CN105571332A - 环冷机内烧结矿矿层温度变化测量装置及基于该装置的测温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了环冷机内烧结矿矿层温度变化测量装置及基于该装置的测温方法，其包括：多路集成测温仪，用于检测烧结矿层的温度；数据采集传输系统，用于将所述多路集成测温仪检测到的温度进行采集和传输；数据处理系统，用于接收所述数据采集传输系统所述输送的温度数据，并进行处理。本发明具有的有益效果：经过对烧结矿层温度测试装置的特殊设计，能够避免由于环冷机装料过程对烧结矿层温度测试装置的损坏，同时在测试过程中前端的测温片能够与热烧结矿直接接触，这样达到了测试冷却过程中烧结矿温度变化的过程，同时能利用该测试装置和测试方法能够测试冷却废气温度的变化情况，从而达到综合判定环冷机冷却效率的目的。

Description

环冷机内烧结矿矿层温度变化测量装置及基于该装置的测温方法

技术领域

本发明专利属于钢铁冶金之烧结领域，特别涉及一种环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置。

背景技术

烧结生产是现代钢铁生产流程中一个重要的环节，烧结生产得到的烧结矿是高炉用的主要含铁原料，烧结矿的粒度、强度等指标对高炉生产指标的影响较大。烧结生产得到的热烧结矿经破碎后其温度在750～850℃，因此需要经过冷却后才能经过皮带运输供给高炉使用，生产实际中一般需将其冷却到150℃以下供后续流程使用。目前用于冷却热烧结矿设备主要是环式冷却机(简称环冷机)，环冷机是目前国内外采用最为广泛的一种烧结冷却设备，其本质是交叉错流气固传热移动床。环冷机的冷却效果直接影响烧结矿中高温液相和粘结相的结晶过程，从而影响烧结矿的质量。环冷机除了对烧结矿进行冷却之外,还能够给余热锅炉提供冷却高温烧结矿得到的高品质中高温废气，从而对余热进行回收利用。

热烧结矿自烧结台车落下经破碎机破碎后布置于环冷机上，由于生产设备复杂，现场环境恶劣，因此无法直接监测烧结矿在冷却过程中的温度变化情况以及烧结矿层温度变化情况，导致对热烧结矿整个冷却过程的温降特性难以掌握，同时由于在环冷机布料的过程中内外圈会有布料偏析现象出现，导致冷却过程中不同部位烧结矿的冷却速率不一致。因此如果不能准确掌握烧结矿层温度变化情况，就不能及时采取合适措施强化冷却机内热交换、改善烧结矿冷却效果、提高环冷机的冷却效率和烧结矿余热回收效率。因此，为了保证环冷机维持高效的冷却效率，同时保证能够从环冷系统获得高品质的废气进行余热回收利用，有必要研究一种有效、准确、经济适用和不影响生产的烧结矿矿层温度变化测试方法与装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环冷机内烧结矿矿层温度变化测量装置，解决现有技术中烧结矿在冷却过程中因矿层温度无法精准检测造成的不能有针对性采取合适措施提高环冷机冷却效率的技术问题。

为了测试和研究环冷机内热烧结矿在冷却过程中温度动态变化情况，发明了能够测定矿层温度变化的测试装置，该装置能够同时测定烧结矿冷却废气温度变化情况。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置，包括：

多路集成测温仪，用于检测烧结矿层的温度；

数据采集传输系统，用于将所述多路集成测温仪检测到的温度进行采集和传输；

数据处理系统，用于接收所述数据采集传输系统所述输送的温度数据，并进行处理；

其中，所述多路集成测温仪包括若干平行设置的测温偶和固定所述测温偶的测温集成器，所述测温偶包括头部为锥形的中空式管体、设置在所述管体上的若干测温片以及设置在所述管体内部的若干测温端子，所述测温片中有一个设置在所述管体的头部尖端，其余测温片通过导线设置在管体的后部外侧，所述管体内部横向设有若干测温端子，管体前部的管壁上设有若干废气入口和废气出口，所述废气入口、废气出口、测温端子的数量均相同，且废气入口、测温端子和废气出口一一对应。

作为优选方案，多路集成测温仪全部使用304不锈钢制作，这样可以保证测温仪能够在环冷机高温矿层能正常使用。

作为优选方案，所述测温偶之间设有加强筋。

作为优选方案，所述测温偶的废气入口、废气出口、测温端子的数量均为三个。

作为优选方案，所述测温端子设置于靠近废气出口的一侧。

作为优选方案，所述设置在管体后部外侧的测温片位于靠近废气入口的一侧。

作为优选方案，所述测温端子为K型端子。

作为优选方案，所述数据采集传输系统包括数据采集板、数据采集通信器和双绞屏蔽数据传输线，所述数据处理系统工控机和利用高级程序语言编制的数据处理软件。

本发明的原理为：在环冷机冷却烧结矿现场具有高温和粉尘等因素的较为恶劣环境中，利用一种简便实用的烧结矿层温度测试系统及其相应的测试方法，能够测试出烧结矿层内部不同高度方向上、环冷机内外圈不同位置的矿层冷却过程中的温度变化情况及冷却废气温度变化情况，并能够绘制出不同位置处矿层温度变化曲线和废气温度变化曲线。

