CN111100963B - 一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，所述方法包括：将熔断部件分别从铁水沟的顶部伸入到铁水沟一侧的耐火材料层和底部的耐火材料层之下，然后再从铁水沟的顶部伸出铁水沟；所述熔断部件包括：第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线和第五级导线，监测所述熔断部件第一电缆和各级导线的熔断情况，获取所述熔断部件的第一电缆和各级导线的熔断信息；根据所述熔断信息确定侵蚀程度。以上技术方案具有如下有益效果：可以实现自动、在线监测铁水沟侵蚀情况，同时能够准确地发现铁水沟不同程度侵蚀现象的发生，能及时提醒操作人员采取应对措施，避免重大安全事故的发生，保障高炉生产正常进行。

Description

一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金高炉冶炼操作领域，涉及一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法。

背景技术

高炉出铁时，高温铁水通过铁水沟注入到铁水罐里。在此过程中，铁水的高温熔蚀、冲刷会不断对铁水沟的耐火材料层进行侵蚀，使铁水沟耐火材料层逐渐变薄至穿孔，铁水进而继续侵蚀耐火材料层之下的其它层面，直至烧穿高炉出铁平台引起铁水泄漏。此现象极易造成严重的人员、设备安全事故，对平台下的人员、轨道、罐车及其它设备造成很大的威胁，同时也严重影响高炉的正常生产。因此，及时检测、预报铁水沟侵蚀情况并做出报警，不仅便于操作人员及时采取应对措施，防止事故发生，也对高炉生产的安全、稳定运行也具有指导性意义。

目前对于铁水沟侵蚀情况的检测，是由人工手持一根金属棒，探入铁水沟底部并沿沟底划动，仅凭人工经验判断是否有侵蚀形成的坑洞及坑洞深度。该方法耗费人力，检测结果完全依赖于操作人员的经验判断，容易造成误判、漏判，并且需要工人靠近铁水沟，存在生产安全隐患。

综上所述，如何安全、准确且有效地检测铁水沟的侵蚀程度是目前需要解决的一大问题。

发明内容

本发明是提供一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，目的是解决原有检测过程效率低下且检测过程不安全的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，所述方法包括：

将熔断部件分别从铁水沟的顶部伸入到铁水沟一侧的耐火材料层和底部的耐火材料层之下，然后再从铁水沟的顶部伸出铁水沟；所述熔断部件包括：第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线和第五级导线，所述第一级导线至所述第五级导线并联连接且各级导线熔断点依次上升，所述第一电缆的熔断点低于所述第一级导线的熔断点；

监测所述熔断部件第一电缆和各级导线的熔断情况，获取所述熔断部件的第一电缆和各级导线的熔断信息；

根据所述熔断信息确定侵蚀程度。

进一步的，所述监测所述熔断部件第一电缆和各级导线的熔断情况包括：

将铁棒和第二电缆连接起来，并将铁棒的底端探入所述铁水沟的底部并且所述铁棒设置在所述铁水沟底部的耐火材料上，将第二电缆连接在铁棒的顶端；

将所述第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线、第五级导线和第二电缆分别连接数字量输入设备；

当铁水沟内的温度达到相应温度时，所述熔断部件的第一电缆和各级导线保持原状态或发生熔断，通过第一电缆和各级导线的通断情况传入至数字量输入设备。

进一步的，所述根据所述熔断信息确定侵蚀程度包括：

所述熔断信息经所述数字量输入设备传输至智能处理设备，经分析后，数字量输出设备将熔断信息对应的侵蚀程度以数字量的形式输出至声光报警设备，显示铁水沟侵蚀程度。

进一步的，所述数字量输入设备包括并联设置的1号至12号端口，

所述声光报警设备包括铁水沟侵蚀预报设备、铁水沟侵蚀1级警报设备、铁水沟侵蚀2级警报设备、铁水沟侵蚀3级警报设备、铁水沟侵蚀4级警报设备和铁水沟侵蚀穿漏警报设备。

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的5号端口和9号端口连接所述第一级导线，所述第一级导线为铝质导线；

