CN111664957A - 温度检测系统和检测高炉本体内部料柱温度的方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种温度检测系统和检测高炉本体内部料柱温度的方法，系统用于径向检测高炉本体内部料柱的温度，高炉本体的炉顶区域开设有安装孔，温度检测系统包括热电偶、信号传输线、接线盒和挂钩；接线盒安装于安装孔处，且位于高炉本体的外壁上；热电偶的测量端与接线盒之间通过信号传输线连接；信号传输线从接线盒的接线处穿过安装孔，并圈绕在挂钩上；挂钩焊接于高炉本体的内壁上，且挂钩与水平面之间存在向下预设角度的倾角；信号传输线能够依靠重力以及高炉内部的炉料对热电偶的拉力，逐步从挂钩上向下移动，以使热电偶的测量端跟随炉料的下降过程进行温度检测。以此可改善现有技术中难以得知高炉在生产状态下的内部温度的情况。

Description

温度检测系统和检测高炉本体内部料柱温度的方法

技术领域

本申请涉及高炉炼铁技术领域，具体而言，涉及一种温度检测系统和检测高炉本体内部料柱温度的方法。

背景技术

在高炉炼铁技术领域，对于高炉本体内部炉料的径向温度分布情况，目前主要是靠模拟估测高炉内各区域温度的方式估计高炉内部物料的大致分布情况。

在现有的技术条件下，部分研究学者是通过估测、模拟计算的方式，得到高炉内部物料大致分布规律，但是没得到实际生产中的有效验证。一些科研机构通过对高炉实施停炉解剖，从而对高炉内部炉料的径向温度进行测量，这种处理方式实际上分析的是高炉停止生产状态下的解剖研究数据，但停炉状态下的温度分布与高炉实际生产状态下的炉内料柱温度分布偏差较大。因此，以目前的技术难以得知高炉在生产状态下的内部温度分布情况。

发明内容

本申请的目的在于提供一种温度检测系统和检测高炉本体内部料柱温度的方法，能够改善现有技术中难以得知高炉在生产状态下的内部温度的情况。

第一方面，本发明实施例提供一种温度检测系统，用于径向检测高炉本体内部料柱的温度，所述高炉本体的炉顶区域开设有安装孔，所述温度检测系统包括热电偶、信号传输线、接线盒以及挂钩；

所述接线盒安装于所述安装孔处，且位于所述高炉本体的外壁上；

所述热电偶的测量端与所述接线盒之间通过所述信号传输线连接；

所述信号传输线从所述接线盒的接线处穿过所述安装孔，并圈绕在所述挂钩上；

所述挂钩焊接于所述高炉本体的内壁上，且所述挂钩与水平面之间存在向下预设角度的倾角；

所述信号传输线能够依靠重力以及高炉内部的炉料对所述热电偶的拉力，逐步从所述挂钩上向下移动，以使所述热电偶的测量端跟随所述炉料的下降过程进行温度检测。

通过上述温度检测系统，可以径向检测高炉本体内部料柱的温度。其中，热电偶的测量端可以根据信号传输线在挂钩上的移动情况，以及重力、高炉内部炉料对热电偶的拉力，跟随高炉内部炉料的下降过程进行温度检测。设在高炉本体外壁的接线盒、连接接线盒与热电偶的信号传输线、用于逐步释放信号传输线的挂钩以及用于测量的热电偶之间可以在高炉生产过程中配合实现温度检测。在该温度检测系统中，挂钩的设置方式可以使得无需在高炉生产过程中专门设置复杂的放线驱动机构，可以简化设备。

