CN1045648A - 钢液连续测温装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于温度计量领域。主要适用于钢液连续测温。其特征是采用非接触式温度传感器，在炼钢炉或盛钢罐液面以下任何部位的炉壁或炉底安设直通导管，将传感器置于导管内，传感器外接温度测量仪表和计算机。通过光感和光电效应，连续测其钢液温度，导管采用阶梯锥状式和直筒式两种。导管的冷却方式采用水冷系统和惰性气体冷却。本发明不仅可实现连续测温，而且寿命长，成本低。

Description

本发明系温度计量领域。主要适用于钢液的连续测温。

钢液温度连续测定是国际上十分注目的问题，因为它不仅有利于指导冶炼过程，提高出钢的数量和质量。降低能源消耗，同时还可以保证安全生产，提高炉体寿命，意义很大。

由于钢液温度高，并具有侵蚀性，致使用热电偶或其它接触式方法连续测定其温度难以实现，用一般光学方法，亦由于环境干扰而不能实现连续测定钢液温度。目前测定钢液温度的主要方法是用热电偶插入钢液，进行瞬时测量。该方法铂铑消耗量大，劳动强度大，并且不能实现测量连续化。在钢液连续测温方面，人们作过多方面的偿试，均还未能取得满意的结果。近年来，有人提出在转炉或中间包的炉壁或炉底开设一个小通道，在通道内设置辐射高温计，对钢液进行连续测温，通道内通惰性气体保护辐射高温计（CN86103328A、JP6130638、SU744257等）。这种方法有两个缺点，一是由于通道小，辐射高温计所对的液面小，影响测温准确性，二是由于完全采用气冷保护辐射高温计，故要求惰性气体的流量大，导致冷却气体对钢液的不必要的搅动。因搅动多，温度失真程度大;另外，也增加了成本

本发明的目的在于提供一种测温准确、使用寿命长的（至少与炉衬同役）、能连续测定钢液温度的装置和方法。

为了达到上述目的，所采用的具体技术方案如下：

在炼钢炉或盛钢罐液面以下壁部或底部任何部位打通一个直通孔，并镶入一个导管。将温度传感器置入导管内，温度传感器外接温度测量仪表和计算机。通过温度传感器对钢液的光感作用，转为光电效应，其信号进入温度测量仪表，再经计算机校正，可连续地测出钢液温度。温度传感器接近钢液，但又与钢液保持一定的距离，既保证测温准确，又可防止钢液的高温及浸蚀性对温度传感器的危害。

导管可采用耐火材料，金属陶瓷、耐热钢管或其它耐热材料制成。为了保护导管及装在其内的温度传感器，采用两种方式对导管进行冷却，一是在导管外侧采用水冷系统;一是在导管内通入惰性气体，通入惰性气体的另一个目的是防止钢液进入导管。按上述方法冷却时，温度传感器处于室温状态。

导管采用直筒式和阶梯锥状式两种。阶梯锥状式的导管由三段组成：靠近炉壁或炉底内表面的一段，截面较小;靠近炉壁或炉底外表面的一段为中间段，其截面较大，且与前述截面较小一段的相接处呈阶梯锥状形;另一段导管处于炉壁或炉底的外侧，截面也较小，该段以螺纹接头与中间段相接。

温度传感器封装在导管的位置是可变的，即根据需要（如炉壁受浸蚀而减薄，传感器需后撤一点），温度传感器伸入导管的长度是可以控制的。并且当传感器损坏或出故障时，可将其更换。

温度传感器可由各种光导体或光敏元件组成。通入导管的惰性气体的流量为0.5～9.5克/毫米²·分，该流量所产生的压力足以保证钢液不会进入导管内。由于吹入惰性气体所引起的环境变化以及冶炼过程中炉况变化均是有规律可循的，它们对测量的影响可通过计算机处理得以校正。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、温度传感器可免受钢液的直接浸蚀和污染，使用寿命长，光电效应灵敏，测温准确。

2、由于对导管采用外侧水冷和管内通惰性气体两种方式进行冷却，故冷却效果好，使温度传感器始终处于室温状态下工作，保证测温准确。同时，由于水冷效果好，可大大降低通入导管内的惰性气体流量。惰性气体流量小，一是可降低成本，二是消除气体流量所带来的对钢液不必要的搅动。搅动多，则温度失真程度大。

3、可利用计算机修正或校正钢液吹入冷却气体后所引起的温度变化以及由于炼钢炉或盛钢罐耐火材料受浸蚀所引起的温度传感器和钢液间距离变化所导致的温度误差。

附图说明

附图为钢液连续测温装置的示意图。

图中1为钢液，2为气泡，3为炉壁或炉底，4为导管，5为惰性气体进口，6为温度传感器，7为温度测量仪表，8为计算机，9为封装圈，10、11、分别为冷却水的进、出口，12为耐火材料填料层，13为水冷系统。在炉壁或炉底上开通的直通孔，先衬一层耐火材料填料层12，再镶入导管4，温度传感器6封装在导管4的一端，这种封装既密封，又可拆卸;水冷系统在导管外壁与耐火材料填料层之间位置处于靠近炉壁或炉底外表面的一侧，其长度为炉壁或炉底厚度的 1/4 ～ 1/3 。

Claims (7)

1、一种钢液连续测温装置，它包含有导管、温度传感器、温度测量仪表和计算机等，导管安装在炼钢炉或盛钢罐液面以下任何部位的炉壁或炉底的直通孔内，温度传感器封装在导管的一端，导管另一端是开口孔，直接伸向钢液面，一种正压的惰性气体，通过导管，吹入钢液，其特征在于导管采用阶梯锥状式和直筒式两种，导管的冷却方式采用水冷系统和惰性气体冷却两种，温度传感器封装在导管的一端上是可拆卸和可调换的。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于阶梯锥状式导管由三段组成：靠近炉壁或炉底内表面的一段截面较小;靠近炉壁或炉底外表面的一段为中间段，其截面较大，且与截面较小一段的相接处呈阶梯锥状形;另一段导管处于炉壁或炉底的外侧，截面也较小，该段以螺纹接头与中间段相接。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于通过导管进入钢液的惰性气体的流动速度为0.5～9.5克/毫米²·分。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于温度传感器封装在导管的位置是可调节可变的，即根据需要，温度传感器伸入导管的长度（即接近钢液的距离）是可以控制的。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征在于导管的水冷系统处于导管外壁和耐火材料填料层之间。

6、根据权利要求1和5所述的装置，其特征在于水冷系统的位置在靠近炉壁或炉底外表面的内侧，其长度为炉壁或炉底厚度的 1/4 ～ 1/3 。

7、根据权利要求1所述的装置，其特征在于温度传感器可由各种光导体或光敏元件组成。

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