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接所述第二级导线，所述第二级导线为铜质导线；

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接所述第三级导线，所述第三级导线为锰质导线；

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接所述第四级导线，所述第四级导线为镍质导线；

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的6号端口连接所述第五级导线，所述第五级导线为铁质导线，所述1号至12号端口中的1号端口连接所述铁棒。

进一步的，所述第一电缆，内部设置有第一钢丝和第二钢丝，在正常状态下，两根钢丝相互绝缘，形成开路，所述第一钢丝外部包裹第一绝缘层，所述第二钢丝外部包裹第二绝缘层；所述数字量输入设备的1号至12号端口中的7号端口连接所述第一钢丝，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的8号端口连接所述第二钢丝；

当铁水沟内温度未达到所述第一电缆熔断点温度时，所述1号至12号端口中的7号端口和8号端口连接状态为断，当铁水沟内温度达到所述第一电缆熔断点温度时，所述1号至12号端口中的7号端口和8号端口连接状态为断变为通，经所述铁水沟侵蚀预报设备发出铁水沟侵蚀预报警报。

进一步的，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的5号端口和9号端口连接所述第一级导线，所述第一级导线为铝质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第一级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的5号端口和9号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述铝质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的7号端口和8号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀1级警报设备发出铁水沟侵蚀1级警报。

进一步的，

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接所述第二级导线，所述第二级导线为铜质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第二级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述铜质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀2级警报设备发出铁水沟侵蚀2级警报。

进一步的，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接所述第三级导线，所述第三级导线为锰质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第三级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述锰质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀3级警报设备发出铁水沟侵蚀3级警报。

进一步的，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接所述第四级导线，所述第四级导线为镍质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第四级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述镍质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀4级警报设备发出铁水沟侵蚀4级警报。

进一步的，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的6号端口连接所述第五级导线，所述第五级导线为铁质导线，所述1号至12号端口中的1号端口连接所述铁棒；

当铁水沟内温度未达到所述第五级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的1号端口和6号端口连接状态为断，当铁水沟内温度达到所述铁质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的1号端口和6号端口连接状态为断变为通，经铁水沟侵蚀穿漏警报设备发出铁水沟侵蚀穿漏警报。

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，以及时发现铁水沟侵蚀程度的情况，并进行报警，以提示操作人员采取应对措施，避免重大生产安全事故的发生，保障高炉生产正常进行。根据感温电缆及不同材质导线(铝、铜、锰、镍、铁)的不同熔断点，将其安装在铁水沟被频繁侵蚀位置的耐火材料下层，再通过在不同温度下上述导线的通断状况检测铁水沟被侵蚀的程度，并进行报警，提示相关人员及时采取应对措施，保障高炉生产正常进行。

上述技术方案具有如下有益效果：本发明根据现场长期对铁水沟侵蚀位置检测的结果，在被铁水频繁严重侵蚀处的耐火材料层下面铺设感温电缆及其它固定熔断点的金属材料，通过检测它们在铁水沟不同侵蚀程度下信号通断的变化情况，实现了自动、在线监测铁水沟侵蚀情况，同时能够准确地发现铁水沟不同程度侵蚀现象的发生，并进行相应报警。相比于现有的检测方法，本发明减少现场工人的工作量和危险性，能及时提醒操作人员采取应对措施，避免重大生产、安全事故的发生，保障高炉生产正常进行，另外本发明投入成本少、维护方便，仅需要更换第一电缆和不同材质的导线。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法的流程图。

图2为本发明基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法所对应装置的主视方向的布局示意图。

图3为本发明基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法在左侧铁水沟应用的原理图。

图4为本发明基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法在右侧铁水沟应用的原理图。

图5为本发明基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法在整个铁水沟应用的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，以及时发现铁水沟侵蚀程度的情况，并进行报警，以提示操作人员采取应对措施，避免重大生产安全事故的发生，保障高炉生产正常进行。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，所述方法包括：

