CN115244192B - 风口套管、其制造方法及用于熔炉的鼓风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风口套管、一种制造风口套管的方法以及一种包括该风口套管的熔炉用鼓风系统。根据本发明的鼓风系统允许实时监控风口套管的损坏，比如热点、开裂以及在其中限定的流动通道的变形，从而在确保将热风稳定地供应到熔炉的同时防止安全相关事故。该熔炉用鼓风系统包括：向熔炉供应热空气的供应单元；连接到供应单元的围管；将围管与熔炉连接的风口套管，用于将热风从围管以分布式的方式供应到熔炉；以及温度管理模组，用于通过将风口套管的温度与预设参考温度进行比较来确定风口套管是否损坏，其中该风口套管包括：耐火层，其具有限定接触热空气的流动通道的内表面；导热层，其设置在耐火层的外表面上，并由耐火层传来的热量加热；外隔热层，其设置在导热层的外表面上，并阻挡热量从导热层传递到外部环境或阻挡外部热量传递到导热层；以及温度传感器，其检测导热层的温度。

Description

风口套管、其制造方法及用于熔炉的鼓风系统

技术领域

本发明涉及一种风口套管、其制造方法及熔炉用鼓风系统，更具体地，涉及一种熔炉用鼓风系统、用于该鼓风系统的风口套管及制造该风口套管的方法，该熔炉用鼓风系统允许实时监控风口套管的损坏，比如热点、开裂以及在其中限定的流动通道的变形，从而在确保将热风稳定地供应到熔炉的同时防止安全相关事故。

背景技术

通过熔化铁矿石等原料来制造铁水的熔炉(通常称为“高炉”)被供应有加热到1200～1400℃左右作为用于熔化原料的热源的空气。

一种将这种热空气供应到熔炉的鼓风装置包括：供应被加热到高温的空气的供应单元；连接到供应单元并具有围绕熔炉的环形形状的围管；以及将围管与熔炉连接并将从围管分配的热风供应到熔炉的风口套管。

风口套管一般采用彼此可拆卸连接的多根管子的组成件的形式将围管与熔炉的风口连接，以在保证可施工性和可维护性的同时满足围管与熔炉的风口之间的相对角度和位置有关的要求。

与其他区域相比，风口套管在某些区域会被加热到更高的温度。风口套管的不同区域之间的这种温差会由于热膨胀的差异而导致区域之间的耐久性差异。然后，由于高压热空气流过风口套管的内部，风口套管会发生损坏，比如热点或者更糟糕的开裂或在其中限定的流动通道的变形。

在熔炉中熔化原料的过程中，供应到熔炉的热空气的温度需要保持在适当的范围内。如果风口套管发生损坏，比如开裂或流动通道的变形，则由于无法向熔炉供应具有适当温度的空气，熔化性能会下降。

此外，风口套管上的裂纹或变形的流动通道会由于持续供应的高压热空气而导致风口套管损坏，这会导致整个设备的故障以及严重的事故。

第0828154号韩国专利注册(2008年5月8日公布)公开了一种热风管冷却装置，该装置能够基于对热风炉过热和热点的早期检测来通过冷却防止对热风炉造成进一步损坏。

发明内容

技术问题

本发明的实施例旨在解决本领域中的此类问题，并且本发明的目的是提供一种熔炉用鼓风系统、用于该鼓风系统的风口套管及该风口套管的制造方法，该熔炉用鼓风系统允许实时监控风口套管的损坏，比如热点、开裂以及在其中限定的流动通道的变形，从而在确保将热风稳定地供应到熔炉的同时防止安全相关事故。

本发明的另一个目的是提供一种熔炉用鼓风系统、用于该鼓风系统的风口套管及该风口套管的制造方法，该熔炉用鼓风系统允许使用温度传感器模组快速准确地测量风口套管的温度，该温度传感器模组能够以紧凑的方式安装在操作员难以接近或不允许温度测量的环境中。

应当理解，本发明的目的不限于上述。本发明的上述和其他目的对于本领域技术人员来说将通过结合附图对以下实施例的详细描述而变得显而易见。

技术方案

根据本发明的一个方面，一种风口管包括：耐火层，其具有限定与热空气接触的流动通道的内表面；导热层，其设置在耐火层的外表面上，并由耐火层传来的热量加热；外隔热层，其设置在导热层的外表面上，并阻挡热量从导热层传递到外部环境或阻挡外部热量传递到导热层；以及温度传感器，其检测导热层的温度。