在可选的实施方式中，所述安装孔设置在所述高炉的炉喉钢砖上沿，且所述安装孔与炉墙之间的水平距离范围为100-200毫米。

通过上述实现方式，通过安装孔的位置限制可以在正常温度检测的情况下保护信号传输线，避免信号传输线距离放料位置过近而在温度检测过程中受放料过程影响。

在可选的实施方式中，所述预设角度为8°-10°，所述挂钩上设置有锯齿。

通过上述实现方式，有利于实现热电偶的缓慢下降和对信号传输线的保护，可避免信号传输线直接掉落到高炉底部。

在可选的实施方式中，所述挂钩是长度范围为200-300毫米、直径范围为10-30毫米的钢条，钢条挂钩上设置有10-20个锯齿形槽，槽深范围为2-4毫米。

通过上述实现方式，有利于使得信号传输线能够一圈一圈地顺利从挂钩上拉下而不缠绕打结，让信号传输线实现均匀稳定下降。

在可选的实施方式中，所述安装孔有多个，多个安装孔分布在所述高炉的炉顶圆周，且均匀对称分布；

所述温度检测系统包括多组温度检测装置，所述多组温度检测装置中的每组装置包括：所述热电偶、所述信号传输线、所述接线盒以及所述挂钩；

所述多组温度检测装置分别设置在多个所述安装孔处。

通过上述实现方式，可以对容量大的高炉进行多处位置的径向温度检测。

在可选的实施方式中，所述热电偶的测量端设置有测温元件，所述测温元件是铂金丝，所述铂金丝的直径范围为0.5-1毫米；

所述热电偶的外壳为刚玉材质，刚玉外壳的直径范围为8-10毫米；

所述信号传输线为直径范围为0.5-1毫米的铜丝；

所述测温元件用于检测高炉内部炉料的温度；

在温度检测过程中，所述信号传输线位于料面上方。

通过上述实现方式，有利于在高炉内部炉料的下降过程中，降低因炉料的不规则运动引起的温度波动而对热电偶带来的测量影响，基于该实施方式，温度检测系统可以长期在高温环境下正常运行，且精确度较高。

在可选的实施方式中，所述热电偶上套设有圆筒形铜套，所述热电偶的测量端从所述铜套中延伸出3-5毫米；

在所述热电偶的刚玉外壳与所述铜套之间设置有隔热纤维棉。

通过上述实现方式，套筒可以防止热电偶的测量端被挤压变形，由于铜材质相对较软，受到挤压时可避免直接破坏热电偶，通过设置隔热纤维棉不仅可以起缓冲保护作用，还可以实现隔热，强化保温措施，以此可以提升高炉内直接测温恶劣环境下的测量准确性。

在可选的实施方式中，所述信号传输线上包裹设置有厚度范围为5-10毫米的隔热陶瓷纤维棉，所述隔热陶瓷纤维棉的耐火温度大于1500摄氏度。

通过上述实现方式，可以实现对于线缆的隔热保护，可以提升高炉内直接测温恶劣环境的测量准确性。

在可选的实施方式中，所述温度检测系统还包括保护结构，所述保护结构焊接于所述安装孔处，所述保护结构用于保护所述接线盒；

所述保护结构上设置有线孔，所述接线盒上的连接线穿过所述线孔连接外部计算机系统。

通过上述实现方式，可以对于接线盒的保护，避免高炉本体外部的接线盒受损而导致无法将测温数据传输给外部计算机系统进行处理。

在可选的实施方式中，所述保护结构上开设有进气孔和出气孔；

所述进气孔用于安装进气管，所述出气孔用于安装出气管；

所述进气管和所述出气管用于传输高压氮气，用于对所述保护结构所在的区域进行冷却处理。

通过上述实现方式，可以基于保护结构连接的进气管、出气管来传输高压氮气，从而对保护结构所在的区域进行冷却降温，延长设备使用寿命。

第二方面，本发明实施例提供一种检测高炉本体内部料柱温度的方法，应用于前述实施方式任一项所述的温度检测系统，所述温度检测系统包括热电偶、信号传输线以及挂钩，所述方法包括：

在高炉本体内部的炉料下降过程中，通过所述温度检测系统中经过温度校对的热电偶进行温度检测；

其中，在炉料下降过程中，所述信号传输线依靠重力以及高炉内部的炉料对所述热电偶的拉力，逐步从所述挂钩上向下移动，以使所述热电偶的测量端跟随所述炉料的下降过程进行温度检测。

在上述方法中，基于温度检测系统，可以在高炉内部炉料的下降过程中，实现对于高炉本体内部料柱的温度的径向检测。其中，在炉料下降过程中，根据信号传输线、挂钩、热电偶之间的相互配合关系，热电偶的测量端可以基于信号传输线在挂钩上的运动以缓慢下降的方式跟随炉料下降过程进行温度检测，实现对于高炉生产状态下的径向温度检测。以此有利于得知高炉生产状况下的温度分布情况，且实现方式简单，无需专门设置复杂的放线驱动机构对高炉生产过程中的测温元件进行控制。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

在高炉出铁过程中，对所述温度检测系统中的热电偶进行温度校对；

所述温度校对的过程包括：在高炉出铁过程中，分别采用所述热电偶的测温元件以及测温枪对高炉铁沟盖板进行温度测量，以连续在所述盖板的不同温度点位置重复测量并校对指定次数，所述测温枪测得的温度作为温度校对过程的参考数据。

