐的進(jìn)料口上；以及滾筒，其設(shè)置于該布料槽和該燒結(jié)料載具間，以將該布料槽所供應(yīng)的該燒結(jié)料移動(dòng)至該擋板上，使該燒結(jié)料滑落至該燒結(jié)料載具上。
10.如權(quán)利要求8所述的燒結(jié)機(jī)，其中該布料面外形掃描系統(tǒng)的該測距單元設(shè)置于該擋板和該點(diǎn)火爐之間。
全文摘要
一種布料面外形掃描系統(tǒng)與應(yīng)用此系統(tǒng)的燒結(jié)機(jī)。此燒結(jié)機(jī)包含燒結(jié)料載具、布料槽、點(diǎn)火爐以及布料面外形掃描系統(tǒng)，而布料面外形掃描系統(tǒng)則包含測距單元、驅(qū)動(dòng)單元、角度感測單元以及計(jì)算單元。測距單元用于沿著燒結(jié)料布料面上的橫切線來掃描燒結(jié)料，以測出橫切線上的多個(gè)料面點(diǎn)與測距單元間的多個(gè)料面點(diǎn)距離。驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)測距單元，以使測距單元旋轉(zhuǎn)來掃描布料面。角度感測單元用于在測距單元掃描布料面時(shí)，感測測距單元的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度。計(jì)算單元用于根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度和料面點(diǎn)距離來計(jì)算出料面點(diǎn)的極坐標(biāo)值，以建立截面模型。
文檔編號(hào)F27B21/14GK102478355SQ20101057369
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者李文杰, 王智中, 簡榮村, 陸振原 申請人:中國鋼鐵股份有限公司