专利名称：测量高炉风口小套和中套变形角度的装置及方法
技术领域：
本发明涉及高炉炼铁技术领域的一种高炉风口小套和中套的检测设备及方法，特
别涉及一种可在高炉正常生产情况下测量风口小套和中套于竖直方向上变形角度的装置 和方法。
背景技术：
在生产实践中，由于高炉内风口砖，碳砖等受到物理或化学侵蚀，砖体疏松膨胀， 导致风口上翘。而风口上翘的直接危害就是分解了鼓风动能。导致中心气流不足，炉缸边缘 容易粘结，严重时还会导致风口下方受到煤粉磨损。所以高炉生产者通常需要利用计划检 修的时机定期有针对性地校正风口，即将风口中套拉出来，把中套下边突起的砖衬削平以 后再重新安装好。另外，由于炉况操作失常产生坐料或崩料也有可能使风口小套被压弯导 致下垂。因此我们需要精确测量风口小套和中套的上翘或下垂的角度以给我们了解其变形 程度并进行准确校正提供数据支持，但长久以来各高炉只是通过小套和中套在上翘或下垂 后留下的痕迹来判断其变形程度，并以此为依据对其进行校正，故而缺乏科学性和准确性， 难以适应实际生产的需要。
发明内容
本发明的目的在于提出一种测量高炉风口小套和中套变形角度的装置及方法，其 可在高炉正常生产情况下精确测量风口小套和中套竖直方向上的变形角度，为准确校正风 口小套和中套提供数据支持，从而克服现有技术中的不足。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案 —种测量高炉风口小套和中套变形角度的装置，其特征在于，该装置包括一测量 杆、一刻度尺以及一重锤，该刻度尺按与测量杆轴线平行的方式与测量杆一端紧固连接，测 量杆另一端可与高炉风口小套或中套的一端面配合，重锤通过一摆线系设于测量杆或刻度 尺上，且当刻度尺处于偏离竖直方向的不同位置时，摆线可指向刻度尺上的不同刻度值。
具体的讲，所述测量杆另一端面为可与高炉风口小套或中套的一端面贴合的结 构。 所述测量杆与刻度尺为一体化设置。
所述测量杆为由硬质材料组成的杆状件。 当所述刻度尺处于水平位置时，摆线与刻度尺垂直相交，并指向刻度尺上的中心 刻度值。 —种应用上述测量高炉风口小套和中套变形角度的装置的方法，其特征在于，该 方法为 调整测量杆位置，使摆线与刻度尺呈互相垂直的状态，记录摆线所指向的刻度尺 上的刻度值，该刻度值为第一刻度值，同时测量摆线固定端与摆线和刻度尺相交点距离，该 距离为第一距离；
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将测量杆一端面与高炉风口小套或中套一端面贴合，记录摆线所指向的刻度尺上 的刻度值，该刻度值为第二刻度值，计算第二刻度值与第一刻度值的差值，该差值的绝对值 为第二距离；根据tan9 =第二距离/第一距离，得出高炉风口小套或中套的变形角度e。
具体而言，该方法中，当所述刻度尺处于水平位置时，摆线与刻度尺垂直相交，并 指向刻度尺上的中心刻度值，此时所测得的摆线固定端与摆线和刻度尺相交点的距离即为
第一距离。
该方法具体为 将测量杆一端面与一竖直墙面贴合，使摆线与刻度尺垂直相交，并指向刻度尺上 的中心刻度值，同时测量摆线固定端与摆线和刻度尺相交点距离，该距离为第一距离；
将测量杆一端面与高炉风口小套或中套一端面贴合，记录摆线所指向的刻度尺上 的刻度值，该刻度值为第二刻度值，计算第二刻度值与中心刻度值的差值，该差值的绝对值 为第二距离；根据tan9 =第二距离/第一距离，得出高炉风口小套或中套的变形角度e。
与现有技术相比，本发明应用简单几何原理，设计了该测量高炉风口小套和/或 中套变形角度的装置，其结构简单，成本低廉，且其配套操作方法简便易行，可在高炉正常 生产情况下实现对风口小套和中套竖直方向上的变形角度的精确测量，并可有效保障操作 人员的人身安全。本发明还可被广泛应用于其它各种特种设备变形角度的测量工艺中。