通过上述实现方式，可以提升测量准确率。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

监测炉料行程距离，根据所述炉料行程距离估算所述热电偶的位置。

通过上述实现方式，有利于为高炉的温度分布分析提供数据参考。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种温度检测系统与高炉本体之间的配合示意图。

图2为图1所示结构的局部示意图。

图3为本申请实施例提供的一种检测高炉本体内部料柱温度的方法的流程图。

图4为本申请实施例提供的一个实例下进行温度检测的处理流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

关于高炉本体的结构，从上到下可包括五大区域：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。其中，炉喉既是炉料的加入口(炉喉上方可以设置用于加入炉料的料罐)，也是煤气的导出口，作为高炉本体的炉顶区域。

在高炉冶炼过程中，将从高炉本体的顶部分批加入炉料，从高炉底部的风口送风，在高炉内部产生大量高温煤气。高炉冶炼过程中，炉料、煤气相遇并产生反应，在高炉内进行热交换、还原、熔化、渣铁形成等反应。根据高炉内部物料的不同状态，高炉内部从上到下形成五大带：块状带、软熔带、滴落带、风口带、渣铁带，五大带形成的位置、厚度受多种因素影响。

为了能够得知高炉生产过程中的内部温度分布情况，发明人提出了以下实施例以对高炉本体内部料柱进行温度检测。通过本申请实施例提供的原理，可以检测高炉料柱内各区间的温度。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种温度检测系统与高炉本体之间的配合示意图。该温度检测系统可用于径向检测高炉本体内部料柱的温度。

其中，高炉本体的炉顶201区域开设有安装孔，安装孔可以为温度检测系统的安装位置提供基准。为了避免放料过程对温度检测系统造成影响，安装孔应设置在高炉的炉喉钢砖上沿，且安装孔与炉墙之间的水平距离范围为100-200毫米，以此使得安装孔远离用于加入炉料的放料位置(例如图1中的料罐202即为放料位置)，可以避免信号传输线102距离放料位置过近而在温度检测过程中受放料过程影响，从而保护信号传输线102。即，可以避免开孔位置距离炉墙太远，可以防止正常料线的放料过程中，炉料碰撞到传输线而损坏传输线，从而导致温度检测过程失败。

如图1所示，该温度检测系统包括热电偶101、信号传输线102、接线盒103以及挂钩104。

接线盒103安装于安装孔处，且位于高炉本体的外壁上。接线盒103通过信号传输线102连接热电偶101的测量端。

信号传输线102从接线盒103的接线处穿过安装孔，并圈绕在挂钩104上。其中，挂钩104焊接于高炉本体的内壁上，且挂钩104与水平面之间存在向下预设角度的倾角。

在本申请实施例中，信号传输线102能够依靠重力以及高炉内部的炉料对热电偶101的拉力，逐步从挂钩104上向下移动，以使热电偶101的测量端跟随炉料的下降过程进行温度检测。

其中，信号传输线102的长度根据实际的高炉尺寸确定，在一个实例中，可以将信号传输线102的长度设置为大于或等于40米，信号传输线102采用三线制传输原理对接到接线盒103，三线制方式可以减小测量时的导线电阻误差。

可选的，温度检测系统可以采用指定电压的直流电源进行供电，例如可以采用24V的直流电源供电。

可选的，该预设角度可以为8°-10°。

为了避免信号传输线102直接从挂钩104上掉落到高炉底部，可以对挂钩104的表面进行处理从而增大信号传输线102与挂钩104之间的摩擦力，例如可以对挂钩104表面设为粗糙表面，或者进行磨砂处理，只要可以在增大摩擦力的情况下仍然能够使得信号传输线102可以逐步从挂钩104上向下移动即可。对于挂钩104的详细设置参数，可以根据日常实验数据确定。

可选的，挂钩104上设置有锯齿。以此有利于实现热电偶101的缓慢下降和对信号传输线102的保护，可避免信号传输线102直接掉落到高炉底部，避免信号传输线102过早产生热损。