风口套管还可以包括：设置在耐火层和导热层之间的内隔热层，其中，当与耐火层接触的内隔热层的内表面的温度超过预设温度时，内隔热层会变形并经历热导率急剧增加。

温度传感器可以检测形成导热层的至少一部分的温度测量区域的温度，导热层可以具有形成温度测量区域的至少一部分的图案部。

图案部可以包括：第一图案部，其具有连接到温度传感器的感测部的第一内部区域、与第一内部区域隔开第一直线距离的第一外部区域、以及将第一内部区域连接到第一外部区域的第一延伸部；第二图案部，其具有连接到温度传感器的感测部的第二内部区域、与第二内部区域隔开比第一直线距离大的第二直线距离的第二外部区域、以及将第二内部区域连接到第二外部区域的第二延伸部。

第一延伸部和第二延伸部可以具有相同的长度。

第一延伸部和第二延伸部可以具有不同的长度，其中第一延伸部可以具有第一热导率，第二延伸部可以具有比第一热导率大的第二热导率。

第一延伸部和第二延伸部可以具有不同的长度，其中第一延伸部可以具有第一面积，第二延伸部可以具有比第一面积大的第二面积。

导热层还可以包括：设置在第一外部区域或所二外部区域中的集热部，用于收集从耐火层传递的热量，其中集热部可以包括具有比第一图案部和第二图案部更大的热导率的材料。

根据本发明的一个方面，一种制造风口套管的方法包括：外隔热层形成步骤，其中在壳层的内表面上形成外隔热层；导热层形成步骤，其中在外隔热层的内表面上形成导热层；耐火层形成步骤，其中将插入构件插入导热层的内表面，然后在插入构件和导热层之间形成耐火层；以及插入构件移除步骤，其中将插入构件移除。

该方法还可以包括：在导热层形成步骤之后，内隔热层形成步骤，其中在导热层的内表面上形成内隔热层。

在外隔热层形成步骤中，温度传感器可以至少部分地嵌入外隔热层中，使得温度传感器的感测部接触导热层。

根据本发明的另一方面，一种熔炉用鼓风系统包括：将热空气供应到熔炉中的供应单元；连接到供应单元的围管；上述的风口套管，该风口套管将围管与熔炉连接起来，以将来自围管的热风以分布式的方式供应到熔炉中；以及温度管理模组，其通过比较风口套管的温度与预设参考温度来判断风口套管是否损坏。

温度管理模组可以根据由温度传感器检测到的导热层的温度，来实时计算出与热空气接触的耐火层的温度。

有益效果

根据本发明，可以通过实时测量和监控风口套管的温度以及风口套管不同区域之间的温差，来快速准确地检测和确定风口套管的损坏位置、发生时间和程度，比如热点、开裂以及其中限定的流动通道的变形。此外，通过冷却风口套管或操作员或检查员基于此迅速采取行动，能够防止与安全有关的事故。

根据本发明，可以通过实时测量和监控风口套管的温度以及风口套管不同区域之间的温差，来检测和确定热空气或热量从风口套管泄漏，从而保证向熔炉稳定地供应热风，并因此提高熔炉的熔化性能。

根据本发明，通过连接到温度传感器的感测部并沿着温度测量区域的表面延伸的导热层，可以准确地测量和处理有关风口套管温度的信息，从而允许基于获取的温度信息对风口套管进行稳定和系统的管理。

应当理解，本发明的有益效果不限于上述内容，并且包括从本发明的详细描述或所附权利要求中公开的特征可想到的任何有益效果。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的熔炉用鼓风系统的侧视图。

图2是根据本实施例的熔炉用鼓风系统的平面图。

图3是根据本发明一个实施例的风口套管的示例性视图。

图4是根据本发明另一实施例的风口套管的示例图。

图5是根据本发明一个实施例的导热层的平面图。

图6是根据本发明第一实施例的导热层的图案部的平面图。

图7是图6的图案部的修改的平面图。

图8是根据本发明第二实施例的导热层的图案部的平面图。

图9是根据本发明第三实施例的导热层的图案部的平面图。

图10是根据本发明第四实施例的导热层的图案部的平面图。

图11是根据本发明一个实施例的风口套管制造方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的优选实施例。在实施例的描述中，相同的部件将由相同的术语和相同的附图标记表示，并且将省略对其的重复描述。