将熔断部件分别从铁水沟的顶部伸入到铁水沟一侧的耐火材料层和底部的耐火材料层之下，然后再从铁水沟的顶部伸出铁水沟；所述熔断部件包括：第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线和第五级导线，所述第一级导线至所述第五级导线并联连接且各级导线熔断点依次上升，所述第一电缆的熔断点低于所述第一级导线的熔断点，所述第一级导线为铝质导线，熔断点为660℃，所述第二级导线为铜质导线，熔断点为1083℃，所述第三级导线为锰质导线，熔断点为1244℃，所述第四级导线为镍质导线，熔断点为1453℃，所述第五级导线为铁质导线，熔断点为1535℃；或者说，第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线和第五级导线的中间部分埋设在铁水沟一侧的耐火材料层和底部的耐火材料层之下，第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线和第五级导线的两端伸出铁水沟的顶部，所述熔断部件第一电缆和各级导线中间部分均呈“S”形或者波浪形或者正弦曲线形状分布在铁水沟的侧面和底部的耐火材料层之下，以实现对铁水沟的尽可能的全面覆盖，得到铁水沟的全面数据。

监测所述熔断部件第一电缆和各级导线的熔断情况，获取所述熔断部件的第一电缆和各级导线的熔断信息；如图2所示，当铁水沟内的温度达到相应温度时，所述熔断部件的第一电缆和各级导线保持原状态或发生熔断，通过第一电缆和各级导线的通断情况传入至数字量输入设备，数字量输入设备采集得到的数据信息以数字量信号的方式传入，经智能处理设备进行分析后，确定所述熔断部件的第一电缆和各级导线的熔断信息。

根据所述熔断信息确定侵蚀程度，智能处理设备可以采用PLC控制系统，也就是可编程逻辑控制器，PLC控制系统是专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，对于本发明，可以提前将程序编辑储存至PLC控制系统中，以便对输入数据信息进行处理，所述数字量输出设备将输出的信息传送至声光报警设备；由声光报警设备发出的侵蚀程度警报信息可以确定目前铁水沟内的侵蚀程度。

进一步的，所述监测所述熔断部件第一电缆和各级导线的熔断情况包括：

将铁棒和第二电缆连接起来，并将铁棒的底端探入所述铁水沟的底部并且所述铁棒设置在所述铁水沟底部的耐火材料上，将第二电缆连接在铁棒的顶端；

将所述第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线、第五级导线和第二电缆分别连接数字量输入设备，数字量输入设备用于采集第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线、第五级导线和第二电缆的通断信息；

当铁水沟内的温度达到相应温度时，所述熔断部件的第一电缆和各级导线保持原状态或发生熔断，通过第一电缆和各级导线的通断情况传入至数字量输入设备。

进一步的，所述根据所述熔断信息确定侵蚀程度包括：

所述熔断信息经所述数字量输入设备传输至智能处理设备，经分析后，数字量输出设备将熔断信息对应的侵蚀程度以数字量的形式输出至声光报警设备，显示铁水沟侵蚀程度；其中所述智能处理设备可以采用PLC控制系统，也就是可编程逻辑控制器，PLC控制系统是专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，对于本发明，可以提前将程序编辑储存至PLC控制系统中，以便对输入数据信息进行处理，所述数字量输出设备将输出的信息传送至声光报警设备，其中所述声光报警设备可以采用目前现有技术比较成熟的温度声光报警仪，所述温度声光报警仪经常用在一些高危场所，其可以同时发出声、光两种警报信号，向人们发出警示信号。

进一步的，所述数字量输入设备包括并联设置的1号至12号端口。

所述声光报警设备包括铁水沟侵蚀预报设备、铁水沟侵蚀1级警报设备、铁水沟侵蚀2级警报设备、铁水沟侵蚀3级警报设备、铁水沟侵蚀4级警报设备和铁水沟侵蚀穿漏警报设备；铁棒采集铁水沟侵蚀情况信息，以数字量信号的方式传入智能处理设备(如PLC)，并经智能处理设备进行分析后，将结果以数字量的形式，经数字量输出设备(所述数字量输出设备采用DO模块)输出到声光报警设备，也就是输入得到的数据信息经过智能处理设备后，将处理得到的报警信号输出至声光报警设备，进行相应级别的声光报警，提示相关人员及时采取应对措施。

进一步的，所述第一电缆，内部设置有第一钢丝和第二钢丝，在正常状态下，两根钢丝相互绝缘，形成开路，所述第一钢丝外部包裹第一绝缘层，所述第二钢丝外部包裹第二绝缘层；所述数字量输入设备的1号至12号端口中的7号端口连接所述第一钢丝，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的8号端口连接所述第二钢丝；