在一个实例中，可以在高炉本体上开设安装孔后，在安装孔的孔道边向炉皮内侧以与水平面成8°-10°向下的倾角焊接挂钩104。如果有40米的信号传输线102，为了实现信号传输线102能够一圈一圈地顺利从挂钩104上拉下而不缠绕打结，让信号传输线102均匀稳定下降，挂钩104可以设置为长度范围为200-300毫米、直径范围为10-30毫米(例如10、15、20毫米)的钢条，钢条挂钩104上设置10-20个锯齿形槽，槽深范围为2-4毫米(例如3毫米)。其中，如果为40米长的信号传输线102设置10个挂钩104，40米的线均匀分成40圈，每圈周长4米，直径约1.27米，正常料线位置在1.3米至1.5米，设计至少10个齿可以避免传输线接触料线位置，而如果设置20个齿，40米长的传输线可缠绕20圈，每圈周长2米，每圈直径约0.63米。本领域技术人员可基于该原理选择挂钩104数量或锯齿数量。该实施方式需要保证安装孔或挂钩104在炉喉钢砖上沿，防止信号传输线102在下放时卡在钢砖上。

为了让温度检测系统能够在高炉生产过程中对高炉内部的不同高度位置进行温度检测，需要在进行温度检测前准备热电偶101、并对热电偶101进行温度校对、安装温度检测系统。

通过上述温度检测系统，可以径向检测高炉本体内部料柱的温度。其中，热电偶101的测量端可以根据信号传输线102在挂钩104上的移动情况，以及重力、高炉内部炉料对热电偶101的拉力，跟随高炉内部炉料的下降过程进行温度检测。设在高炉本体外壁的接线盒103、连接接线盒103与热电偶101的信号传输线102、用于逐步释放信号传输线102的挂钩104以及用于测量的热电偶101之间可以在高炉生产过程中配合实现温度检测。在该温度检测系统中，挂钩104的设置方式可以使得无需在高炉生产过程中专门设置复杂的放线驱动机构，可以简化设备。

基于高炉炉料在下降过程中的温度变化特点，有利于得知高炉内部软熔带、滴落带以及块状带的温度分布情况，可以弥补现有高炉炼铁技术的不足。通过本申请实施例提供的原理，有利于为用户精确掌握各区间炉料及煤气流温度分布情况提供技术支持，可以为高炉煤气流调节的指导过程提供技术支持，有利于为高炉原料冶金性能的改善方向提供技术参考。

本申请实施例中的热电偶101可以是一种外壳为刚玉材质的pt100铂金热电偶101。铂金热电偶101在高温环境下热电阻稳定性好，不会随温度剧烈波动而出现偏差，在高炉炉料下降过程中，随着炉料的不规则运动，可能出现炉料温度升高后又降低的现象(炉料位置可能存在偏移波动，气流强时温度高，气流弱时温度可能偏低)，通过该热电偶101可避免因炉料温度来回波动而引起的测量异常，灵敏度较高，测量较精确。

其中，该热电偶101的测量端设置有测温元件，测温元件是铂金丝，测温元件用于检测高炉内部炉料的温度。热电偶101的外壳为刚玉材质。其中，信号传输线102为铜丝。在温度检测过程中，信号传输线102位于料面301上方。

可选的，热电偶101的长度可以在60-120毫米的区间内(例如80、90、100、110毫米)，热电偶101中心位置的铂金丝的直径范围为0.5-1毫米，刚玉外壳的直径范围为8-10毫米，信号传输线102的直径范围为0.5-1毫米。该热电偶101可长期在2000摄氏度以上的高温环境运行而不损坏，通过长期开展炉渣性能的研究实验，在实验过程中选择了该类型的热电偶101，测温更准确。

通过上述实现方式，有利于在高炉内部炉料的下降过程中，降低因炉料的不规则运动引起的温度波动而对热电偶101带来的测量影响，基于该实施方式，温度检测系统可以长期在高温环境下正常运行，且精确度较高。

在本申请实施例中，热电偶101上套设有圆筒形铜套，热电偶101的测量端从铜套中延伸出3-5毫米。

其中，铜套的外径范围可以是20-30毫米，铜套壁厚范围可以是3-5毫米，铜套长度与热电偶长度匹配(长度范围可以在60-120毫米的范围内)。在使用时，将铂金热电偶101放入铜套内，并且热电偶101的测量端从铜套中延伸出3-5毫米。

可选的，在热电偶101的刚玉外壳与铜套之间设置有隔热层，该隔热层是一种耐高温的隔热纤维棉。其中，可以在铂金热电偶101的刚玉外壳表面包裹耐高温的隔热纤维棉。

通过上述实现方式，设置套筒可以防止热电偶101的测量端被挤压变形，由于铜材质相对较软，受到挤压时不会直接破坏热电偶101，增强了高炉内直接测温恶劣环境下测温装置的耐用性。通过设置隔热纤维棉不仅可以起缓冲保护作用，还可以实现隔热，强化保温措施，以此可以提升高炉内直接测温恶劣环境下的测量准确性。

