季德靜，邢 禹，鄭大鵬

（1.吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林132021；2.吉林建龍鋼鐵有限責(zé)任公司，吉林132021；3.中鋼集團吉林鐵合金股份有限公司，吉林132021）

激光測厚儀在120t轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯上的應(yīng)用研究與實踐

季德靜1，邢 禹2，鄭大鵬3

（1.吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林132021；2.吉林建龍鋼鐵有限責(zé)任公司，吉林132021；3.中鋼集團吉林鐵合金股份有限公司，吉林132021）

對通鋼激光測厚儀在120 t轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯上的應(yīng)用進行了研究。經(jīng)過幾年的實際應(yīng)用，通鋼已經(jīng)能夠根據(jù)測厚系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)指導(dǎo)轉(zhuǎn)爐爐襯的維護工作，防止了爐體穿漏事故的發(fā)生，提高了爐襯的熱效率，降低了原材料的消耗，取得了一定的經(jīng)濟效益。

激光測厚儀；轉(zhuǎn)爐；研究；實踐

1 引言

通鋼120 t轉(zhuǎn)爐于2005年2月正式投產(chǎn)。由于轉(zhuǎn)爐爐襯的工作層直接與爐體內(nèi)的高溫熔體、爐渣和爐氣接觸,所以在冶煉過程中爐襯的侵蝕很嚴(yán)重，加料操作、出鋼操作等對爐襯磚的侵蝕也很嚴(yán)重[1-2]，因此需對轉(zhuǎn)爐爐襯侵蝕區(qū)進行修補。補爐前需要確定爐襯侵蝕區(qū)域，傳統(tǒng)的方法是對爐體爐襯的觀察進行人為判斷，這種方法不僅存在誤差，而且對爐底安全厚度的判斷更加困難。根據(jù)這種情況，通鋼于2005年8月購買了由武漢緯度科技有限公司提供的CMS2000-I型激光測厚儀系統(tǒng)，它是依據(jù)激光測距原理測量冶金容器內(nèi)腔,確定剩余爐襯厚度,預(yù)報襯磚安全使用厚度，防止?fàn)t體漏鋼惡性事故的發(fā)生。根據(jù)它的反饋信息，操作工能準(zhǔn)確地了解爐襯薄弱位置，進行針對性的修補，進而降低成本。經(jīng)過幾年的實際應(yīng)用，通鋼已經(jīng)能夠成功應(yīng)用測厚系統(tǒng)提供的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)來指導(dǎo)轉(zhuǎn)爐爐襯的維護工作。

2 激光測厚儀簡介

2．1 激光測厚儀的工作原理

激光測厚儀通過測量爐體上3個以上基準(zhǔn)點的距離和角度，確定轉(zhuǎn)爐與測量頭的相對位置。根據(jù)轉(zhuǎn)爐傾斜角度，通過測量爐襯的一個點到測量頭的距離，同時測量出測量頭轉(zhuǎn)動的角度，測量儀可以計算出該測量點的空間位置；一定數(shù)量的測量點便構(gòu)成了爐襯的表面形狀，并與存儲于計算機內(nèi)的參考表面對比，其差值就是爐襯的侵蝕厚度。

2．2 激光測厚儀系統(tǒng)構(gòu)成

激光測厚儀系統(tǒng)主要包括激光測試頭、計算機系統(tǒng)、計算機處理軟件。

3 激光測厚儀在120 t轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯上的應(yīng)用研究

3．1 激光測厚儀的應(yīng)用

3.1.1 轉(zhuǎn)爐描述

預(yù)先將轉(zhuǎn)爐的實際尺寸輸入到測厚系統(tǒng)的模型軟件中，以便在系統(tǒng)內(nèi)形成轉(zhuǎn)爐的實際縮影模擬圖。

3.1.2 建模操作

每次爐襯重砌或更換爐殼后都應(yīng)對激光測厚系統(tǒng)進行重新建模操作。為了檢驗建模的效果和檢驗測量的精確性，建模的最佳時期應(yīng)該在轉(zhuǎn)爐爐口的法蘭盤安裝完畢但未砌筑內(nèi)襯前，或砌筑內(nèi)襯并完成烘爐后進行。這時可以通過測量鋼殼或內(nèi)襯（損耗較?。﹣頇z驗測量數(shù)據(jù)的正確性。

（1）將測厚儀放置在正對爐口，且與爐口盡量遠的位置，并將激光頭底座整平。

（2）永久參考標(biāo)志A（左）、B（右）定位，順序必須先左后右。

（3）T標(biāo)定位：在轉(zhuǎn)爐爐口上確定某一點（最好選在轉(zhuǎn)爐爐口上方，見圖1），使其分別在轉(zhuǎn)爐搖到大約60°、80°和100°時對其進行測量定位。