当铁水沟内温度未达到所述第一电缆熔断点温度时，所述1号至12号端口中的7号端口和8号端口连接状态为断，当铁水沟内温度达到所述第一电缆熔断点温度时，所述1号至12号端口中的7号端口和8号端口连接状态为断变为通，经所述铁水沟侵蚀预报设备发出铁水沟侵蚀预报警报。

也就是说所述第一电缆为感温电缆，内部设置有第一钢丝和第二钢丝，在正常状态下，两根钢丝相互绝缘，形成开路，所述第一钢丝外部包裹第一绝缘层，所述第二钢丝外部包裹第二绝缘层；所述第一电缆是一种感温电缆，感温电缆根据其型号，有固定的报警温度值，其监测温度低于铝质导线的熔断点温度，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的7号端口连接所述第一钢丝，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的8号端口连接所述第二钢丝，铁水沟耐火材料层下的温度升高至所述第一电缆的熔断点温度时，所述7号端口和8号端口连接状态由断变为通；所述7号端口和8号端口经所述智能处理设备和所述数字量输出设备连接所述铁水沟侵蚀预报设备。

进一步的，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的5号端口和9号端口连接所述第一级导线，所述第一级导线为铝质导线；当铁水沟内温度未达到所述第一级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的5号端口和9号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述第一级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的7号端口和8号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀1级警报设备发出铁水沟侵蚀1级警报。

或者说所述数字量输入设备的1号至12号端口中的5号端口和9号端口连接所述第一级导线，所述第一级导线为铝质导线，铁水沟耐火材料层下的温度升高至所述第一级导线的熔断点温度时，所述5号端口和9号端口连接状态由通变为断；所述5号端口和所述9号端口经所述智能处理设备和所述数字量输出设备连接所述铁水沟侵蚀1级警报设备，由于第一级导线的熔断点最低，第一级导线采用铝介质导线，熔断点为660℃，因此当铁水沟侵蚀到一定程序，但还未产生穿漏时，第一级导线首先发生熔断，数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)5、9号端子之间的信号由“通”变为“断”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀1级警报。

进一步的，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接所述第二级导线，所述第二级导线为铜质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第二级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述第二级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀2级警报设备发出铁水沟侵蚀2级警报。

或者说所述数字量输入设备的1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接所述第二级导线，所述第二级导线为铜质导线，铁水沟耐火材料层下的温度升高至所述第二级导线的熔断点温度时，所述4号端口和10号端口连接状态由通变为断；所述4号端口和所述10号端口经所述智能处理设备和所述数字量输出设备连接所述铁水沟侵蚀2级警报设备，当铁水继续侵蚀铁水沟，铁水沟耐火材料层下的温度逐步升高，当其温度达到第二级导线熔断点时，会引起第二级导线的熔断，第二级导线采用铜介质导线，熔断点为1083℃，数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)4、10号端子之间的信号由“通”变为“断”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀2级警报。

进一步的，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接所述第三级导线，所述第三级导线为锰质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第三级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述第三级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀3级警报设备发出铁水沟侵蚀3级警报。

或者说所述数字量输入设备的1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接所述第三级导线，所述第三级导线为锰质导线，铁水沟耐火材料层下的温度升高至所述第三级导线的熔断点温度时，所述2号端口和12号端口连接状态由通变为断；所述2号端口和所述12号端口经所述智能处理设备和所述数字量输出设备连接所述铁水沟侵蚀3级警报设备，当铁水沟耐火材料层下的温度升高到第三级导线的熔断点(1244℃)时，就会引起第三级导线的熔断，第三级导线选用锰质导线，熔断点为1244℃，数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)2、12号端子之间的信号由“通”变为“断”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀3级警报。

进一步的，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接所述第四级导线，所述第四级导线为镍质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第四级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述第四级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀4级警报设备发出铁水沟侵蚀4级警报。

或者说所述数字量输入设备的1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接所述第四级导线，所述第四级导线为镍质导线，铁水沟耐火材料层下的温度升高至所述第四级导线的熔断点温度时，所述3号端口和11号端口连接状态由通变为断；所述3号端口和所述11号端口经所述智能处理设备和所述数字量输出设备连接所述铁水沟侵蚀4级警报设备，当铁水沟耐火材料层下的温度达到第四级熔断点时，就会引起第四级导线的熔断第四级导线选用镍质导线，其熔断点为1453℃，数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)3、11号端子之间的信号由“通”变为“断”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀4级警报。