可选的，信号传输线102上可包裹设置厚度范围为5-10毫米的隔热陶瓷纤维棉，隔热陶瓷纤维棉的耐火温度大于1500摄氏度。例如，对于40米长的信号传输线102，可以在传输线的冷端约40米区域(热端在热电偶101处)，全部包裹一层厚度大致在5毫米、耐火温度大于1500摄氏度的隔热陶瓷纤维棉。以此可以实现对于线缆的隔热保护，可以提升高炉内直接测温恶劣环境的测量准确性。

可选的，如图2所示，本申请实施例中的温度检测系统还可包括保护结构105，保护结构105焊接于安装孔处，保护结构105可用于保护接线盒103。保护结构105上设置有线孔，接线盒103上的连接线可穿过线孔连接外部计算机系统，从而将温度检测数据传输给外部计算机系统进行分析处理。

其中，接线盒103处还可设置用于对安装孔进行密封的法兰。

通过上述实现方式，可以实现对于接线盒103的保护，避免高炉本体外部的接线盒103受损而导致无法将测温数据传输给外部计算机系统进行处理。

保护结构105上可以开设进气孔和出气孔，进气孔用于安装进气管106，出气孔用于安装出气管107。进气管106和出气管107用于传输高压氮气，用于对保护结构105所在的区域进行冷却处理。进气管106、出气管107的管道上可分别安装阀门(进气阀、出气阀)进行输气控制。基于该实现方式，可以基于保护结构105连接的进气管106、出气管107来传输高压氮气，以压力大于1.0MPa(例如1.2MPa)的高压氮气进行冲压冷却，从而对保护结构105所在的区域进行冷却降温，同时高压氮气增加保护结构105内压力，可以防止炉内高温高压气体对开孔处产生过大压力差，可以稳定接线盒103外部传输线的稳定场，避免引起测量误差，还可延长设备使用寿命。

可选的，高炉本体上的安装孔可以有多个，多个安装孔分布在高炉的炉顶201圆周，且均匀对称分布。温度检测系统中可包括多组温度检测装置，多组温度检测装置中的每组装置包括上述的热电偶101、信号传输线102、接线盒103以及挂钩104。多组温度检测装置分别设置在多个安装孔处。以此可以对容量大的高炉进行多处位置的径向温度检测。

可选的，温度检测系统还可以包括探尺108，探尺108安装于高炉本体内侧，探尺108可用于检测炉内料面301位置。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种检测高炉本体内部料柱温度的方法。该方法可应用于前述的温度检测系统。

图3为本申请实施例提供的一种检测高炉本体内部料柱温度的方法的流程图。

如图3所示，该方法包括：S31-S34。

S31：在高炉出铁过程中，对温度检测系统中的热电偶进行温度校对。

其中，温度校对的过程包括：在高炉出铁过程中，分别采用热电偶的测温元件以及测温枪对高炉铁沟盖板进行温度测量，以连续在盖板的不同温度点位置重复测量并校对指定次数，测温枪测得的温度作为温度校对过程的参考数据。以此可以提升测量准确率。

可选的，指定次数可以是8-10次。本领域技术人员可以根据需要选择指定次数的具体值。

S32：在高炉休风期间，安装经过温度校对的温度检测系统。

S33：在高炉复风时，通过温度检测系统对高炉生产状态下的内部温度进行检测。

S34：在高炉本体内部的炉料下降过程中，通过温度检测系统中经过温度校对的热电偶进行温度检测。

其中，在炉料下降过程中，信号传输线依靠重力以及高炉内部的炉料对热电偶的拉力，逐步从挂钩上向下移动，以使热电偶的测量端跟随炉料的下降过程进行温度检测。

通过该方法，在高炉内部炉料的下降过程中，可以基于温度检测系统实现对于高炉本体内部料柱的温度的径向检测。其中，在炉料下降过程中，根据信号传输线、挂钩、热电偶之间的相互配合关系，热电偶的测量端可以基于信号传输线在挂钩上的运动以缓慢下降的方式跟随炉料下降过程进行温度检测，实现对于高炉生产状态下的径向温度检测。以此有利于得知高炉生产状况下的温度分布情况，且实现方式简单，无需专门设置复杂的放线驱动机构对高炉生产过程中的测温元件进行控制。

