CN113418565A - 一种等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置，包括：升降台；支承台，设置在所述升降台顶部，包括位置传感器和夹持件；测量杆，用于测试温度和电阻率；主机模块，包括控制部和数据处理部，所述控制部与所述升降台电性连接，所述数据处理部用于处理温度和电阻率数据。本发明还公开了上述等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置的使用方法。本发明提供的测量方案稳定可靠、精度高、成功率高、实现简单可行，整个测量过程实现全自动化，而且不受炉内工况影响。
Description
技术领域
本发明属于灰渣熔炼技术领域，具体涉及一种等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置及方法。
背景技术
在等离子灰渣熔融炉的生产过程中，熔池的温度和渣层的厚度是生产过程中重要的数据，目前比较常用的是采用人工探杆法进行测量，自动化程度低、操作强度大、效率低、成功率低、测量精度差、危险性高。其他的检测手段，如涡流法、电导率法等，原理复杂，实现难度大，成本高昂，测量成功率低，而且容易受高温辐射、炉型结构、炉内工况干扰等原因影响，导致无法稳定、有效、可靠的进行测量。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置及方法，采用如下的技术方案：
一种等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置，包括：
升降台；
支承台，设置在所述升降台顶部，包括位置传感器和夹持件；
测量杆，通过所述夹持件设置在所述支承台上，包括中空的杆体、设置在所述杆体内部的高温补偿导线、设置在所述杆体内部的电阻率测试导线、设置在所述高温补偿导线底部的温度电极和上部开口的石墨电极保护套，所述杆体插入所述石墨电极保护套，使温度电极位于所述石墨电极保护套内，所述电阻率测试导线的一端连接所述石墨电极保护套，另一端连接电阻率测试仪的正极，所述电阻率测试仪的负极连接熔池内的金属层；
主机模块，包括控制部和数据处理部，所述控制部与所述升降台电性连接，所述数据处理部同时与所述位置传感器、高温补偿导线、电阻率测试仪以电性连接。
进一步地，所述高温补偿导线的材质是高温云母耐火导线。
进一步地，所述温度电极外层包覆绝缘层。
一种使用所述的等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置的测量方法，步骤包括：
S1.标定初始位置：调整所述升降台的高度，使所述测量杆的底部位于熔融炉内熔池的顶部，将位置传感器此时的位置值标定为0；
S2.测量渣层上层高度：主机模块的控制部控制升降台下降带动支承台下降，进而带动所述测量杆下降，下降的同时温度电极将测量得到的温度值通过高温补偿导线传输至主机模块的数据处理部，当温度变化率增大时判定温度电极到达熔池渣层上液面，此时读取位置传感器位移值D1；
S3. 测量渣层下层高度：继续控制所述测量杆下降，下降的同时电阻率测试仪将电阻值传输至主机模块的数据处理部，当电阻率减小时判定与金属层接触，同时读取位置传感器位移值D2；
S4.计算高度：D2-D1为熔池渣层的高度，熔池总高度H-D2为金属层的高度值。
进一步地，根据k=（T2-T1）/t对温度变化率进行计算，其中k为温度变化率，T1和T2分别为温度电极先后测量的温度值，t为间隔测量时间，当k大于25时判定温度电极达到熔池渣层的上液面。
进一步地，当电阻率在0.3s都小于0.5 Ω.mm2/m 时判定石墨电极保护套与金属层接触。
本发明的有益效果：
（1）能够持续测量不同位置的温度，当测量杆在渣层上方时、下降到渣层内部、接触到金属层均可以测试温度；
（2）根据测量杆测量的温度变化率判断渣层的上液面位置，根据测量杆测量的电阻率判断金属层的位置，根据这两个高度位置及总的熔池高度可以得到渣层的厚度及金属层的厚度，相对于现有技术，能够在测量温度的同时进行电阻率的测量，拓展了功能性；
（3）测量稳定可靠、精度高、成功率高、实现简单可行，整个测量过程实现全自动化，而且不受炉内工况影响。
附图说明
图1是实施例测量装置结构示意图；
图2是实施例中测量杆的结构示意图；
图3是实施例熔池总高度H及D1、D2高度示意图。
附图标记说明：1、升降台；2、支承台；3、测量杆；31、杆体；32、石墨电极保护套；33、高温补偿导线；34、温度电极；35、电阻率测试导线；36、电阻率测试仪；4、主机模块；41、控制部；42、数据处理部。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
此外,在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中央”、“中心”、 “上”、“下”、左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
一种等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置，如图1所示，包括：升降台1；支承台2，设置在升降台1顶部，包括用于测量高度位置的位置传感器21和用于夹持测量杆3的夹持件22；测量杆3，通过夹持件22设置在支承台2上，包括中空的杆体31、设置在杆体31内部的高温补偿导线33、设置在杆体31内部的电阻率测试导线35、设置在高温补偿导线33底部的温度电极34和上部开口的石墨电极保护套32，杆体31插入石墨电极保护套32，使温度电极34位于石墨电极保护套32内，电阻率测试导线35的一端连接石墨电极保护套32，另一端连接电阻率测试仪36的正极，电阻率测试仪36的负极连接熔池内的金属层；主机模块4，包括控制部41和数据处理部42，控制部41与升降台1电性连接，数据处理部42同时与位置传感器21、高温补偿导线33、电阻率测试仪36以电性连接。
高温补偿导线33的材质是高温云母耐火导线。
温度电极34外层包覆绝缘层，防止与石墨电极保护套32接触，影响电阻率测试结果，提高了装置的准确度和精确度。
一种使用上述的等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置的测量方法，步骤包括：
S1.标定初始位置：调整升降台1的高度，使测量杆3的底部位于熔融炉内熔池的顶部，将位置传感器21此时的位置值标定为0；