进一步的，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的6号端口连接所述第五级导线，所述第五级导线为铁质导线，所述1号至12号端口中的1号端口连接所述铁棒。

当铁水沟内温度未达到所述第五级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的1号端口和6号端口连接状态为断，当铁水沟内温度达到所述第五级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的1号端口和6号端口连接状态为断变为通，经铁水沟侵蚀穿漏警报设备发出铁水沟侵蚀穿漏警报。

或者说所述数字量输入设备的1号至12号端口中的6号端口连接所述第五级导线，所述第五级导线为铁质导线，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的1号端口连接所述铁棒，铁水沟耐火材料层下的温度升高至所述第五级导线的熔断点温度时，所述铁质导线与所述铁棒导通，所述1号端口和6号端口连接状态由断变为通；所述1号端口和所述6号端口经所述智能处理设备和所述数字量输出设备连接所述铁水沟侵蚀穿漏警报设备，第五级导线选用铁质导线，其熔断点为1535℃，当铁水已经侵蚀穿耐火材料层，铁水穿漏到耐火材料层底部，所述铁棒与第五级导线也就是铁质导线在铁水的环境下导通，进而引起数字量设备(所述数字量输入设备采用DI模块)1、6号端子之间的信号由“断”变为“通”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀穿漏警报。

进一步的，所述检测方法所基于的检测设备设置有两套基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的装置，以铁水沟底部中线为基准，所述铁水沟分为左侧铁水沟和右侧铁水沟，其中一套装置的各级导线的一部分和第一电缆的一部分呈“S”形或者波浪形或者正弦曲线形状分布埋设在所述左侧铁水沟的侧面和底部的耐火材料层之下，另一套装置的各级导线的一部分和第一电缆的一部分呈“S”形或者波浪形或者正弦曲线形状分布埋设在所述右侧铁水沟的侧面和底部的耐火材料层之下，各导线和电缆呈“S”形或者波浪形或者正弦曲线形状分布埋设主要作用是以达到感温范围尽量覆盖检测位置各处，同时又不会导致受热后相互间短路的目的，以便及时发出对应的侵蚀警报，如图5所示，由整体装置的立体结构图可以看出需要在铁水沟的左右两侧分别设置一套基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的装置主要是因为如果仅利用一套设备，那么在检测过程中只能采集半边铁水沟的温度，半边铁水沟的温度无法准确代表整个铁水沟的温度，设置两套设备有利于整个铁水沟温度数据采集的准确性和全面性。两套基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的装置可以对此设置，以利于比较两侧的铁水沟侵蚀程度。

采用基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法所基于的基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的装置(简称检测装置)的技术方案，能让本装置拥有如下技术效果：实现自动、在线监测铁水沟侵蚀情况，同时能够准确地发现铁水沟不同程度侵蚀现象的发生，并进行相应报警。相比于现有的检测方法，本发明减少现场工人的工作量和危险性。能及时提醒操作人员采取应对措施，避免重大生产、安全事故的发生，另外本发明投入成本少、维护方便，仅需要更换第一电缆和不同材质的导线。

基于本发明的一个具体实施例如下：

一、检测方法基于的电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的装置(简称检测装置)的准备及安装：

1、如图2所示，所述检测设备的准备包括：

第一电缆(不可恢复式，定温型)、铝质导线、铜质导线、锰质导线、镍质导线、铁质导线、铁棒、第二电缆、数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)、数字量输出设备(所述数字量输出设备采用DO模块)、智能处理设备、声光报警设备，并检查上述设备，确保能适应现场环境正常运行。

2、如图3和图4所示，所述检测设备的安装包括：

Step1、通过长期现场检测的结果，发现铁水从高炉出铁口进入铁水沟处，铁水沟被频繁严重侵蚀，故将第一电缆、铝质导线、铜质导线、锰质导线、镍质导线、铁质导线均埋设在铁水注入铁水沟位置的左右两侧及底部的耐火材料层之下，同时按照“S”形进行铺设，以达到感温范围尽量覆盖检测位置各处，同时又不会导致受热后相互间短路的目的。它们的引出端通过普通导线连接到数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)。