可选的，上述方法还可以包括：监测炉料行程距离，根据炉料行程距离估算热电偶的位置。

由于在高炉生产过程中，矿石批重是已知数据，焦炭批重是已知数据，体积密度是已知数据，放料时的最大角度与最小角度之差是已知数据，料线深度也是已知数据，基于这些已知数据可计算出每批炉料放入炉内的厚度。在实际应用中，可以在每次向高炉内加入炉料时，直接通过高炉上设置的探尺检测加入炉料前、加入炉料后的炉料表面位置，根据放入炉料前的料线深度与放入炉料后的料线深度之差可得知每次加入炉料的炉料厚度。在正常情况下，每座高炉采用相对固定的矿批，每次放入高炉内部的炉料的料层厚度基本相同，基于放入的批次以及单次的料层厚度即可估算炉料行程距离，从而估算跟随炉料下降的热电偶的位置。以此有利于为高炉的温度分布分析提供数据参考。

下面将提供一个完整实施例，以对本申请实施例提供的上述系统和方法进行详细介绍。请参阅图4，该实施例包括第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段。

第一阶段：制作检测工具。

其中，可基于前述关于温度检测系统(可参考图1和图2)的内容制作检测工具。检测工具作为温度检测系统的一部分，该检测工具包括热电偶、信号传输线和接线盒。

其中，热电偶是外壳为刚玉材质的pt100铂金热电偶。铂金热电偶的测温元件为铂金丝，外壳为刚玉材质。信号传输线为铜丝，铜丝直径为1毫米。铂金热电偶长度是100毫米，铂金丝直径是0.5毫米，刚玉外壳直径是8毫米。该热电偶可长期在2000摄氏度以上的高温环境稳定运行。铂金热电偶在高温环境热电阻稳定性好，可避免炉料温度波动引起的测量异常，灵敏度较高，较精确。

确定热电偶后，在热电偶外加装一个外径为20毫米的圆筒形铜套，铜套壁厚5毫米，铜套长度为100毫米。在铂金热电偶刚玉外壳与铜套之间设置一层较厚的耐高温隔热纤维棉。在将铂金热电偶放入铜套内时，热电偶的测量端从铜套中延伸出5毫米。以此防止热电偶因受到挤压而被破坏，且能够实现隔热，可以提升炉内高温环境下的测量准确性。

在本实例中，将信号传输线设置为至少40米。信号传输线采取三线制传输原理连接到接线盒上，信号传输线上远离接线盒的一端与热电偶连接。检测工具采用24V的直流电源作为辅助电源进行供电。信号传输线上包裹一层厚度为5毫米的隔热陶瓷纤维棉，且纤维棉的耐火温度大于1500摄氏度，例如，可采用耐火温度为1600摄氏度的隔热陶瓷纤维棉对信号传输线进行保护。

第二阶段：对检测工具进行温度校对。

其中，在高炉出铁过程中对检测工具进行温度校对。

在一个应用场景下，可以将铂金热电偶的测量头(即，测量端)对准高炉铁沟盖板，以测量出热电阻信号，得到热电偶测得的温度。盖板的温度在600摄氏度以上(在600-800摄氏度)。并且用测温枪测量该盖板的温度。可以理解的是，每次校准时，测温枪和热电偶测量同一位置的温度。

在一次温度校对过程中，连续在不同的温度点重复测量校对8-10次(例如10次)，基于此，以测温枪测得的温度作为参照，对热电偶进行温度校对。

由于铁沟区域温度高，与炉内料柱环境有相似之处，因此需要选择高温、低温区域分别进行校对，通过在高炉出铁过程中进行校对的方式，可以模拟检验热电偶与渣铁接触时的温度变化，具有较好的参照意义，提高热电偶校准的准确性，确保入炉热电偶的检测精度。

第三阶段：安装温度检测系统。

其中，在高炉的休风期间(例如，在2020年5月8日8:06高炉休风时)，可以在高炉炉顶区域开设4个安装孔。4个安装孔中每个安装孔的位置都在高炉本体的炉喉区域，且与炉墙之间的水平距离在100-200毫米(例如150毫米)。4个安装孔分布在高炉的炉顶圆周，且均匀对称分布。在开设4个安装孔的情况下，可以采用4组检测工具对高炉的不同位置分别进行温度检测。

