CN113755666A - 一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置及监测方法，属于冶金工业技术领域，包括固定座，所述固定座的上端面固定安装有炉体，所述炉体的内侧壁固定安装有炉衬，所述炉体的上方安装有驱动机构，本发明可以实现不同高度位置的炉衬的监测要求，精准度高；在实际的监测时，不需要进行停机，不会影响实际的加工效率和加工效果；在实际的检测过程中，智能化程度高，安全性高，且本发明的监测方法简单，大大地解放了劳动力，工作效率高；且监测装置配备降温机构，降温机构能够实现水循环，而通过水循环从而能够起到监测装置的温度控制的目的，从而能够有效地提升监测装置的使用效果和使用寿命。

Description

一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置及监测方法

技术领域

本发明涉及冶金工业技术领域，具体是一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置及监测方法。

背景技术

转炉是炼钢工艺中的主体设备，转炉冶炼是高品质品种钢生产和成本控制的重要环节。转炉炉衬指的是转炉金属炉壳内砌筑的耐火材料层。转炉炉衬的主要功能是为高温冶金熔体完成炼钢反应提供经久耐用的容器。要求炉衬材料能耐受高温及温度的剧烈波动，耐炉渣的化学侵蚀能抵抗钢水的机械冲击和磨损，因而，转炉的安全高效操作和生产至关重要。

转炉生产过程中，对转炉炉衬的维护是诸多工作中的重中之重，也是维持转炉合理炉型、稳定生产的必要手段。而维护转炉炉衬的前提是，实现转炉炉衬侵蚀状态的在线、实时监测和预警，而当前主要依赖人工观察或者离线、间断地测量，是一种滞后性、非连续性的措施，难以实现转炉操作和维护的实时反馈；而人工监测的过程中，为保证工作人员的安全，需停机观测，影响转炉冶炼周期，且炉内的温度较高，对工作人员的人身安全有较大的影响，具有一定的局限性，为此，我们提出一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置及监测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，它可以实现不同高度位置的炉衬的监测要求，精准度高；在实际的监测时，不需要进行停机，不会影响实际的加工效率和加工效果；在实际的检测过程中，不需工作人员靠近炉体进行实地的测量，智能化程度高，安全性高。

本发明的另一个目的在于提供一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的监测方法。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，包括固定座，所述固定座的上端面固定安装有炉体，所述炉体的内侧壁固定安装有炉衬，所述炉体的上方安装有驱动机构。

作为本发明的一种优选方案，所述驱动机构包括固定板，所述固定板的上端面固定安装有支架，所述支架的内部转动连接有驱动轴，所述驱动轴外接驱动机，所述驱动轴的圆周表面套接有驱动轮，所述驱动轮的圆周表面固定安装有驱动齿，所述驱动齿啮合连接有传动齿，所述传动齿的内端面固定安装有移动板，所述移动板固定连接有监测装置，所述移动板的外端面滑动连接有滑块，所述滑块的外端面可拆卸安装有限位座，且所述驱动机构的表面涂覆有耐高温材料。

作为本发明的一种优选方案，所述移动板的内端面开设有滑槽，滑槽的尺寸与滑块的尺寸相适配。

作为本发明的一种优选方案，所述滑块的外端面固定安装有凸块，所述限位座的内端面开设有凹槽，凸块的尺寸与凹槽的尺寸相适配，凸块卡接在凹槽内。

作为本发明的一种优选方案，所述限位座的下端面固定安装有连接块，炉体的上端面开设有安装槽，连接块卡接在安装槽内。

作为本发明的一种优选方案，所述监测装置通过数据接收/发射器网络连接有服务终端，且所述监测装置的内部安装有冷却机构，所述冷却机构包括储水箱，所述储水箱通过连接管连接有冷却箱，且下方所述连接管上连接有水泵。

作为本发明的一种优选方案，所述监测装置包括视频采集器、温度传感器、测距单元和数据转换器，所述视频采集器用于采集炉衬的实时影像，所述温度传感器用于采集炉衬内部的温度信息，所述测距单元用于检测炉衬的实时厚度，所述数据转换器用于将视频采集器、温度传感器、测距单元采集到的信息转换成数据上传，并生成数据库。

作为本发明的一种优选方案，所述驱动机构包括固定块，所述固定块通过连杆连接有转板和调节板，且所述连杆的两端可拆卸连接有固定件，所述转板和调节板之间通过定位轴相连接，且所述转板和调节板通过定位轴连接有限位板，所述定位轴的两端可拆卸安装有定位件。