该装置可以测定横向不同位置处、纵向矿层不同高度处的热烧结矿在冷却过程中的温度变化情况及冷却废气温度变化情况，同时将实时采集的温度变化数据通过程序进行数据处理，从而得到矿层内部的温度分布状态，进而判断环冷机内外圈布料的偏析情况，判定烧结矿冷却过程中制定的冷却制度是否合理，为冷却制度及布料方式的调整提供依据。

一种基于本发明所述的测量装置的测温方法，其包括如下步骤：

将多路集成测温仪固定在环冷机的台车上，开动台车，当台车运行到环冷机布料口处时，下落的热烧结矿分布在多路集成测温仪周围，当多路集成测温仪移出布料口，迅速将多路集成测温仪与数据采集与处理系统连接，开始测量烧结矿层冷却过程的温度变化情况，并通过数据采集与处理系统？与前文所述的数据采集传输系统和数据处理系统不对应，请核实确认。对数据进行自动处理与分析，从而得到环冷机的冷却效率和环冷机内外圈烧结矿冷却的差异，对布料的偏析程度加以判断。

作为优选方案，所述多路集成测温仪按照环冷机的台车的高度制作。

作为优选方案，所述多路集成测温仪安装在台车的内圈和外圈处。

本发明的有益效果主要体现在：

经过对烧结矿层温度测试装置的特殊设计，能够避免由于环冷机装料过程对烧结矿层温度测试装置的损坏，同时在测试过程中前端的测温片能够与热烧结矿直接接触，这样达到了测试冷却过程中烧结矿温度变化的过程，同时能利用该测试装置和测试方法能够测试冷却废气温度的变化情况，从而达到综合判定环冷机冷却效率的目的，并能够掌握环冷机布料过程中热烧结矿在台车上的偏析程度，为环冷机冷却过程控制、生产调整和技术研究等提供参考的依据。整个测试过程产生的数据完全通过仪器采集，并通过计算机进行数据分析，可大幅度提高测试结果的准确性与可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中多路集成测温仪的结构示意图；

图3为本发明中测温偶的结构示意图；

图中：1、多路集成测温仪；2、屏蔽导线；3、数据采集与传输系统；4、数据处理系统；11、测温偶；12、测温偶集成器；13、加强筋；111、管体；112、测温片；113、废气入口；114、废气出口；115、测温端子。

具体实施方式

一种环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置的结构如图1所示，包括用于检测烧结矿层的温度的多路集成测温仪1、用于将所述多路集成测温仪检测到的温度进行采集和传输的数据采集传输系统3和用于接收所述数据采集传输系统3所输送的温度数据并进行处理的数据处理系统4，多路集成测温仪1和数据采集传输系统3之间由屏蔽导线连接，数据采集传输系统3与数据处理系统4之间电连接；其中，多路集成测温仪1包括若干平行设置的测温偶11和固定所述测温偶的测温集成器12，为了避免多路集成测温仪1被下落的烧结矿砸坏变形，测温偶11之间还设置了加强筋13，测温偶11包括头部为锥形的中空式管体111、设置在管体111上的三个测温片112以及设置在管体111内部的三个测温端子115，测温片112中有一个设置在管体111的头部尖端，其余测温片112通过导线设置在管体111的后部外侧，测温片112的设计能够避免测试过程中测温端不能与热烧结矿直接接触，导致测得结果为冷却空气温度，保证了测温仪能够直接测量烧结矿的温度；管体111内部横向设有三个测温端子115，管体111前部的管壁上设有三个废气入口113和三个废气出口114，且废气入口113、测温端子115和废气出口114一一对应，测温端子115设置于靠近废气出口114的一侧，管体111后部外侧的测温片112位于靠近废气入口113的一侧，冷却废气可以在废气入口和废气出口114流入和流出，同时在废气出口处设有K型测温端子测量废气温度，因此测温仪可以同时测定烧结矿层温度及烧结矿冷却废气温度，这样可以利用烧结矿温度和废气温度来判定环冷机内不同部位烧结矿的冷却速率及烧结矿在环冷机内外圈的偏析程度，从而可以根据测试结果调整环冷机的冷却制度和布料方式，使得热烧结矿达到最佳冷却效果，避免由于烧结矿冷却效果差导致输送烧结矿的皮带烧损。整个多路集成测温仪具有响应速度快，测温误差小，能够在较为恶劣生产环境下工作的特点。

在一种较佳的实施方式中，多路集成测温仪1全部使用304不锈钢制作，这样可以保证测温仪能够在环冷机高温矿层能正常使用。

在一种较佳的实施方式中，测温端子115为K型端子。

在一种较佳的实施方式中，数据采集传输系统包括RMA410数据采集板、RS485数据采集通信器和双绞屏蔽数据传输线，所述数据处理系统工控机和利用高级程序语言编制的数据处理软件。