在开设安装孔后，在每个安装孔的孔道边向炉皮内侧以与水平面成8°-10°(例如9°)向下的倾角焊接挂钩。挂钩为长度200毫米，直径10毫米的钢条，钢条挂钩上设置有20个锯齿形槽，槽深3毫米。将40米的信号传输线均匀圈挂在挂钩上，每圈周长约2米，将铂金热电偶的测量端放至高炉的料面上(与料面接触)。在初始检测状态下，信号传输线位于料面上方，不与料面接触，以此避免信号传输线过早产生热损。

在开设安装孔处可以焊接的方式加装法兰，法兰的直径与接线盒上设置的螺牙匹配，法兰上设置有与接线盒上的螺牙匹配的内螺纹。法兰的外直径与安装孔的直径匹配(可以相同)，以能够焊接密封安装孔的孔道为宜。通过法兰与接线盒之间的螺牙匹配可以实现对于安装孔处的完全密封。

基于安装在安装孔处的接线盒，在接线盒外部用钢板搭建方形保护框，方形保护框作为保护结构，对接线盒进行保护。其中，可采用焊接的方式加装保护框。方形保护框的边长可以是100毫米。可以理解的是，在其他实施例中，可以采用其他形态的保护结构进行保护。

在保护框上开设有线孔、进气孔和出气孔。通过线孔可将接线盒上的连接线引向外部计算机系统。进气孔和出气孔可位于保护框的两个相互对称的表面上。在进气孔处安装进气管，在出气孔处安装出气管。在高炉生产过程中进行温度检测时，通过进气管、出气管上的阀门调节管道内输送的高压氮气流动速度，通过在进气管、出气管引入高压氮气可防止炉内高温高压气流对开孔位置产生过大压力差，还可以对开孔位置进行降温，可以稳定高炉外部传输线的稳定场，降低测量误差。

第四阶段：通过温度检测系统进行温度检测。

其中，在高炉从休风状态转换为复风状态时(例如在2020年5月8日22:58高炉复风时)，通过安装在各个安装孔处的温度检测系统，以各个热电偶分别对高炉内部进行温度检测。首先，可以先检测并记录初始料线深度(例如2.1米)，检测并记录初始料线深度对应的料面原始温度。

随着风量的逐步增加，炉内料面开始下降，铂金热电偶的测量端随着炉料下降。在移动行程达到一定距离后，依靠下降部分的重力及炉料对热电偶和信号传输线的拉力，逐步将信号传输线一圈一圈地拉出挂钩，实现信号传输线的缓慢自行释放，无需设置额外的热电偶放线/降线装置，也避免线缆的过度释放而造成过早受热损坏(即，避免线缆过早产生热损)。

由于热电偶是跟随炉料下降的，随着料面的下降，可以测算热电偶下降的距离，基于此，可以对应测量出高炉径向分布的各段区域的温度范围，并做记录。

在一个实例中，得到的部分记录数据如下表1所示。

表1

基于该表1可得知，部分热电偶跟随炉料运动至炉腰区域时，检测出信号异常，有一定的可能性是热电偶(或信号传输线)被炉料环境所影响而出现损坏。

随着高炉生产过程的不断进行，炉料、热电偶下降，部分热电偶可能出现损坏。当炉料的运行距离超过信号传输线允许的长度时，在炉料提供的巨大拉力下，信号传输线与接线盒之间的连接点将失衡，信号传输线从接线盒上被拉至脱落，此时该检测工具对应的测温过程结束。脱落的信号传输线可随炉料下落至炉缸区域，在炉缸区域经过物化反应后，被烧损形成渣铁(即作为高炉炼铁的副产品)。

在测温结束后，可切断保护框引出的连接线，并将相应的孔道封堵，关闭氮气的进气阀，关闭出气阀。

综上所述，通过本申请实施例提供的系统和方法，可以实现高炉生产状态下对于炉料的径向温度检测，可以为高炉操作技术人员精确掌握炉内冶炼情况提高技术支撑。通过对炉料温度的检测可以帮助工艺人员判断高炉煤气流分布的均压性，为调节煤气流分布提供技术支持。如果在不同炉料条件采用上述的结构执行测温流程，更有利于高炉技术研究人员分析不同炉料结构下的高炉冶炼技术，从而对高炉炉况的稳定顺行产生深远意义。

在本文中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“水平”、“径向”等用于指示位置关系的描述，是基于附图所示的方位或位置关系，或者是系统在使用时的惯常安装关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作实现。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种温度检测系统，其特征在于，用于径向检测高炉本体内部料柱的温度，所述高炉本体的炉顶区域开设有安装孔，所述温度检测系统包括热电偶、信号传输线、接线盒以及挂钩；