Step2、在铁水沟耐火材料上表面侧安装一根铁棒并探入铁水沟底部，同时通过一普通导线连接到数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)。

Step3、数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)、智能处理设备、数字量输出设备(所述数字量输出设备采用DO模块)、声光报警设备可安装在操作室，通过第二电缆与铁棒和铁水沟下的第一电缆、铝质导线、铜质导线、锰质导线、镍质导线、铁质导线相连。

Step4、对智能处理设备进行简单编程，实现输入信号处理和报警信号输出。

上述步骤中通过第一电缆及铝质导线、铜质导线、锰质导线、镍质导线、铁质导线、铁棒采集铁水沟侵蚀情况信息，以数字量信号的方式传入智能处理设备(如PLC)，并经智能处理设备进行分析后，将结果以数字量的形式，经数字量输出设备(所述数字量输出设备采用DO模块)输出到声光报警仪，进行相应级别的声光报警，提示相关人员及时采取应对措施。

所述第一电缆(不可恢复式，定温型)由两根用热敏材料绝缘的钢丝组成,每根钢丝外面包有一层绝缘材料，在正常状态下，两根钢丝相互绝缘，形成开路，当铁水沟耐火材料层下的环境温度上升到预定动作温度时，温度敏感材料破裂，两根钢丝产生短路。

其中铝质导线、铜质导线、锰质导线、镍质导线、铁质导线也都各自存在固定的熔断点(铝质导线：660℃，铜质导线：1083℃，锰质导线：1244℃，镍质导线：1453℃，铁质导线：1535℃)。初始状态下，铝质导线、铜质导线、锰质导线、镍质导线头尾之间为短路的状态，而当环境温度升高到它们的熔断点温度时，导线被熔断，从而由短路变成开路状态。

铁质导线则与连接铁棒的导线之间正常状态下为开路的状态，当耐火材料层被侵蚀穿漏，铁水接触到铁质导线，其由开路状态变为短路状态。

二、检测以及报警过程

当铁水沟侵蚀程度逐渐加剧时，其耐火材料层下埋设的第一电缆和铝质导线、铜质导线、锰质导线、镍质导线、铁质导线就会根据各自不同的温度特性，依次发生状态变化并输入智能处理设备，从而引起各个侵蚀级别的报警：

1、第一电缆根据其型号，有固定的报警温度值，其监测温度低于铝质导线的熔断点温度，当铁水沟侵蚀达到一定程度时，耐火材料层下第一电缆所处的环境温度就会超过其报警温度值，使其钢丝外包裹的感温绝缘层破坏，从而引起两根钢丝短路。数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)7、8号端子之间的信号输出就由“断”变为“通”，智能处理设备接收到这个状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀预报。

2、其它几种导线中，由于铝质导线的熔断点最低(660℃)，因此当铁水沟侵蚀到一定程序，但还未产生穿漏时，铝介质导线首先发生熔断，数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)5、9号端子之间的信号由“通”变为“断”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀1级警报。

3、当铁水继续侵蚀铁水沟，铁水沟耐火材料层下的温度逐步升高，当其温度达到铜质导线熔断点(1083℃)时，就会引起铜质导线的熔断，数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)4、10号端子之间的信号由“通”变为“断”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀2级警报。

4、当铁水沟耐火材料层下的温度升高到锰质导线的熔断点(1244℃)时，就会引起锰质导线的熔断，数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)2、12号端子之间的信号由“通”变为“断”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀3级警报。

5、当铁水沟耐火材料层下的温度达到镍质导线的熔断点(1453℃)时，就会引起镍质导线的熔断，数字量输入设备(所述数字量输入设备采用DI模块)3、11号端子之间的信号由“通”变为“断”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀4级警报。

6、当铁水已经侵蚀穿耐火材料层，因铁质导线的熔断点较高(1535℃)，不会被铁水熔断，铁质导线可通过铁水，与安装在铁水沟耐火材料上表面侧的铁棒导通，进而引起数字量设备(所述数字量输入设备采用DI模块)1、6号端子之间的信号由“断”变为“通”，智能处理设备接收到这一状态变化后，通过声光报警设备提示铁水沟侵蚀穿漏警报。