图1是一种典型的测量高炉风口小套和中套变形角度的装置的结构示意图； 图2是图1所示测量高炉风口小套和中套变形角度的装置的应用状态示意图
:高炉风口小套和中套变形角度的装置的结构示意图； :高炉风口小套和中套变形角度的装置的结构示意图； :高炉风口小套和中套变形角度的装置的结构示意:高炉风口小套和中套变形角度的装置的结构示意图。
图3是实施例2中效 图4是实施例3中效 图5是实施例4中效 图6是实施例5中效
具体实施例方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步详细说明。 实施例1如图1所示是一种典型测量高炉风口小套和中套变形角度的装置，其包 括一测量杆1、一刻度尺2以及一重锤3，该刻度尺按与测量杆轴线平行的方式与测量杆一 端紧固连接，测量杆另一端可与高炉风口小套或中套的一端面配合，重锤通过一摆线4系 设于测量杆或刻度尺上，且当刻度尺处于偏离竖直方向的不同位置时，摆线可指向刻度尺 上的不同刻度值。特别需要指出的是，当刻度尺处于水平位置时，摆线与刻度尺垂直相交， 并指向刻度尺上的中心刻度值。 该测量高炉风口小套和中套变形角度的装置的应用原理如图2所示，在测量之前 将测量杆的前端与垂直墙壁表面接触，系重锤的摆线与刻度尺相交于C点(摆线与刻度尺 互相垂直，C点所指即为中心刻度值)，同时测量摆线固定点A到C点的距离AC ;其后，将测 量杆的前端面与已安装的高炉风口中套或小套5的一端面贴合，系重锤的摆线与刻度尺相交于B点，记录B点所示刻度值，并计算BC的距离。显然，A、 B、 C即构成一直角三角形，同 样，此时测量杆的中心线、水平线以及该两者与高炉风口小套或中套端面相交点构成的直 线亦构成一直角三角形DEF，该两个直角三角形相似，因此小套或中套变形角度e可以通 过该等式求出tan e =BC/AC。当然，操作人员还可通过测量AB距离，并求得sin e 、cos e
等方式计量出e的值。 该测量高炉风口小套和中套变形角度的装置结构极为简单，成本低廉，且配套操 作方法简便易行，可在高炉正常生产情况下实现对风口小套和中套竖直方向上的变形角度 的精确测量，并可有效保障操作人员的人身安全。 上述测量杆可由包括竹木材料、金属材料、工程塑料和陶瓷材料中的硬质材料制
备，其长度可按照高炉风口小套和中套及直吹管的长度确定，宽度按照高炉风口小套和中
套的直径确定，形状可按照高炉风口平台的实际结构和布局确定。 上述刻度尺可与测量杆一体化设置，或为收藏方便，亦可为分体设置。 考虑到高炉上设置的冷却水管，喷煤管，以及直吹管上各种支撑及固紧构件均可
能对测量工作造成干扰，为消除这些因素的影响，可根据实际情况改变该测量高炉风口小
套和/或中套变形角度的装置的构型。如图3 6所示是本案实施例2 5中的测量高炉
风口小套和/或中套变形角度的装置，如下具体说明 实施例2如图3所示，该测量高炉风口小套和中套变形角度的装置基本结构与实 施例1类同，但其测量杆li为前端小于后端的锥形结构，而其刻度尺2'为直角梯形结构。 该测量高炉风口小套和中套变形角度的装置的工作原理及应用方法与实施例1相同。
实施例3如图4所示，该测量高炉风口小套和中套变形角度的装置基本结构与实 施例1类同，但其测量杆lii为由一杆状构件和一锥台型构件叠合组成的构型。
实施例4如图5所示，该测量高炉风口小套和中套变形角度的装置基本结构与实 施例1类同，但其测量杆liii为由具有台阶状横截面的结构。 实施例5如图6所示，该测量高炉风口小套和中套变形角度的装置基本结构与实 施例1类同，但其测量杆liv为前端一侧突出的结构。 同样的，实施例3 5中测量高炉风口小套和中套变形角度的装置的工作原理及 应用方法与实施例l相同。 以上实施例仅用于说明本发明的内容，除此之外，本发明还有其他实施方式。但 是，凡采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。