S2.测量渣层上层高度：主机模块4的控制部41控制升降台1下降带动支承台2下降，进而带动测量杆3下降，下降的同时温度电极34将测量得到的温度值通过高温补偿导线33传输至主机模块4的数据处理部42，当温度变化率增大时判定温度电极34到达熔池渣层上液面，此时读取位置传感器位移值D1；
S3. 测量渣层下层高度：继续控制测量杆3下降，下降的同时电阻率测试仪36将电阻值传输至主机模块4的数据处理部42，当电阻率减小时判定与金属层接触，同时读取位置传感器21位移值D2；
S4.计算高度：D2-D1为熔池渣层的高度，熔池总高度H-D2为金属层的高度值。
步骤S2中在测量渣层上层高度时，主要是使用测量温度的方式来确定的，现有技术中通常使用电阻率来判断，但是电极从气相空间接触到渣层时，电阻率没有变化或变化不大，从将无法测量到熔渣层上层的高度，本发明使用温度条件来测量，能够有效提高精确程度。根据k=（T2-T1）/t对温度变化率进行计算，从而判定温度电极34到达熔池渣层上液面，其中k为温度变化率，T1和T2分别为温度电极34先后测量的温度值，t为间隔测量时间，当k大于25时判定温度电极达到熔池渣层的上液面，当t为0.5s时，意味着每隔0.5s测量一次温度，相邻两次温度测试先后分别为T1和T2，此时k=（T2-T1）/0.5，即当T2-T1的值大于50时，判定温度电极达到熔池渣层的上液面。
步骤S3中当测量杆3伸入到渣层内部时，温度变化较小，难以仅通过温度的变化来判断渣层位置，本发明通过持续测试电阻率来判断到达金属层，当测试干位于渣层内部时，电阻率测试电路一端为石墨电极保护套32，另一端连接金属层，此时测得的电阻是渣层，电阻率较大，而当测试杆3持续下降碰触到金属层时，电阻值陡然下降，这是由于此时石墨电极保护套32与金属层接触，两者均是良好的导体，由此判断到达金属层，本实施例采用的判断标准是当电阻率在0.3s都小于0.5 Ω.mm2/m 时判定石墨电极保护套32与金属层接触。
应说明的是，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，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置，其特征在于：包括：
升降台（1）；
支承台（2），设置在所述升降台（1）顶部，包括位置传感器（21）和夹持件（22）；
测量杆（3），通过所述夹持件（22）设置在所述支承台（2）上，包括中空的杆体（31）、设置在所述杆体（31）内部的高温补偿导线（33）、设置在所述杆体（31）内部的电阻率测试导线（35）、设置在所述高温补偿导线（33）底部的温度电极（34）和上部开口的石墨电极保护套（32），所述杆体（31）插入所述石墨电极保护套（32），使温度电极（34）位于所述石墨电极保护套（32）内，所述电阻率测试导线（35）的一端连接所述石墨电极保护套（32），另一端连接电阻率测试仪（36）的正极，所述电阻率测试仪（36）的负极连接熔池内的金属层；
主机模块（4），包括控制部（41）和数据处理部（42），所述控制部（41）与所述升降台（1）电性连接，所述数据处理部（42）同时与所述位置传感器（21）、高温补偿导线（33）、电阻率测试仪（36）以电性连接。
2.根据权利要求1所述的等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置，其特征在于：所述高温补偿导线（33）的材质是高温云母耐火导线。
3.根据权利要求1所述的等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置，其特征在于：所述温度电极（34）外层包覆绝缘层。
4.一种使用权利要求1-3任一所述的等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置的测量方法，其特征在于：步骤包括：
S1.标定初始位置：调整所述升降台（1）的高度，使所述测量杆（3）的底部位于熔融炉内熔池的顶部，将位置传感器（21）此时的位置值标定为0；
S2.测量渣层上层高度：主机模块（4）的控制部（41）控制升降台（1）下降带动支承台（2）下降，进而带动所述测量杆（3）下降，下降的同时温度电极（34）将测量得到的温度值通过高温补偿导线（33）传输至主机模块（4）的数据处理部（42），当温度变化率增大时判定温度电极（34）到达熔池渣层上液面，此时读取位置传感器位移值D1；
S3. 测量渣层下层高度：继续控制所述测量杆（3）下降，下降的同时电阻率测试仪（36）将电阻值传输至主机模块（4）的数据处理部（42），当电阻率减小时判定与金属层接触，同时读取位置传感器（21）位移值D2；
S4.计算高度：D2-D1为熔池渣层的高度，熔池总高度H-D2为金属层的高度值。
5.根据权利要求4所述的等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置的测量方法，其特征在于：根据k=（T2-T1）/t对温度变化率进行计算，其中k为温度变化率，T1和T2分别为温度电极（34）先后测量的温度值，t为间隔测量时间，当k大于25时判定温度电极达到熔池渣层的上液面。
6.根据权利要求4所述的等离子熔融炉内温度与熔渣厚度的测量装置的测量方法，其特征在于：当电阻率在0.3s都小于0.5 Ω.mm2/m 时判定石墨电极保护套（32）与金属层接触。
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| CN (1) | CN113418565A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115198097A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-18 | 云南铜业股份有限公司西南铜业分公司 | 一种还原油枪插入深度自动调整系统及其自动调整方法 |
| CN115597682A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-01-13 | 常州臻晶半导体有限公司（Cn） | 液相法碳化硅单晶生长过程中精确测定液面高度值的方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10176945A (ja) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Nkk Corp | 溶融炉内のスラグの温度もしくはスラグレベル位置の計測方法 |
| CN1196479A (zh) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | 上海大学 | 移动电极法金属液位渣厚自动测试 |