在进行环冷机热烧结矿矿层温度测试时，首先要在环冷机卸料处将两套温度测试仪分别装入到环冷机内圈和外圈的对称位置处，然后将温度测试仪与数据采集传输系统、数据处理系统相连接。当环冷机运行到布料处后落下的热烧结矿会与测温仪直接接触，冷却废气经过测温仪上的气体入口进入，经过测温仪内部设置的测温端测量温度后再从气体出口流出。测定矿层温度变化数据和废气温度数据过程可以根据生产或技术研究需要设置时间间隔点进行采集。

具体包括如下步骤：

首先将按照环冷机台车高度制作的薄片式多路集成测温仪在环冷机卸料口处对称安装在台车内外圈处，由于测温仪的集成器部位带有横梁，可以直接固定在台车上沿，使得测温仪可以与台车同步移动测试矿层温度。当台车运行到环冷机布料口处，下落的热烧结矿分布在测温仪的周围，测温仪上设置的加强筋能够有效避免测温仪被下落的烧结矿砸坏变形。当测温仪移出布料口，迅速将测温仪与数据采集与处理系统连接，开始测量烧结矿层冷却过程的温变情况，并通过数据采集与处理系统对数据进行自动处理与分析，从而得到环冷机的冷却效率和环冷机内外圈烧结矿冷却的差异，对布料的偏析程度加以判断。

本发明的有益效果是：经过对烧结矿层温度测试装置的特殊设计，能够避免由于环冷机装料过程对烧结矿层温度测试装置的损坏，同时在测试过程中前端的测温片能够与热烧结矿直接接触，这样达到了测试冷却过程中烧结矿温度变化的过程，同时能利用该测试装置和测试方法能够测试冷却废气温度的变化情况，从而达到综合判定环冷机冷却效率的目的，并能够掌握环冷机布料过程中热烧结矿在台车上的偏析程度，为环冷机冷却过程控制、生产调整和技术研究等提供参考的依据。整个测试过程产生的数据完全通过仪器采集，并通过计算机进行数据分析，可大幅度提高测试结果的准确性与可靠性。

本发明原理明确、结构简单、易于组装和操作，测试方法步骤清晰、方便实施。利用此装置进行环冷机烧结矿层温度测试，可有效测定和评价环冷机的冷却效率和布料偏析程度，便于据此采取相应措施。适用于环冷机内部热烧结矿层横向和纵向温度测试，可推广至相关钢铁企业。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置，其特征在于，包括：

多路集成测温仪，用于检测烧结矿层的温度；

数据采集传输系统，用于将所述多路集成测温仪检测到的温度进行采集和传输；

数据处理系统，用于接收所述数据采集传输系统所述输送的温度数据，并进行处理；

其中，所述多路集成测温仪包括若干平行设置的测温偶和固定所述测温偶的测温集成器，所述测温偶包括头部为锥形的中空式管体、设置在所述管体上的若干测温片以及设置在所述管体内部的若干测温端子，所述测温片中有一个设置在所述管体的头部尖端，其余测温片通过导线设置在管体的后部外侧，所述管体内部横向设有若干测温端子，管体前部的管壁上设有若干废气入口和废气出口，所述废气入口、废气出口、测温端子的数量均相同，且废气入口、测温端子和废气出口一一对应。

2.根据权利要求1所述的环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置，其特征在于，所述测温偶之间设有加强筋。

3.根据权利要求1或2所述的环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置，其特征在于，所述测温偶的废气入口、废气出口、测温端子的数量均为三个。

4.根据权利要求3所述的环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置，其特征在于，所述测温端子设置于靠近废气出口的一侧。

5.根据权利要求1所述的环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置，其特征在于，所述设置在管体后部外侧的测温片位于靠近废气入口的一侧。

6.根据权利要求3所述的环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置，其特征在于，所述测温端子为K型端子。

7.根据权利要求1所述的环冷机内烧结矿矿层温度变化的测量装置，其特征在于，所述数据采集传输系统包括数据采集板、数据采集通信器和双绞屏蔽数据传输线，所述数据处理系统包括工控机和利用高级程序语言编制的数据处理软件。

8.一种基于权利要求1所述的测量装置的测温方法，其特征在于，包括如下步骤：

将多路集成测温仪固定在环冷机的台车上，开动台车，当台车运行到环冷机布料口处时，下落的热烧结矿分布在多路集成测温仪周围，当多路集成测温仪移出布料口，迅速将多路集成测温仪与数据采集与处理系统连接，开始测量烧结矿层冷却过程的温度变化情况，并通过数据采集传输系统和数据处理系统对数据自动进行测量和处理分析，从而得到环冷机的冷却效率和环冷机内外圈烧结矿冷却的差异，对布料的偏析程度加以判断。

9.根据权利要求8所述的测量装置的测温方法，其特征在于，所述多路集成测温仪按照环冷机的台车的高度制作。

10.根据权利要求8所述的测量装置的测温方法，其特征在于，所述多路集成测温仪安装在台车的内圈和外圈处。