CN111947978A - 一种顶吹炉炉渣测温取样装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种顶吹炉炉渣测温取样装置及方法，所述装置包括第一管壳、第二管壳、高温热电偶、高温热电偶接线盒、第一管壳法兰、热电偶法兰、吊环和升降钢绳；第一管壳顶部固定设有第一管壳法兰，内部开设有通孔；第二管壳一端开口，另一端为球状端头；第二管壳的外壁上开设有环状槽；高温热电偶穿过第一管壳法兰和第一管壳，并插入到高温热电偶的测量端头距离第二管壳球状端头内壁5mm处；热电偶法兰固定于高温热电偶上部，并通过螺栓与第一管壳法兰连接；设置于高温热电偶顶部的高温热电偶接线盒温度信号输入到炉子DCS系统。本发明可以准确测得顶吹炉在冶炼过程中炉膛内及熔池中不同高度位置的温度，同时还可以完成对应的炉渣取样。
Description
技术领域
本发明属于有色金属冶金设备技术领域，具体涉及一种顶吹炉炉渣测温取样装置及方法。
背景技术
顶吹浸没熔池熔炼技术作为一种高效、物料适应性极强的冶炼技术在铅、铜、锡冶炼中得到了较为广泛的应用，其核心设备为一座垂直放置的圆筒形炉子，作业时将一根经特殊设计的喷枪由炉顶垂直插入炉膛内，炉料从炉顶上的加料口直接加入，空气或者富氧空气和燃料从喷枪末端喷入熔体，在炉内形成一个剧烈翻腾的熔池，在熔池内及熔池上方发生冶炼的各种物理化学反应完成冶炼过程。
熔池温度是整个冶炼过程需要控制的核心要素之一，但由于熔池内部工况复杂，目前没有能够准确实时直接测量熔池温度的方法及装置，实际操作中主要通过两种方法来判断熔池温度：1)用红外测温仪测量排放口排放出的熔融金属或者熔渣的温度，只能在排放的时候测量，因此无法反应生产过程中的实时温度；2)用红外测温仪从下料口处测量炉内温度，往往测量光点只能打到炉壁的固定位置，且由于炉膛内充满含尘烟气，对测量精度产生影响。无论采用上述哪种方法都不能真实反映熔池内部实时温度，从而制约了冶炼技术人员对炉况的精准掌握并制定针对性的技术措施，影响技术经济指标的提升及炉子寿命的延长，同时，上述的方法也不能实现在测温的同时完成对所测炉渣的取样。
发明内容
基于上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种顶吹炉炉渣测温取样装置及方法。
本发明通过如下技术方案予以实现：
一种顶吹炉炉渣测温取样装置，所述测温取样装置通过顶吹炉炉盖上的炉盖开孔插入到顶吹炉内的熔池中；测温取样装置包括第一管壳、第二管壳、高温热电偶、高温热电偶接线盒、第一管壳法兰、热电偶法兰、吊环和升降钢绳；
所述第一管壳顶部固定设有所述第一管壳法兰，内部开设有通孔，且远离第一管壳法兰一端通孔的内径大于靠近第一管壳法兰一端通孔的内径；所述第二管壳一端开口，另一端为球状端头；第二管壳的外壁上开设有环状槽，环状槽内填充耐火粘结料；第二管壳插入到第一管壳内径大的通孔内；第一管壳法兰的外径大于炉盖开孔的直径；
所述高温热电偶穿过第一管壳法兰和第一管壳，并插入到高温热电偶的测量端头距离第二管壳球状端头内壁5mm处；所述热电偶法兰固定于高温热电偶上部，并通过螺栓与第一管壳法兰连接；设置于高温热电偶顶部的高温热电偶接线盒温度信号输入到炉子DCS系统；
所述吊环设置于测温取样装置正上方，并通过钢绳与第一管壳法兰两端连接；所述升降钢绳与吊环固定连接，升降钢绳连接至提升机构。
较佳地，所述第一管壳外径60～70mm，管壁厚度20～26mm；第二管壳外径30mm，管壁厚度3～6mm，长度200～600mm。
较佳地，所述环状槽的数量为1-5个，开槽深度为2mm。
较佳地，所述第一管壳材质为普通碳钢或不锈钢，第二管壳材质为碳化硅或二硅化钼或刚玉等耐温材料。
较佳地，所述第一管壳内径大的通孔的长度比第二管壳长30～100mm，即第二管壳安装到位后，第一管壳内径大的通孔端头比第二管壳球状端头长30～100mm。
较佳地，所述第一管壳内径大的通孔端管壁对称开有豁口，豁口深度为使第二管壳球状端露出30～100mm，豁口宽度比第二管壳外径小2～4mm。