作为本发明的一种优选方案，所述转板、调节板和限位板的侧壁均开设有滑道，滑道的宽度均与定位轴的直径相一致，所述连杆和定位轴的两端均开设有螺纹连接部，所述固定件和定位件的内部设有螺纹连接部，所述连杆与固定件之间，所述定位轴与定位件之间均通过螺纹相连接，且所述转板的内部开设有与调节板厚度相一致的通槽，所述转板安装在通槽内。

一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的监测方法，包括如下步骤：

S1、监测：开启监测装置，在视频采集器、温度传感器、测距单元和数据转换器的作用下，将炉衬的影像信息、温度信息和厚度信息经由数据转换器上传至服务终端，建立数据库；

S2、数据比对：将监测装置监测到的信息经由数据接收/发射器发送至服务终端内，服务终端收集到信息后，与服务终端中预先输入的信息进行比对，并生成报告。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案驱动机带动驱动轴转动，在驱动轴的作用下能够带动驱动轮转动，在驱动轮的作用下能够带动驱动齿转动，在驱动齿与传动齿的作用下能够带动移动板沿垂直方向移动，从而能够实现监测装置沿垂直方向运动，从而能够实现不同高度仪位置的炉衬的监测要求，精准度高，在滑块和限位座的作用下能够避免移动板发生移动和晃动，不会影响实际的使用效果，在实际的监测时，不需要进行停机，不会影响实际的加工效率和加工效果。

（2）本方案监测装置包括视频采集器、温度传感器、测距单元和数据转换器，视频采集器用于采集炉衬的实时影像，视频采集器选用高清摄像头，便于保证视频的清晰度，温度传感器用于采集炉衬内部的温度信息，温度传感器选用接触式温度传感器，即温度计，能够保证监测温度的精准度，测距单元用于检测炉衬的实时厚度，测距单元选用激光测距仪，测量的精准度高，数据转换器用于将视频采集器、温度传感器、测距单元采集到的信息转换成数据上传，并生成数据库，精准度高，不需工作人员靠近炉体进行实地的测量，智能化程度高，安全性高。

（3）本方案通过调节转板和调节板在限位板内的高度，能够改变固定块的高度，从而能够调节移动板在炉体内部的高度，从而能够实现监测装置在炉体内部的高度，进而能够实现不同高度仪位置的炉衬的监测要求，精准度高，完成调节后，旋紧固定件和定位件能够实现连杆和定位轴的定位固定，从而能够实现移动板和监测装置的定位固定，可操作性强。

（4）本方案中部件之间连接关系简单，便于拆卸，从而利于日常的维护和故障检修。

（5）本方案中开启水泵后，将储水箱的内部水抽出，进入冷却箱内部，对水进行降温和冷却后，在连接管的内部形成循环，从而能够起到监测装置的温度控制的目的，从而能够有效地提升监测装置的使用效果和使用寿命。

附图说明

图1为本发明内部结构的立体示意图。

图2为本发明实施例1的立体示意图。

图3为本发明实施例1中驱动机构的第一立体示意图。

图4为本发明实施例1中驱动机构的第二立体示意图。

图5为本发明中监测装置内部结构的示意图。

图6为本发明中监测装置的结构示意图。

图7为本发明实施例2的立体示意图。

图8为本发明实施例2中驱动机构的立体示意图。

图中标号说明：

1、固定座；2、炉体；3、炉衬；4、驱动机构；401、固定板；402、支架；403、驱动轴；404、驱动轮；405、驱动齿；406、传动齿；407、移动板；408、监测装置；4081、视频采集器；4082、温度传感器；4083、测距单元；4084、数据转换器；409、滑块；410、限位座；411、固定块；412、连杆；413、固定件；414、转板；415、调节板；416、定位轴；417、定位件；418、限位板；5、服务终端；6、冷却机构；601、储水箱；602、连接管；603、冷却箱；604、水泵。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-6，一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，包括固定座1，固定座1的上端面固定安装有炉体2，炉体2的内侧壁固定安装有炉衬3，炉体2的上方安装有驱动机构4。