图1是根据本发明一个实施例的熔炉用鼓风系统的侧视图，图2是本实施例的熔炉用鼓风系统的平面图，图3是根据本发明一个实施例的风口套管的示例性视图。

参考图1至图3，根据本实施例的熔炉用鼓风系统能够实现对风口套管40的温度和风口套管40的损坏(比如热点、开裂以及在其中限定的流动通道的变形等)的实时监控，能够通过操作员或检查员基于确定风口套管40损坏的迅速行动来防止安全相关事故，并且能够确保将热气稳定地输送到熔炉10。

根据本实施例的熔炉用鼓风系统可以包括熔炉10、供应单元20、围管30、风口套管40和温度管理模组60。

熔炉10具有熔化空间，通过烧结工艺生产的原材料和热空气被引入该熔化空间以生产铁水。

熔炉10可以在其底部周围形成有风口，通过风口将热空气供应到熔炉10中。风口可以包括沿熔炉10的圆周彼此间隔开的多个风口。

供应单元20用于向熔炉10供应热空气，并且可以将由加热器加热的热空气强制进入围管30。泵可以用作供应单元20。

围管30连接到供应单元20，以将热空气从供应单元20强制输送到风口套管40。

围管30可以具有环形形状，以围绕熔炉10。

风口套管40将围管30连接到熔炉10，以将来自围管30的热空气以分布式的方式供应到熔炉10。

风口套管40可以包括沿熔炉10的圆周相对于环形围管30彼此间隔开的多个风口套管40。该多个风口套管40可以连接到熔炉10的各个风口。

因此，热空气在被供应到熔炉10之前能够通过该多个风口套管40沿熔炉10的圆周均匀分布。

风口套管40可以包括上管40A、下管40B、弯管40C和吹管40D。

上管40A可以在其一端连接到围管30。此外，上管40A可以从围管30向熔炉10的风口倾斜地延伸。

下管40B可以在其一端连接到上管40A。另外，下管40B也可以从上管40A向熔炉10的风口倾斜地延伸。

弯管40C可以在其一端连接到下管40B，并且可以在其另一端弯曲，以水平地面对熔炉10的风口。

吹管40D可以在其一端连接到弯管40C，并且可以在其另一端插入熔炉10的风口，以延伸到熔炉10的熔化空间中。

为了满足插入并安装在熔炉10的风口上的吹管40D的角度和位置要求，构成风口套管40的上管40A、下管40B、弯管40c和吹管(40D)可以可拆卸地彼此联接。

此外，上管40A、下管40B、弯管40C和吹管40D中的至少一个可以具有能够吸收由于在其平行于热空气的流动方向的轴向上的冲击或在其横向上的冲击而引起的位移的结构。例如，上管40A、下管40B、弯管40C和吹管40D中的至少一个可以具有波纹管连接。这样，风口套管40能够有效地吸收使用过程中高压热风冲击造成的位移。

风口套管40可以包括温度传感器50。

温度传感器50可以实时检测风口套管40的温度。

温度传感器50可以具有用于温度测量的接触式感测部51(见图6)。

在一个实施例中，温度传感器50可以包括：将感测部51作为热接点的热电偶，以及连接到热电偶的冷接点并根据取决于热电偶的温度的热电动势执行温度计算的处理器。具体来说，热电偶由两根不同金属的导线组成，两端连接在一起，使得由于作为导线之间的一个接触点的热接点(待测温度的接点)和作为导线之间的另一个接触点的冷接点(固定温度的接点)之间的温差的缘故，电流在导线之间流动。这里，热电偶的热接点可以对应于感测部51。包括热接点的热电偶可以嵌入诸如管等覆盖构件中并由其保护。处理器可以从热电偶产生的热电动势与热电偶的热接点和冷接点之间的温差之间的关系获取关于热接点处的实际温度的信息。电压表可以用作处理器。应当理解，本发明不限于此，并且取决于要测量的热源的类型，温度传感器50可以包括除了热电偶之外的各种其他众所周知的温度传感器。

温度传感器50还可以包括第一通信单元。第一通信单元可以将由温度传感器50测量和处理的温度信息发送到温度管理模组60，并且可以接收来自温度管理模组60的控制信号。

多个温度传感器50可以被提供应该多个风口套管40中的每一个，使得一个温度传感器50能够设置在每个温度测量区域A中，其形成接触风口套管40的耐火层41的每个风口套管40的导热层42的至少一部分。