圖1 爐口參考點示意圖

（4）環(huán)形標(biāo)志定位：環(huán)形標(biāo)志由爐口上固定法蘭盤的螺釘組成（見圖2）。測量時應(yīng)將轉(zhuǎn)爐搖到可測量到大部分環(huán)形標(biāo)志即可。

圖2 爐口位置示意圖

為了提高數(shù)據(jù)擬合的精度，應(yīng)盡量多測些點。系統(tǒng)最多可進行12個環(huán)形標(biāo)志的測量。

3.1.3 建站操作

先后對永久性參考點A（左）、B（右）完成定位測量，即完成了建站操作。每次測量前或測量過程中移動了測量機箱后都必須進行重新建站操作。只要機箱不移動，就可不必重新建站。

3.1.4 測量操作

（1）手動測量：完成建站后，即可手動轉(zhuǎn)動激光測量頭，將激光點打在欲測量的爐襯任一點上，按測量按鈕進行手動測量。

（2）自動測量：完成建站后，可以在測量系統(tǒng)的人機交互畫面上的爐襯展開區(qū)域內(nèi)選擇某一部分區(qū)域進行批量自動測量。根據(jù)需要自動測量，每次可以完成幾十到幾百點的測量。

3．2 激光測厚儀主要技術(shù)指標(biāo)（見表1）

表1 激光測厚儀主要技術(shù)指標(biāo)

4 實際應(yīng)用效果

激光測厚儀測得的爐襯測厚圖為護爐操作工提供了形象和可靠的爐襯厚度信息,為護爐工護爐操作提供了依據(jù)。數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確,減少人為判斷存在的誤差，節(jié)省了補爐材料,降低了生產(chǎn)成本。

護爐工依據(jù)測厚儀提供的不同階段轉(zhuǎn)爐爐襯侵蝕情況數(shù)據(jù)信息,實施對應(yīng)的維護手段,合理地維護爐襯厚度，不僅提高了工作效率，還降低了成本。

根據(jù)侵蝕情況輕重合理安排轉(zhuǎn)爐的維護工作，減少補爐次數(shù)，縮短了維護時間，這不僅有利于改善轉(zhuǎn)爐的熱效率問題，還有利于提高轉(zhuǎn)爐的作業(yè)率，對于提高產(chǎn)能具有重要意義。

激光測厚儀的運用對通鋼轉(zhuǎn)爐爐齡的提高起到了重要作用。但是激光測厚儀在每次測量前或測量過程中移動了測量機箱后，都必須進行重新建站操作，比較繁瑣，爐襯掃描周期較長，完成爐襯整體掃描需要30～40 min。

5 結(jié)束語

通鋼應(yīng)用激光測厚儀后對爐襯的維護更具有針對性，既降低了成本，又提高了工作效率。通鋼應(yīng)用激光測厚儀后，能更準(zhǔn)確地了解爐襯的整體信息，有效地開展?fàn)t襯的維護工作，避免耗時現(xiàn)象，提高了爐襯的熱效率。缺點是激光測厚儀在每次測量前或測量過程中移動了測量機箱后都必須進行重新建站操作，比較繁瑣，爐襯掃描周期較長，一般只能進行有針對性的局部測厚，測量時間控制在20 min以內(nèi)。

[1] 王雅貞.轉(zhuǎn)爐煉鋼問答 [M].北京：冶金工作出版社，2003: 182-184.

[2] 王文科.激光測厚技術(shù)在260 t轉(zhuǎn)爐爐體維護中的應(yīng)用[J].鞍鋼技術(shù)，2010（4）：54-57.

（編輯 潘娜）

Study and Practice of Laser Thickness Gauge Application to 120 t Converter Lining

JI De-jing1,XING Yu2and ZHENG Da-peng3
(1.Jilin Electronic Information Professional Technology Institute,Jilin 132021,China; 2.Jilin Jianlong Iron and Steel Liability Company Limited,Jilin 132021,China; 3.Jilin Ferroalloy Holding Company Limited,Sinosteel Corporation,Jilin 132021,China)

The paper studies the application of laser thickness gauge to the lining of 120 t converter at Tonggang.After several years'practice,Tonggang can utilize the data provided by thickness measuring system to instruct the maintenance of converter lining.The accident of converter runout is prevented and the heat efficiency of converter lining is improved with reduced raw material consumption.Certain economic benefits are obtained.

laser thickness gauge;converter;study;practice

10．3969/j．issn．1006-110X．2014．01．014

2013-09-10

2013-10-10

季德靜（1983—），女，吉林人，講師，主要從事冶金工程方面的研究工作，E-mail：jidejing8341@126.com。