CN105627879B - 碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架及测量装置和测量方法 - Google Patents

碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架及测量装置和测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架及测量装置和测量方法，解决了现有的测量碳化电炉炉衬侵蚀量的仪器结构复杂、操作繁琐的问题。碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架，包括定位板、向心杆和线锤；所述定位板的一侧表面为与碳化电炉的外表面相匹配的圆弧形定位面，所述向心杆沿圆弧形定位面的圆弧径向设置在定位板上；所述线锤通过其垂线的自由端与向心杆相连，线锤至少为两个，各线锤的垂线的自由端沿向心杆的长度方向间隔设置。该测量支架主要由定位板、向心杆和线锤组成，结构简单、便于取材、制作方便、成本低廉；通过该测量支架便于利用尺子对碳化电炉炉衬的侵蚀量进行测量；该测量支架还便于对碳化电炉不同部位炉衬的侵蚀量进行测量。

Description

碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架及测量装置和测量方法
技术领域
本发明属于碳化电炉维护领域，具体涉及一种碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架及测量装置和测量方法。
背景技术
钒钛磁铁矿经高炉冶炼之后，大部分钛会进入到高炉渣中形成高钛型高炉渣。为回收这部分高炉渣中的钛，达到钒铁磁铁矿资源的综合利用，常采用碳化电炉对其进行高温碳化制取TiC，再通过低温氯化制取TiCl4，最后利用水化或镁还原获得钛白粉或海绵钛。
碳化电炉是高温碳化工艺的主体设备，炉体耐火砖经过砌筑之后，随着冶炼的进行，炉衬会不断地受到炉渣的侵蚀而变薄，因此，需要及时监测炉衬的侵蚀情况，以掌握其侵蚀速度，并通过侵蚀量判断碳化电炉是否能继续使用，以避免因炉衬变薄导致漏渣事故。同时，通过对耐火砖侵蚀情况的测量，也可采取相应措施减缓其侵蚀速度，提高炉龄，从而达到延长碳化电炉的使用寿命，降低碳化成本的目的。
现有的测量碳化电炉炉衬侵蚀量的仪器存在着以下缺点：一、结构复杂，制作成本高；二、操作繁琐，一般需要专人操作及维护；三、对测量现场条件的要求较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、便于测量操作的碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架，包括定位板、向心杆和线锤；所述定位板的一侧表面为与碳化电炉的外表面相匹配的圆弧形定位面，所述向心杆沿圆弧形定位面的圆弧径向设置在定位板上；所述线锤通过其垂线的自由端与向心杆相连，线锤至少为两个，各线锤的垂线的自由端沿向心杆的长度方向间隔设置。
进一步的是，所述向心杆设置在定位板横截面的中间位置处。
进一步的是，所述向心杆通过手拧螺钉可活动地安装在定位板上，向心杆可绕其与定位板的连接处上下摆动以调整其与定位板高度方向的夹角。
进一步的是，所述向心杆上每个线锤所对应的位置处设置有一个竖直定位孔，各线锤的垂线的自由端设置在各自所对应的竖直定位孔中。
进一步的是，所述向心杆上设有水平仪。
进一步的是，所述水平仪为气泡水平仪。
本发明还提供了一种碳化电炉炉衬侵蚀量测量装置，包括水平尺和上述任意一种碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架。
本发明还提供了一种操作简便、对测量现场条件要求不高的碳化电炉炉衬侵蚀量测量方法，该方法采用上述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量装置对碳化电炉炉衬的侵蚀量进行测量，包括下列步骤：
步骤一、将碳化电炉置于水平台上；
步骤二、将碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架放置在碳化电炉炉壁顶部，使定位板的圆弧形定位面与碳化电炉的外表面配合相贴在一起，以确保向心杆的端部朝向碳化电炉炉体的中心；利用水平尺矫正向心杆确保其水平，同时使线锤在碳化电炉炉体内自由下垂；
步骤三、通过线锤定位水平尺的朝向，确保水平尺与各线锤的垂线所处的竖直平面平行；
步骤四、通过水平尺测量碳化电炉外表面到其中一个线锤的垂线的水平距离s1以及碳化电炉内h高度位置处炉衬表面到该线锤的垂线的水平距离s2；
步骤五、计算碳化电炉内h高度位置处炉衬的侵蚀量xh,xh＝(δ1+δ2)-(s1-s2)；
其中，δ1为碳化电炉炉体钢壳厚度，δ2为碳化电炉炉衬的原始厚度。
进一步的是，上述方法还包括步骤六；步骤六、将碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架沿碳化电炉的周向移动一定距离，并重复步骤三到五以测量不同周向位置处碳化电炉炉衬的侵蚀量。
进一步的是，至少测量两处不同周向位置处碳化电炉炉衬的侵蚀量。
本发明的有益效果是：测量支架主要由定位板、向心杆和线锤组成，结构简单、便于取材、制作方便、成本低廉；而且该结构的测量支架安置于碳化电炉炉壁顶部后，可以使向心杆的端部朝向碳化电炉炉体的中心，进而使得各线锤的垂线所处的竖直平面与碳化电炉炉体的某一径向共面，便于利用尺子对碳化电炉炉衬的侵蚀量进行测量；此外，通过将测量支架安置于碳化电炉炉壁顶部的不同位置，即可测量碳化电炉不同部位炉衬的侵蚀量。
附图说明
图1是本发明中碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架的实施结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明中碳化电炉炉衬侵蚀量测量装置的实施结构示意图；