具体的，驱动机构4包括固定板401，固定板401的上端面固定安装有支架402，支架402的内部转动连接有驱动轴403，驱动轴403外接驱动机，在驱动机的作用下能够带动驱动轮404转动，为驱动机构4的工作提供动力来源，驱动轴403的圆周表面套接有驱动轮404，驱动轮404的圆周表面固定安装有驱动齿405，驱动齿405啮合连接有传动齿406，传动齿406的内端面固定安装有移动板407，移动板407固定连接有监测装置408，移动板407的外端面滑动连接有滑块409，滑块409的外端面可拆卸安装有限位座410，且驱动机构4的表面涂覆有耐高温材料，在耐高温材料的作用下能够实现驱动机构4适应高温环境下的使用，在驱动轴403的作用下能够带动驱动轮404转动，在驱动轮404的作用下能够带动驱动齿405转动，在驱动齿405与传动齿406的作用下能够带动移动板407沿垂直方向移动，从而能够实现监测装置408沿垂直方向运动，从而能够实现不同高度仪位置的炉衬3的监测要求，精准度高，在滑块409和限位座410的作用下能够避免移动板407发生移动和晃动，不会影响实际的使用效果，在实际的监测时，不需要进行停机，不会影响实际的加工效率和加工效果。

具体的，移动板407的内端面开设有滑槽，滑槽的尺寸与滑块409的尺寸相适配，通过设置滑槽为滑块409提供移动空间，在滑块409和滑槽的配合下，对移动板407的移动进行限位，提升工作的效果。

具体的，滑块409的外端面固定安装有凸块，限位座410的内端面开设有凹槽，凸块的尺寸与凹槽的尺寸相适配，凸块卡接在凹槽内，通过凸块与凹槽的配合能够保证滑块409与限位座410的连接稳定性，且便于拆装。

具体的限位座410的下端面固定安装有连接块，炉体2的上端面开设有安装槽，连接块卡接在安装槽内，通过连接块与安装槽的配合能够保证限位座410的安装稳定性，且便于实现限位座410的拆装。

具体的，监测装置408通过数据接收/发射器网络连接有服务终端5，通过设置服务终端5能够实现数据的采集和处理，且监测装置408的内部安装有冷却机构6，冷却机构6包括储水箱601，储水箱601通过连接管602连接有冷却箱603，且下方连接管602上连接有水泵604，其中储水箱601用于储存常温水，且在储水箱601和冷却箱603的内侧壁均安装有锡纸层，能够起到良好的保温作用，不会影响实际的使用效果，其中冷却箱603的内部设置有立管式蒸发器，能够对冷却箱603内部的水做降温处理，水泵604配备蓄电池，且水泵604的控制开关通过网络外接控制器，便于远程控制水泵604的开启和关闭，开启水泵604后，将储水箱601的内部水抽出，进入冷却箱603内部，对水进行降温和冷却后，在连接管602的内部形成循环，从而能够起到监测装置408的温度控制的目的，从而能够有效地提升监测装置408的使用效果和使用寿命。

具体的，监测装置408包括视频采集器4081、温度传感器4082、测距单元4083和数据转换器4084，视频采集器4081用于采集炉衬3的实时影像，视频采集器4081选用高清摄像头，便于保证视频的清晰度，温度传感器4082用于采集炉衬3内部的温度信息，温度传感器4082选用接触式温度传感器，即温度计，能够保证监测温度的精准度，测距单元4083用于检测炉衬3的实时厚度，测距单元4083选用激光测距仪，测量的精准度高，数据转换器4084用于将视频采集器4081、温度传感器4082、测距单元4083采集到的信息转换成数据上传，并生成数据库。

一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的监测方法，包括如下步骤：

S1、监测：开启监测装置408，在视频采集器4081、温度传感器4082、测距单元4083和数据转换器4084的作用下，将炉衬3的影像信息、温度信息和厚度信息经由数据转换器4084上传至服务终端5，建立数据库；