由上述具体实施例可以看出，所述基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法可以实现自动、在线监测铁水沟侵蚀情况，同时能够准确地发现铁水沟不同程度侵蚀现象的发生，并进行相应报警，能及时提醒操作人员采取应对措施，避免重大生产、安全事故的发生。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，其特征在于，所述方法包括：

将熔断部件分别从铁水沟的顶部伸入到铁水沟一侧的耐火材料层和底部的耐火材料层之下，然后再从铁水沟的顶部伸出铁水沟；所述熔断部件包括：第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线和第五级导线，所述第一级导线至所述第五级导线并联连接且各级导线熔断点依次上升，所述第一电缆的熔断点低于所述第一级导线的熔断点；

监测所述熔断部件第一电缆和各级导线的熔断情况，获取所述熔断部件的第一电缆和各级导线的熔断信息；

根据所述熔断信息确定侵蚀程度；

将铁棒和第二电缆连接起来，并将铁棒的底端探入所述铁水沟的底部并且所述铁棒设置在所述铁水沟底部的耐火材料上，将第二电缆连接在铁棒的顶端；

将所述第一电缆、第一级导线、第二级导线、第三级导线、第四级导线、第五级导线和第二电缆分别连接数字量输入设备；

当铁水沟内的温度达到相应温度时，所述熔断部件的第一电缆和各级导线保持原状态或发生熔断，通过第一电缆和各级导线的通断情况传入至数字量输入设备；

所述数字量输入设备包括并联设置的1号至12号端口；

所述第一电缆，内部设置有第一钢丝和第二钢丝，在正常状态下，两根钢丝相互绝缘，形成开路，所述第一钢丝外部包裹第一绝缘层，所述第二钢丝外部包裹第二绝缘层；所述数字量输入设备的1号至12号端口中的7号端口连接所述第一钢丝，所述数字量输入设备的1号至12号端口中的8号端口连接所述第二钢丝；

当铁水沟内温度未达到所述第一电缆熔断点温度时，所述1号至12号端口中的7号端口和8号端口连接状态为断，当铁水沟内温度达到所述第一电缆熔断点温度时，所述1号至12号端口中的7号端口和8号端口连接状态为断变为通，经所述铁水沟侵蚀预报设备发出铁水沟侵蚀预报警报；

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的5号端口和9号端口连接所述第一级导线，所述第一级导线为铝质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第一级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的5号端口和9号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述铝质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的7号端口和8号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀1级警报设备发出铁水沟侵蚀1级警报；

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接所述第二级导线，所述第二级导线为铜质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第二级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述铜质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的4号端口和10号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀2级警报设备发出铁水沟侵蚀2级警报；

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的6号端口连接所述第五级导线，所述第五级导线为铁质导线，所述1号至12号端口中的1号端口连接所述铁棒；

当铁水沟内温度未达到所述第五级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的1号端口和6号端口连接状态为断，当铁水沟内温度达到所述铁质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的1号端口和6号端口连接状态为断变为通，经铁水沟侵蚀穿漏警报设备发出铁水沟侵蚀穿漏警报。

2.如权利要求1所述的基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，其特征在于，所述根据所述熔断信息确定侵蚀程度包括：

所述熔断信息经所述数字量输入设备传输至智能处理设备，经分析后，数字量输出设备将熔断信息对应的侵蚀程度以数字量的形式输出至声光报警设备，显示铁水沟侵蚀程度。

3.如权利要求1所述的基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，其特征在于，

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接所述第三级导线，所述第三级导线为锰质导线；

当铁水沟内温度未达到所述锰质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述第三级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的2号端口和12号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀3级警报设备发出铁水沟侵蚀3级警报。

4.如权利要求1所述的基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法，其特征在于，

所述数字量输入设备的1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接所述第四级导线，所述第四级导线为镍质导线；

当铁水沟内温度未达到所述第四级导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接状态为通，当铁水沟内温度达到所述镍质导线熔断点温度时，所述1号至12号端口中的3号端口和11号端口连接状态为通变为断，经铁水沟侵蚀4级警报设备发出铁水沟侵蚀4级警报。