图4是应用碳化电炉炉衬侵蚀量测量装置对碳化电炉炉衬进行测量的工作状态示意图；
图中标记为：碳化电炉100、碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架200、定位板210、圆弧形定位面211、向心杆220、竖直定位孔221、水平仪222、线锤230、垂线231、水平尺300。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
结合图1和图2所示，碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架，包括定位板210、向心杆220和线锤230；所述定位板210的一侧表面为与碳化电炉100的外表面相匹配的圆弧形定位面211，所述向心杆220沿圆弧形定位面211的圆弧径向设置在定位板210上；所述线锤230通过其垂线231的自由端与向心杆220相连，线锤230至少为两个，各线锤230的垂线231的自由端沿向心杆220的长度方向间隔设置。其中，圆弧形定位面211是横截面呈圆弧形的弧形面，圆弧形定位面211的圆弧径向是指沿圆弧形定位面211横截面圆弧的半径的直线方向；通常向心杆220的后端设置于定位板210上，其前端部朝向圆弧形定位面211横截面圆弧的圆心。
该碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架200放置在碳化电炉100炉壁顶部后，定位板210的圆弧形定位面211可与碳化电炉100的外表面配合相贴在一起，且向心杆220的前端朝向碳化电炉100炉体的中心，各线锤230的垂线231所处的竖直平面与碳化电炉100炉体的某一径向共面；通过水平拉直的卷尺或水平尺等即可测量碳化电炉100表面和碳化电炉100炉衬表面到某一线锤230的垂线231的水平距离，从而得到该处碳化电炉100的实际厚度，由碳化电炉100原始厚度减去其实际厚度就得到了碳化电炉100炉衬的侵蚀量。
具体的，所述向心杆220设置在定位板210横截面的中间位置处。
为了提高测量精度，又考虑到设置向心杆220时不可能完全保证其与定位板210的高度方向垂直，因此，在上述基础上对碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架200进一步改进，将向心杆220通过手拧螺钉可活动地安装在定位板210上，向心杆220可绕其与定位板210的连接处上下摆动以调整其与定位板210高度方向的夹角。向心杆220这样设置后，需要调整向心杆220时松开手拧螺钉，调整好以后拧紧手拧螺钉即可；一方面可以降低碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架200的制作难度，另一方面又可以方便向心杆220的调节确保其水平提高测量的准确性；一般通过水平仪或水平尺将向心杆220调水平即可。
为了方便向心杆220调水平，再如图1所示，所述向心杆220上设有水平仪222。水平仪222可以为多种，优选为气泡水平仪。
具体的，再如图1和图2所示，所述向心杆220上每个线锤230所对应的位置处设置有一个竖直定位孔221，各线锤230的垂线231的自由端设置在线锤230各自所对应的竖直定位孔221中。竖直定位孔221即可以便于线锤230与向心杆220连接，又能够确保各线锤230的垂线231处于绷直状态时所处的竖直平面与圆弧形定位面211的某一圆弧径向共面。
如图3所示，碳化电炉炉衬侵蚀量测量装置，上述的任意一种碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架200和水平尺300。通常，定位板210可由磁性材料制作以方便其与碳化电炉100贴合在一起；向心杆220常用具有铁磁性的材料制作以方便水平尺300贴靠在其上。
结合图4所示，碳化电炉炉衬侵蚀量测量方法，采用上述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量装置对碳化电炉100炉衬的侵蚀量进行测量，包括下列步骤：
步骤一、将碳化电炉100置于水平台上；
步骤二、将碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架200放置在碳化电炉100炉壁顶部，使定位板210的圆弧形定位面211与碳化电炉100的外表面配合相贴在一起，以确保向心杆220的端部朝向碳化电炉100炉体的中心；利用水平尺300矫正向心杆220确保其水平，同时使线锤230在碳化电炉100炉体内自由下垂；
步骤三、通过线锤230定位水平尺300的朝向，确保水平尺300与各线锤230的垂线231所处的竖直平面平行；
步骤四、通过水平尺300测量碳化电炉100外表面到其中一个线锤230的垂线231的水平距离s1以及碳化电炉100内h高度位置处炉衬表面到该线锤230的垂线231的水平距离s2；
步骤五、计算碳化电炉100内h高度位置处炉衬的侵蚀量xh,xh＝(δ1+δ2)-(s1-s2)；
其中，δ1为碳化电炉100炉体钢壳厚度，δ2为碳化电炉100炉衬的原始厚度。
为了全面了解碳化电炉100各部位的炉衬侵蚀状况，上述方法还包括步骤六；步骤六、将碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架200沿碳化电炉100的周向移动一定距离，并重复步骤三到五以测量不同周向位置处碳化电炉100炉衬的侵蚀量。步骤六中所述的一定距离小于碳化电炉100的周长，即绕碳化电炉100的中心转动的角度小于360°，优选移动10°～60°(碳化电炉100周长的1/36～1/6距离)。一般至少测量两处不同周向位置处碳化电炉100炉衬的侵蚀量，通常测量6～8处。