S2、数据比对：将监测装置408监测到的信息经由数据接收/发射器发送至服务终端5内，服务终端5收集到信息后，与服务终端5中预先输入的信息进行比对，并生成报告。

工作原理：

S1、监测：在驱动轴403的作用下能够带动驱动轮404转动，在驱动轮404的作用下能够带动驱动齿405转动，在驱动齿405与传动齿406的作用下能够带动移动板407沿垂直方向移动，从而能够实现监测装置408沿垂直方向运动，从而能够实现不同高度仪位置的炉衬3的监测要求，精准度高，在滑块409和限位座410的作用下能够避免移动板407发生移动和晃动，不会影响实际的使用效果，在实际的监测时，不需要进行停机，不会影响实际的加工效率和加工效果，开启监测装置408，监测装置408包括视频采集器4081、温度传感器4082、测距单元4083和数据转换器4084，视频采集器4081用于采集炉衬3的实时影像，视频采集器4081选用高清摄像头，便于保证视频的清晰度，温度传感器4082用于采集炉衬3内部的温度信息，温度传感器4082选用接触式温度传感器，即温度计，能够保证监测温度的精准度，测距单元4083用于检测炉衬3的实时厚度，测距单元4083选用激光测距仪，测量的精准度高，炉衬3内的影像信息、温度信息和厚度信息经由数据转换器4084上传至服务终端5，建立数据库，便于实时的监控，精准度高；

S2、数据比对：服务终端5储存预先输入的阈值，阈值包括温度信息和厚度信息，将监测装置408监测到的信息经由数据接收/发射器发送至服务终端5内，服务终端5收集到信息后，与服务终端5中预先输入的信息进行比对，并生成报告，完成实时地监测。

实施例2：

本实施例与实施例1区别在于驱动机构4的结构不同，其余机构均相同。如图7和图8所示，本实施例中，驱动机构4包括固定块411，固定块411通过连杆412连接有转板414和调节板415，且连杆412的两端可拆卸连接有固定件413，转板414和调节板415之间通过定位轴416相连接，且转板414和调节板415通过定位轴416连接有限位板418，定位轴416的两端可拆卸安装有定位件417，在连杆412和固定件413的作用下能够保证转板414和调节板415与固定块411的连接稳定性，在定位轴416和定位件417的作用下能够保证转板414和调节板415与限位板418的连接稳定性，且便于拆装。

具体的，转板414、调节板415和限位板418的侧壁均开设有滑道，滑道的宽度均与定位轴416的直径相一致，连杆412和定位轴416的两端均开设有螺纹连接部，固定件413和定位件417的内部设有螺纹连接部，连杆412与固定件413之间，定位轴416与定位件417之间均通过螺纹相连接，且转板414的内部开设有与调节板415厚度相一致的通槽，转板414安装在通槽内，通过在限位板418的内部开设有滑道，便于实现转板414和调节板415的高度调节，通过调节转板414和调节板415的高度能够改变移动板407在炉体2内部的深度，能够满足不同位置的侵蚀监测，完成调节后，在固定件413和定位件417的作用下能够保证连杆412和定位轴416的稳定性，从而能够保证转板414和调节板415的稳定性，便于操作，实用性强。

一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的监测方法，包括如下步骤：

S1、监测：开启监测装置408，在视频采集器4081、温度传感器4082、测距单元4083和数据转换器4084的作用下，将炉衬3的影像信息、温度信息和厚度信息经由数据转换器4084上传至服务终端5，建立数据库；

S2、数据比对：将监测装置408监测到的信息经由数据接收/发射器发送至服务终端5内，服务终端5收集到信息后，与服务终端5中预先输入的信息进行比对，并生成报告。

工作原理：

S1、监测：通过调节转板414和调节板415在限位板418内的高度，能够改变固定块411的高度，从而能够调节移动板407在炉体2内部的高度，从而能够实现监测装置408在炉体2内部的高度，进而能够实现不同高度仪位置的炉衬3的监测要求，精准度高，完成调节后，旋紧固定件413和定位件417能够实现连杆412和定位轴416的定位固定，从而能够实现移动板407和监测装置408的定位固定，在实际的监测时，不需要进行停机，不会影响实际的加工效率和加工效果，开启监测装置408，监测装置408包括视频采集器4081、温度传感器4082、测距单元4083和数据转换器4084，视频采集器4081用于采集炉衬3的实时影像，视频采集器4081选用高清摄像头，便于保证视频的清晰度，温度传感器4082用于采集炉衬3内部的温度信息，温度传感器4082选用接触式温度传感器，即温度计，能够保证监测温度的精准度，测距单元4083用于检测炉衬3的实时厚度，测距单元4083选用激光测距仪，测量的精准度高，炉衬3内的影像信息、温度信息和厚度信息经由数据转换器4084上传至服务终端5，建立数据库，便于实时的监控，精准度高；