本发明还公开了一种使用上述测温取样装置的方法，具体为：测温取样装置从顶吹炉炉顶缓慢垂直插入炉内，至测量端头离熔池表面500～1000mm的位置后停留；直至测得温度读数稳定后，再次下降测温取样装置，并使其插入到熔池中需要测温的位置；测得熔池的温度后将测温取样装置提出炉外，并对粘附于测温取样装置第一管壳外表面的炉渣进行取样，完成炉渣的测温取样。相应的，需要测顶吹炉内任何位置的温度，只要将测量端头下降至相对应高度位置即可。
有益效果：1)本发明可以准确测得顶吹炉在冶炼过程中炉膛内及熔池中不同高度位置的温度，在测量熔池温度的同时还可以完成对应的炉渣取样；2)在不需要工作时，测温取样装置完全置于顶吹炉外，避免了装置长期置于高温、侵蚀和冲刷坏境下使用寿命低的问题；3)本发明便于检查、维护和维修。
附图说明
图1为本发明使用示意图；
图2为本发明示意图；
图3为图2的A向视图(放大图)；
图4为图2的B-B剖视图(放大图)；
图5为第一管壳的豁口示意图。
图中：1-测温取样装置，2-提升机构，3-炉子DCS系统，4-顶吹炉，5-熔池，6-炉盖，7-炉盖开孔，101-第一管壳，102-第二管壳，103-高温热电偶，104-高温热电偶接线盒，105-第一管壳法兰，106-热电偶法兰，107-吊环，108-升降钢绳，109-耐火粘结料，110-测量端头。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例。本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合图1-图5所示，一种顶吹炉炉渣测温取样装置，所述测温取样装置1通过顶吹炉4炉盖6上的炉盖开孔7插入到顶吹炉4内的熔池5中；测温取样装置1包括第一管壳101、第二管壳102、高温热电偶103、高温热电偶接线盒104、第一管壳法兰105、热电偶法兰106、吊环107和升降钢绳108。
所述第一管壳101顶部固定设有所述第一管壳法兰105，内部开设有通孔，且远离第一管壳法兰105一端通孔的内径大于靠近第一管壳法兰105一端通孔的内径；所述第二管壳102一端开口，另一端为球状端头；第二管壳102的外壁上开设有一个环状槽，开槽深度为2mm，环状槽内填充耐火粘结料109；第二管壳102插入到第一管壳101内径大的通孔内；第一管壳法兰105的外径大于炉盖开孔7的直径，这样可以使得测温取样装置1在整个测温取样过程中，高温热电偶接线盒104始终处于顶吹炉4外部。
所述高温热电偶103插入到第一管壳及第二管壳的内腔，具体为：高温热电偶103穿过第一管壳法兰105和第一管壳101，并插入到高温热电偶103的测量端头110距离第二管壳102球状端头内壁5mm处；所述热电偶法兰106固定于高温热电偶103上部，并通过螺栓与第一管壳法兰105连接；设置于高温热电偶103顶部的高温热电偶接线盒104收集的测温信号接入到炉子DCS系统中；所述高温热电偶103的长度大于第一管壳101的长度。
所述吊环107设置于测温取样装置正上方，并通过钢绳与第一管壳法兰105两端连接；所述升降钢绳108与吊环107固定连接，升降钢绳连接至提升机构2；所述提升机构2为卷扬机，通过卷扬机带动测温取样装置上下移动，实现测温取样。
具体地，所述第一管壳101材质为普通碳钢或不锈钢，第一管壳101外径60～70mm，管壁厚度20～26mm；第二管壳102材质为碳化硅或二硅化钼，第二管壳102外径30mm，管壁厚度3～6mm，长度200～600mm；所述第一管壳101内径大的通孔的长度比第二管壳102长30～100mm，使得第二管壳能够完全插入第一管壳内，第二管壳外壁与第一管壳内壁良好贴合。所述第一管壳101内径大的通孔端管壁对称开有豁口，豁口深度为使第二管壳102球状端露出30～100mm，豁口宽度比第二管壳102外径小2～4mm。
本发明还公开了一种使用上述测温取样装置的方法，所述方法为：测温取样装置1从顶吹炉炉顶缓慢垂直插入炉内，至测量端头110离熔池5表面500～1000mm的位置后停留；直至测得温度读数稳定后，再次下降测温取样装置1，并使其插入到熔池5中，测量端头110插入熔池深度为300～500mm；测得熔池5的温度后将测温取样装置1提出炉外，并对粘附于测温取样装置1第一管壳101外表面的炉渣进行取样，完成炉渣的测温取样。需要测顶吹炉内任何位置的温度，只要将测量端头110下降至相对应高度位置即可。