Claims (10)

1.碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架，其特征在于：包括定位板(210)、向心杆(220)和线锤(230)；所述定位板(210)的一侧表面为与碳化电炉(100)的外表面相匹配的圆弧形定位面(211)，所述向心杆(220)沿圆弧形定位面(211)的圆弧径向设置在定位板(210)上；所述线锤(230)通过其垂线(231)的自由端与向心杆(220)相连，线锤(230)至少为两个，各线锤(230)的垂线(231)的自由端沿向心杆(220)的长度方向间隔设置。
2.如权利要求1所述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架，其特征在于：所述向心杆(220)设置在定位板(210)横截面的中间位置处。
3.如权利要求1所述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架，其特征在于：所述向心杆(220)通过手拧螺钉可活动地安装在定位板(210)上，向心杆(220)可绕其与定位板(210)的连接处上下摆动以调整其与定位板(210)高度方向的夹角。
4.如权利要求1、2或3所述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架，其特征在于：所述向心杆(220)上每个线锤(230)所对应的位置处设置有一个竖直定位孔(221)，各线锤(230)的垂线(231)的自由端设置在各自所对应的竖直定位孔(221)中。
5.如权利要求1、2或3所述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架，其特征在于：所述向心杆(220)上设有水平仪(222)。
6.如权利要求5所述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架，其特征在于：所述水平仪(222)为气泡水平仪。
7.碳化电炉炉衬侵蚀量测量装置，其特征在于：包括如权利要求1至6中任一项所述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架(200)和水平尺(300)。
8.碳化电炉炉衬侵蚀量测量方法，其特征在于：采用权利要求7所述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量装置对碳化电炉(100)炉衬的侵蚀量进行测量，包括下列步骤：
步骤一、将碳化电炉(100)置于水平台上；
步骤二、将碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架(200)放置在碳化电炉(100)炉壁顶部，使定位板(210)的圆弧形定位面(211)与碳化电炉(100)的外表面配合相贴在一起，以确保向心杆(220)的端部朝向碳化电炉(100)炉体的中心；利用水平尺(300)矫正向心杆(220)确保其水平，同时使线锤(230)在碳化电炉(100)炉体内自由下垂；
步骤三、通过线锤(230)定位水平尺(300)的朝向，确保水平尺(300)与各线锤(230)的垂线(231)所处的竖直平面平行；
步骤四、通过水平尺(300)测量碳化电炉(100)外表面到其中一个线锤(230)的垂线(231)的水平距离s1，以及碳化电炉(100)内h高度位置处炉衬表面到该线锤(230)的垂线(231)的水平距离s2；
步骤五、计算碳化电炉(100)内h高度位置处炉衬的侵蚀量xh,xh＝(δ1+δ2)-(s1-s2)；
其中，δ1为碳化电炉(100)炉体钢壳厚度，δ2为碳化电炉(100)炉衬的原始厚度。
9.如权利要求8所述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量方法，其特征在于：该方法还包括步骤六；步骤六、将碳化电炉炉衬侵蚀量测量支架(200)沿碳化电炉(100)的周向移动一定距离，并重复步骤三到五以测量不同周向位置处碳化电炉(100)炉衬的侵蚀量。
10.如权利要求9所述的碳化电炉炉衬侵蚀量测量方法，其特征在于：至少测量两处不同周向位置处碳化电炉(100)炉衬的侵蚀量。
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