权利要求
一种测量高炉风口小套和中套变形角度的装置，其特征在于，该装置包括一测量杆、一刻度尺以及一重锤，该刻度尺按与测量杆轴线平行的方式与测量杆一端紧固连接，测量杆另一端可与高炉风口小套或中套的一端面配合，重锤通过一摆线系设于测量杆或刻度尺上，且当刻度尺处于偏离竖直方向的不同位置时，摆线可指向刻度尺上的不同刻度值。
2. 根据权利要求1所述的测量高炉风口小套和中套变形角度的装置，其特征在于，所 述测量杆另一端面为可与高炉风口小套或中套的一端面贴合的结构。
3. 根据权利要求1或2所述的测量高炉风口小套和中套变形角度的装置，其特征在于， 所述测量杆与刻度尺为一体化设置。
4. 根据权利要求3所述的测量高炉风口小套和中套变形角度的装置，其特征在于，所 述测量杆为由硬质材料组成的杆状件。
5. 根据权利要求l所述的测量高炉风口小套和中套变形角度的装置，其特征在于，当 所述刻度尺处于水平位置时，摆线与刻度尺垂直相交，并指向刻度尺上的中心刻度值。
6. —种如权利要求1所述测量高炉风口小套和中套变形角度的装置的应用方法，其特 征在于，该方法为调整测量杆位置，使摆线与刻度尺呈互相垂直的状态，记录摆线所指向的刻度尺上的 刻度值，该刻度值为第一刻度值，同时测量摆线固定端与摆线和刻度尺相交点距离，该距离 为第一距离；将测量杆一端面与高炉风口小套或中套一端面贴合，记录摆线所指向的刻度尺上的刻 度值，该刻度值为第二刻度值，计算第二刻度值与第一刻度值的差值，该差值的绝对值为第 二距离；根据tan9 =第二距离/第一距离，得出高炉风口小套或中套的变形角度e。
7. 根据权利要求6所述的如权利要求1所述测量高炉风口小套和中套变形角度的装置 的应用方法，其特征在于，该方法中，当所述刻度尺处于水平位置时，摆线与刻度尺垂直相 交，并指向刻度尺上的中心刻度值，此时所测得的摆线固定端与摆线和刻度尺相交点的距 离即为第一距离。
8. 根据权利要求6所述的如权利要求1所述测量高炉风口小套和中套变形角度的装置 的应用方法，其特征在于，该方法具体为将测量杆一端面与一竖直墙面贴合，使摆线与刻度尺垂直相交，并指向刻度尺上的中 心刻度值，同时测量摆线固定端与摆线和刻度尺相交点距离，该距离为第一距离；将测量杆一端面与高炉风口小套或中套一端面贴合，记录摆线所指向的刻度尺上的刻 度值，该刻度值为第二刻度值，计算第二刻度值与中心刻度值的差值，该差值的绝对值为第 二距离；根据tan9 =第二距离/第一距离，得出高炉风口小套或中套的变形角度e。
全文摘要
本发明提供一种测量高炉风口小套和中套变形角度的装置及方法。该装置由测量杆，细线，刻度尺和重锤组成，其在应用时，是将测量杆一端与风口小套或中套表面贴合，即可得到摆线偏离中心刻度的距离，运用反正切函数就可以计算出小套和中套在竖直方向上的变形角度。这种装置可以准确测量风口小套和中套上翘或下垂的角度，为了解其变形程度并准确校正提供数据支持，并且测量方便，可以在高炉正常生产不休风的情况下测量。本发明装置结构简单，成本低廉，且其配套操作方法简便易行，并可有效保障操作人员的人身安全。本发明还可被广泛应用于其它各种特种设备变形角度的测量工艺中。
文档编号C21B7/24GK101736109SQ20091021715
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者赵华涛 申请人:江苏省沙钢钢铁研究院有限公司