| CN2310986Y (zh) * | 1997-04-16 | 1999-03-17 | 上海大学 | 金属液位渣厚测试探头 |
| TW528853B (en) * | 2001-05-25 | 2003-04-21 | Heraeus Electro Nite Japan Ltd | Method for measuring slag layer thickness, and method and apparatus for measuring surface level positions of slag layer and molten metal layer surface |
| US20110063628A1 (en) * | 2008-10-28 | 2011-03-17 | Zhi Xie | Apparatus and method for measuring the liquid level of molten metal |
| CN102235855A (zh) * | 2010-04-21 | 2011-11-09 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种连铸结晶器渣层厚度的测量方法及装置 |
| CN102859336A (zh) * | 2010-04-30 | 2013-01-02 | 阿格利斯集团股份公司 | 在冶金容器中的测量 |
| CN109238122A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-18 | 江苏天楹环保能源成套设备有限公司 | 一种用于测量等离子体熔融炉熔渣层厚度的方法 |
| CN110274536A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-09-24 | 江苏天楹环保能源成套设备有限公司 | 一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法 |
| CN111485056A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-04 | 河钢乐亭钢铁有限公司 | 一种在线测量转炉渣层厚度的方法 |
-
2021
- 2021-07-20 CN CN202110817525.4A patent/CN113418565A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10176945A (ja) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Nkk Corp | 溶融炉内のスラグの温度もしくはスラグレベル位置の計測方法 |
| CN1196479A (zh) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | 上海大学 | 移动电极法金属液位渣厚自动测试 |
| CN2310986Y (zh) * | 1997-04-16 | 1999-03-17 | 上海大学 | 金属液位渣厚测试探头 |
| TW528853B (en) * | 2001-05-25 | 2003-04-21 | Heraeus Electro Nite Japan Ltd | Method for measuring slag layer thickness, and method and apparatus for measuring surface level positions of slag layer and molten metal layer surface |
| US20110063628A1 (en) * | 2008-10-28 | 2011-03-17 | Zhi Xie | Apparatus and method for measuring the liquid level of molten metal |
| CN102235855A (zh) * | 2010-04-21 | 2011-11-09 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种连铸结晶器渣层厚度的测量方法及装置 |
| CN102859336A (zh) * | 2010-04-30 | 2013-01-02 | 阿格利斯集团股份公司 | 在冶金容器中的测量 |
| CN109238122A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-18 | 江苏天楹环保能源成套设备有限公司 | 一种用于测量等离子体熔融炉熔渣层厚度的方法 |
| CN110274536A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-09-24 | 江苏天楹环保能源成套设备有限公司 | 一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法 |
| CN111485056A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-04 | 河钢乐亭钢铁有限公司 | 一种在线测量转炉渣层厚度的方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115198097A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-18 | 云南铜业股份有限公司西南铜业分公司 | 一种还原油枪插入深度自动调整系统及其自动调整方法 |
| CN115198097B (zh) * | 2022-07-14 | 2024-03-26 | 云南铜业股份有限公司西南铜业分公司 | 一种还原油枪插入深度自动调整系统及其自动调整方法 |
| CN115597682A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-01-13 | 常州臻晶半导体有限公司（Cn） | 液相法碳化硅单晶生长过程中精确测定液面高度值的方法 |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210921 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |