CN105910716A - 一种非接触式电弧炉连续测温枪结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，属于钢铁冶炼技术领域，包括环孔集束喷枪和红外测温探头，集束环孔喷枪设有冷却水套、超音速气流喷嘴、伴流伴燃小孔和窥视管，红外测温探头安装于环孔集束喷枪的窥视管内，窥视管内通入保护气。本发明环孔集束喷枪形成的超音速气流吹开熔池渣层，使熔液表面暴露在红外测温探头前，从而对于电弧炉产生泡沫渣的冶炼过程，可以实现不断电生产过程中非接触式连续自动测温。
Description
技术领域
本发明涉及冶金行业中用于电弧炉冶炼的自动测温装置，特别涉及一种非接触式电弧炉连续测温枪结构。
背景技术
电弧炉、LF精炼炉、转炉等产生泡沫渣层的冶金过程中需要测温取样，现有技术一般采用人工操作，需要断电操作并产生探头消费。也有采用炉门自动测温取样装置的，需要将探头插入钢液，并且不能实现连续在线测温，对动态冶金模型的数据支撑不够。一些非接触式的红外测温，由于不能穿透泡沫渣层，用得并不好。但也有一些技术方案采用了集束气流吹开渣层，但红外测温传感器的轴线不能与集束气流同轴，反而被气流干扰。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，以达到穿透泡沫渣层，实现连续在线非接触的红外测温的目的。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，包括环孔集束喷枪和红外测温探头，所述环孔集束喷枪设有冷却水套、超音速气流喷嘴、伴流伴燃小孔和窥视管，所述红外测温探头安装于环孔集束喷枪的窥视管内，所述窥视管内通入保护气。
进一步，所述环孔集束喷枪形成的超音速集束气流吹开熔池渣层，使熔液表面暴露在红外测温探头前，实施对于电弧炉产生泡沫渣的冶炼过程的非接触式连续自动测温。
进一步，所述环孔集束喷枪的枪杆主要由同轴设置的窥视管、主气管、伴气管、水冷内管和水冷外管组成，并分别对应设有保护气入口、主气入口、伴气入口、冷却水进口、冷却水出口，所述冷却水套由水冷内管和水冷外管组成。
进一步，所述超音速气流喷嘴为集束喷头，其设有中心孔、伴流伴燃小孔和定向室，所述主气管、伴气管、水冷外管分别与所述集束喷头焊接，所述窥视管与所述集束喷头插接。
进一步，所述集束喷头中心孔内壁与窥视管外壁形成有加速主气流速至超音速的变截面环管通道，保护气出口、主气出口与伴流伴燃气出口均设置在所述定向室底部。
采用上述结构，主气在通过变截面环管通道时获得超音速加速，围绕主气的伴流伴燃气伴随并挤压超音速主气气流形成集束射流，使超音速射流扩散及衰减变缓慢，超音速主气射流延长，可以穿过泡沫渣层，暴露出钢液面。
采用上述结构，红外测温探头安装于环孔集束喷枪的窥视管内，受到冷却水套和保护气的双重保护，保护气使集束气流中心到达钢液面，在保护气形成的通道中实现非接触连续在线测温。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、采用本发明的一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，红外测温探头轴线和主气能够同轴，测温通道受冷却水套和保护气的双重保护。
2、采用本发明的一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，能够延长射流的有效流程，进而实现远距离测温，减少渣液和电弧对喷头的侵蚀，提高喷射装置的效能，延长集束喷头寿命。
3、采用本发明的一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，保护气被超音速主气流包裹，形成不受干扰的长距离的测温通道。
4、采用本发明的一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，测温通道为氩气等保护气，对光辐射的衰减小，对测温精度干扰小。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明测温枪结构的剖视图；
图2为图1中在集束喷头区域的部分结构放大示意图；
图3为集束喷头的仰视图；
附图标记：1-红外测温探头，2-枪杆，3-集束喷头，4-保护气入口，5-主气入口，6-伴气入口，7-水冷进口，8-水冷出口，9-保护气出口，10-主气出口；其中，21-窥视管，22-主气管，23-伴气管，24-冷却水套，241-水冷内管，242-水冷外管，31-中心孔，32-伴流伴燃小孔，33-定向室，321-伴流伴燃气出口。
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1-3所示，一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，包括环孔集束喷枪和红外测温探头1，该环孔集束喷枪设有冷却水套24、超音速气流喷嘴、伴流伴燃小孔32和窥视管21；在本发明的结构中，该环孔集束喷枪的枪杆2主要由同轴设置的窥视管21、主气管22、伴气管23、水冷内管241和水冷外管242组成，并分别对应设有保护气入口4、主气入口5、伴气入口6、冷却水进口7、冷却水出口8，所述水冷内管241和水冷外管242组成所述的冷却水套24；本发明的关键在于，红外测温探头1安装于环孔集束喷枪的窥视管21内。这样，环孔集束喷枪吹出形成的超音速集束气流吹开熔池渣层，使熔液表面暴露在红外测温探头前，实施对于电弧炉产生泡沫渣的冶炼过程的非接触式连续自动测温。进一步，该窥视管21内通入保护气；这样，环孔集束喷枪吹出形成的超音速集束主气流包裹着中心的测温保护气，吹开钢液面上的泡沫渣，形成从钢液面到探头的测温通道。优选的，当保护气采用氩气(Ar)时，对光辐射的衰减较小，对测温精度的干扰较小。
需要特别说明的是，本发明这种自动测温装置不仅仅是应用于电弧炉中，还可以应用在如LF精炼炉、或转炉等易产生泡沫渣的冶炼设备中，同样可以实现其在冶炼过程的非接触式连续自动测温的目的。
本实施例中，所述超音速气流喷嘴为集束喷头3，其设有中心孔31、伴流伴燃小孔32和定向室33，所述主气管22、伴气管23、水冷外管242分别与所述集束喷头3焊接，所述窥视管21与所述集束喷头3插接。
具体的，在本发明的结构中，集束喷头端部有一个定向室33，底部开有一个中心孔31和多个围绕中心孔31均布的伴流伴燃小孔32，窥视管21上设置的保护气出口9、主气管22上设置的主气出口10与集束喷头3上设置的伴流伴燃气出口321均设置在所述定向室33底部；伴流伴燃小孔32位于主气管22与伴气管23之间，这样，由伴气入口6通入的伴气经伴气管进入伴流伴燃小孔32，并由伴流伴燃伴出口321流出伴流伴燃气，并可以较低的流速环绕着主气管22由主气出口流10出的主气流，以形成集束射流。当伴流伴燃气采用燃气时，燃烧产生的高温气体进一步压缩主气流，形成更远的集束射流。
本实施例中，通过窥视管21插入中心孔31中，使集束喷头3的中心孔31内壁与窥视管21的外壁形成有加速主气流速至超音速的变截面环管通道，这样就可使主气通过时获得超音速加速。
综上，本发明在超音速射流的外层增加环绕伴随高温热气流，使中心超音速射流扩展及衰减更小，超音速射流更长，吹开钢液面渣层的能力更强。包裹在超音速主气流中心的测温保护气形成测温通道到达钢液面。应用在电弧炉冶炼在线测温时，可以实现对熔融钢液连续非接触测温。
本发明应用于电弧炉冶炼的实施例取得了如下效果：
1)本实施例的喷头结构与现有的喷头结构相比，制造难度得到明显降低；
2)本实施例的枪体结构与现有的枪体结构相比，结构更合理，装配更简单，更换更方便。
3)本实施例的环孔集束喷枪与现有测温枪相比，实现了非接触连续在线测温；
4)本实施例的环孔集束喷枪与测温技术相比，抗干扰能力更强。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，包括环孔集束喷枪和红外测温探头，所述环孔集束喷枪设有冷却水套、超音速气流喷嘴、伴流伴燃小孔和窥视管，其特征在于：所述红外测温探头安装于环孔集束喷枪的窥视管内，所述窥视管内通入保护气。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，其特征在于：所述环孔集束喷枪形成的超音速集束气流吹开熔池渣层，使熔液表面暴露在红外测温探头前，实施对于电弧炉产生泡沫渣的冶炼过程的非接触式连续自动测温。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，其特征在于：所述环孔集束喷枪的枪杆主要由同轴设置的窥视管、主气管、伴气管、水冷内管和水冷外管组成，并分别对应设有保护气入口、主气入口、伴气入口、冷却水进口、冷却水出口，所述冷却水套由水冷内管和水冷外管组成。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，其特征在于：所述超音速气流喷嘴为集束喷头，其设有中心孔、伴流伴燃小孔和定向室，所述主气管、伴气管、水冷外管分别与所述集束喷头焊接，所述窥视管与所述集束喷头插接。
5.根据权利要求4所述的一种非接触式电弧炉连续测温枪结构，其特征在于：所述集束喷头中心孔内壁与窥视管外壁形成有加速主气流速至超音速的变截面环管通道，保护气出口、主气出口与伴流伴燃气出口均设置在所述定向室底部。
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Application publication date: 20160831 |
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