所述接线盒安装于所述安装孔处，且位于所述高炉本体的外壁上；

所述热电偶的测量端与所述接线盒之间通过所述信号传输线连接；

所述信号传输线从所述接线盒的接线处穿过所述安装孔，并圈绕在所述挂钩上；

所述挂钩焊接于所述高炉本体的内壁上，且所述挂钩与水平面之间存在向下预设角度的倾角；

所述信号传输线能够依靠重力以及高炉内部的炉料对所述热电偶的拉力，逐步从所述挂钩上向下移动，以使所述热电偶的测量端跟随所述炉料的下降过程进行温度检测。

2.根据权利要求1所述的温度检测系统，其特征在于，所述安装孔设置在所述高炉的炉喉钢砖上沿，且所述安装孔与炉墙之间的水平距离范围为100-200毫米。

3.根据权利要求1所述的温度检测系统，其特征在于，所述预设角度为8°-10°，所述挂钩上设置有锯齿。

4.根据权利要求1所述的温度检测系统，其特征在于，所述挂钩是长度范围为200-300毫米、直径范围为10-30毫米的钢条，钢条挂钩上设置有10-20个锯齿形槽，槽深范围为2-4毫米。

5.根据权利要求1所述的温度检测系统，其特征在于，所述安装孔有多个，多个安装孔分布在所述高炉的炉顶圆周，且均匀对称分布；

所述温度检测系统包括多组温度检测装置，所述多组温度检测装置中的每组装置包括：所述热电偶、所述信号传输线、所述接线盒以及所述挂钩；

所述多组温度检测装置分别设置在多个所述安装孔处。

6.根据权利要求1所述的温度检测系统，其特征在于，所述热电偶的测量端设置有测温元件，所述测温元件是铂金丝，所述铂金丝的直径范围为0.5-1毫米；

所述热电偶的外壳为刚玉材质，刚玉外壳的直径范围为8-10毫米；

所述信号传输线为直径范围为0.5-1毫米的铜丝；

所述测温元件用于检测高炉内部炉料的温度；

在温度检测过程中，所述信号传输线位于料面上方。

7.根据权利要求6所述的温度检测系统，其特征在于，所述热电偶上套设有圆筒形铜套，所述热电偶的测量端从所述铜套中延伸出3-5毫米；

在所述热电偶的刚玉外壳与所述铜套之间设置有隔热纤维棉。

8.根据权利要求1所述的温度检测系统，其特征在于，所述信号传输线上包裹设置有厚度范围为5-10毫米的隔热陶瓷纤维棉，所述隔热陶瓷纤维棉的耐火温度大于1500摄氏度。

9.根据权利要求1所述的温度检测系统，其特征在于，所述温度检测系统还包括保护结构，所述保护结构焊接于所述安装孔处，所述保护结构用于保护所述接线盒；

所述保护结构上设置有线孔，所述接线盒上的连接线穿过所述线孔连接外部计算机系统。

10.根据权利要求9所述的温度检测系统，其特征在于，所述保护结构上开设有进气孔和出气孔；

所述进气孔用于安装进气管，所述出气孔用于安装出气管；

所述进气管和所述出气管用于传输高压氮气，用于对所述保护结构所在的区域进行冷却处理，以压力大于1.0MPa的高压氮气进行冲压冷却。

11.一种检测高炉本体内部料柱温度的方法，其特征在于，应用于权利要求1-10任一项所述的温度检测系统，所述温度检测系统包括热电偶、信号传输线以及挂钩，所述方法包括：

在高炉本体内部的炉料下降过程中，通过所述温度检测系统中经过温度校对的热电偶进行温度检测；

其中，在炉料下降过程中，所述信号传输线依靠重力以及高炉内部的炉料对所述热电偶的拉力，逐步从所述挂钩上向下移动，以使所述热电偶的测量端跟随所述炉料的下降过程进行温度检测。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在高炉出铁过程中，对所述温度检测系统中的热电偶进行温度校对；

所述温度校对的过程包括：在高炉出铁过程中，分别采用所述热电偶的测温元件以及测温枪对高炉铁沟盖板进行温度测量，以连续在所述盖板的不同温度点位置重复测量并校对指定次数，所述测温枪测得的温度作为温度校对过程的参考数据。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

监测炉料行程距离，根据所述炉料行程距离估算所述热电偶的位置。

Images