S2、数据比对：服务终端5储存预先输入的阈值，阈值包括温度信息和厚度信息，将监测装置408监测到的信息经由数据接收/发射器发送至服务终端5内，服务终端5收集到信息后，与服务终端5中预先输入的信息进行比对，并生成报告，完成实时地监测。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，包括固定座（1），其特征在于：所述固定座（1）的上端面固定安装有炉体（2），所述炉体（2）的内侧壁固定安装有炉衬（3），所述炉体（2）的上方安装有驱动机构（4）。

2.根据权利要求1所述的一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，其特征在于：所述驱动机构（4）包括固定板（401），所述固定板（401）的上端面固定安装有支架（402），所述支架（402）的内部转动连接有驱动轴（403），所述驱动轴（403）外接驱动机，所述驱动轴（403）的圆周表面套接有驱动轮（404），所述驱动轮（404）的圆周表面固定安装有驱动齿（405），所述驱动齿（405）啮合连接有传动齿（406），所述传动齿（406）的内端面固定安装有移动板（407），所述移动板（407）固定连接有监测装置（408），所述移动板（407）的外端面滑动连接有滑块（409），所述滑块（409）的外端面可拆卸安装有限位座（410），且所述驱动机构（4）的表面涂覆有耐高温材料。

3.根据权利要求2所述的一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，其特征在于：所述移动板（407）的内端面开设有滑槽，滑槽的尺寸与滑块（409）的尺寸相适配。

4.根据权利要求2所述的一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，其特征在于：所述滑块（409）的外端面固定安装有凸块，所述限位座（410）的内端面开设有凹槽，凸块的尺寸与凹槽的尺寸相适配，凸块卡接在凹槽内。

5.根据权利要求2所述的一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，其特征在于：所述限位座（410）的下端面固定安装有连接块，炉体（2）的上端面开设有安装槽，连接块卡接在安装槽内。

6.根据权利要求2所述的一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，其特征在于：所述监测装置（408）通过数据接收/发射器网络连接有服务终端（5），且所述监测装置（408）的内部安装有冷却机构（6），所述冷却机构（6）包括储水箱（601），所述储水箱（601）通过连接管（602）连接有冷却箱（603），且下方所述连接管（602）上连接有水泵（604）。

7.根据权利要求2所述的一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，其特征在于：所述监测装置（408）包括视频采集器（4081）、温度传感器（4082）、测距单元（4083）和数据转换器（4084），所述视频采集器（4081）用于采集炉衬（3）的实时影像，所述温度传感器（4082）用于采集炉衬（3）内部的温度信息，所述测距单元（4083）用于检测炉衬（3）的实时厚度，所述数据转换器（4084）用于将视频采集器（4081）、温度传感器（4082）、测距单元（4083）采集到的信息转换成数据上传，并生成数据库。

8.根据权利要求1所述的一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，其特征在于：所述驱动机构（4）包括固定块（411），所述固定块（411）通过连杆（412）连接有转板（414）和调节板（415），且所述连杆（412）的两端可拆卸连接有固定件（413），所述转板（414）和调节板（415）之间通过定位轴（416）相连接，且所述转板（414）和调节板（415）通过定位轴（416）连接有限位板（418），所述定位轴（416）的两端可拆卸安装有定位件（417）。

9.根据权利要求8所述的一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，其特征在于：所述转板（414）、调节板（415）和限位板（418）的侧壁均开设有滑道，滑道的宽度均与定位轴（416）的直径相一致，所述连杆（412）和定位轴（416）的两端均开设有螺纹连接部，所述固定件（413）和定位件（417）的内部设有螺纹连接部，所述连杆（412）与固定件（413）之间，所述定位轴（416）与定位件（417）之间均通过螺纹相连接，且所述转板（414）的内部开设有与调节板（415）厚度相一致的通槽，所述转板（414）安装在通槽内。

10.一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的监测方法，所述方法基于权利要求1所述的一种在线实时监测转炉炉衬侵蚀状态的装置，

其特征在于，包括如下步骤：

S1、监测：开启监测装置（408），在视频采集器（4081）、温度传感器（4082）、测距单元（4083）和数据转换器（4084）的作用下，将炉衬（3）的影像信息、温度信息和厚度信息经由数据转换器（4084）上传至服务终端（5），建立数据库；

S2、数据比对：将监测装置（408）监测到的信息经由数据接收/发射器发送至服务终端（5）内，服务终端（5）收集到信息后，与服务终端（5）中预先输入的信息进行比对，并生成报告。

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