以上所披露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种顶吹炉炉渣测温取样装置，其特征在于：所述测温取样装置(1)通过顶吹炉(4)炉盖(6)上的炉盖开孔(7)插入到顶吹炉(4)内的熔池(5)中；测温取样装置(1)包括第一管壳(101)、第二管壳(102)、高温热电偶(103)、高温热电偶接线盒(104)、第一管壳法兰(105)、热电偶法兰(106)、吊环(107)和升降钢绳(108)；
所述第一管壳(101)顶部固定设有所述第一管壳法兰(105)，内部开设有通孔，且远离第一管壳法兰(105)一端通孔的内径大于靠近第一管壳法兰(105)一端通孔的内径；所述第二管壳(102)一端开口，另一端为球状端头；第二管壳(102)的外壁上开设有环状槽，环状槽内填充耐火粘结料(109)；第二管壳(102)插入到第一管壳(101)内径大的通孔内；第一管壳法兰(105)的外径大于炉盖开孔(7)的直径；
所述高温热电偶(103)穿过第一管壳法兰(105)和第一管壳(101)，并插入到高温热电偶(103)的测量端头(110)距离第二管壳(102)球状端头内壁5mm处；所述热电偶法兰(106)固定于高温热电偶(103)上部，并通过螺栓与第一管壳法兰(105)连接；设置于高温热电偶(103)顶部的高温热电偶接线盒(104)温度信号输入到炉子DCS系统(3)；
所述吊环(107)设置于测温取样装置正上方，并通过钢绳与第一管壳法兰(105)两端连接；所述升降钢绳(108)与吊环(107)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种顶吹炉炉渣测温取样装置，其特征在于：所述第一管壳(101)外径60～70mm，管壁厚度20～26mm；第二管壳(102)外径30mm，管壁厚度3～6mm，长度200～600mm。
3.根据权利要求1所述的一种顶吹炉炉渣测温取样装置，其特征在于：所述环状槽的数量为1-5个，开槽深度为2mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种顶吹炉炉渣测温取样装置，其特征在于：所述第一管壳(101)材质为普通碳钢或不锈钢，第二管壳(102)材质为碳化硅或二硅化钼或刚玉。
5.根据权利要求1所述的一种顶吹炉炉渣测温取样装置，其特征在于：所述第一管壳(101)内径大的通孔的长度比第二管壳(102)长30～100mm。
6.根据权利要求1所述的一种顶吹炉炉渣测温取样装置，其特征在于：所述第一管壳(101)内径大的通孔端管壁对称开有豁口，豁口深度为使第二管壳(102)球状端露出30～100mm，豁口宽度比第二管壳(102)外径小2～4mm。
7.使用权利要求1或2或3所述测温取样装置的方法，其特征在于，所述方法为：测温取样装置(1)从顶吹炉炉顶缓慢垂直插入炉内，至测量端头(110)离熔池(5)表面500～1000mm的位置后停留；直至测得温度读数稳定后，再次下降测温取样装置(1)，并使其插入到熔池(5)中需要测温的位置；测得熔池(5)的温度后将测温取样装置(1)提出炉外，并对粘附于测温取样装置(1)第一管壳(101)外表面的炉渣进行取样，完成炉渣的测温取样。
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| CN114625190A (zh) * | 2022-03-19 | 2022-06-14 | 江苏新瑞药业有限公司 | 一种多肽配合物制备用温度测量调节方法和应用 |
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| CN114625190B (zh) * | 2022-03-19 | 2023-03-14 | 江苏新瑞药业有限公司 | 一种多肽配合物制备用温度测量调节方法 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20201117 |