温度管理模组60可以基于对由温度传感器50所检测的风口套管40的温度与预设参考温度进行比较来确定风口套管40的损坏，比如热点、开裂以及在风口套管40中限定的流动通道的变形，并且可以将确定结果通知操作员或检查员。

此外，当确定风口套管40损坏时，温度管理模组60可以操作冷却模组，或者可以执行熔炉用鼓风系统的紧急关闭。

温度管理模组60可以包括第二通信单元。第二通信单元可以接收由温度传感器50测量和处理的温度信息，并且可以向温度传感器50发送控制信号。另外，温度管理模组60可以处理由温度传感器50测量和处理的温度信息，并可将处理后的温度信息以各种输出的形式显示出来。相应地，管理员能够通过对温度管理模组60上显示的温度信息的实时监控，来有效地管理风口套管40的运行状态。

温度管理模组60可以是计算机，或者可以是管理员能够携带的平板计算机或智能手机。

在风口套管40的使用中，风口套管40的不同区域之间会出现温差。例如，连接到围管30的上管40A的区域会被加热到相对较高的温度。由于热膨胀或热收缩的差异，风口套管40的不同区域之间的这种温差会导致区域之间的耐久性差异。结果，由于在风口套管40中流动的热空气的缘故，风口套管40会发生损坏，比如热点或者甚至更糟的开裂或流动通道的变形。根据本发明，由于能够使用温度传感器50实时测量和监控每个风口套管40的温度状态和每个风口套管40不同区域之间的温差，因此可以通过在风口套管40发生损坏之前运行冷却模组来防止风口套管40过热或补偿风口套管40不同区域之间的温差。此外，还可以为操作员或检查员提供信息以迅速采取行动。

此外，根据本实施例的熔炉用鼓风系统能够更快速更准确地检测和确定风口套管40的损坏位置、发生时间和程度，从而确保对风口套管40进行稳定和快速的管理。

接下来，将详细描述根据本发明一个实施例的风口套管。

参考图3，根据本实施例的风口套管40可以由耐火层41、导热层42、外隔热层43和壳层44组成。

耐火层41直接接触通过风口套管40的热空气，并且可以具有限定接触热空气的流动通道S的内表面。

耐火层41可以由具有良好耐热性的材料形成，并且可以具有预设的耐火温度。如果耐火层41由于热空气而在超过耐火温度的温度下停留一定时间段，则耐火层41会发生开裂或流动通道会变形。然后，耐火层41的耐热性会急剧下降，导致热空气或热量从风口套管泄漏。

导热层42可以由例如金属等具有良好热导率的材料形成，并且可以设置在耐火层41的外表面上。因此，导热层42能够由从耐火层41传递的热量加热到更高的温度。

外隔热层43可以由隔热材料形成，并且可以设置在导热层42的外表面上。因此，外隔热层43能够阻挡来自导热层42的热传递到外部环境或阻挡外部热量传递到导热层42。

壳层44可以设置在外隔热层43的外表面上，并且可以限定风口套管40的外形。壳层44可以由诸如铁等金属形成，以保护风口套管40免受外部冲击。

这里，温度传感器50可以布置在外隔热层43中，使得布置在外隔热层43中的温度传感器50的感测部51接触导热层42。因此，温度传感器50可以检测导热层42的温度，并且可以将检测到的温度数据发送到温度管理模组60。

因此，温度管理模组60能够基于由该多个温度传感器50检测到的导热层42的温度，来提供在接触热空气的耐火层41的整个区域上的温度分布的实时确定。

虽然图3仅示出了风口套管40的上管40A的截面结构，下管40B、弯管40C和吹管40D中的每一个也可以具有与上管40A相同的截面结构。

由于导热层设置在耐火层41上以被从耐火层41传递的热量加热，并且温度传感器50相对于导热层42设置在耐火层41的对面，因此可以快速准确地测量导热层42的温度变化，同时防止温度传感器50的耐久性由于热空气而劣化。据此，温度管理模组60能够基于由温度传感器50检测到的导热层42的温度与预设参考温度的比较，来立即测量并确定耐火层41的损坏位置、发生时间、程度。因此，根据本发明的熔炉用鼓风系统能够稳定地向熔炉10供应热空气，同时防止由于风口套管40损坏而引起的事故。

根据本实施例的熔炉用鼓风系统还可以包括冷却模组。

冷却模组可以包括冷却通道和制冷剂供应单元。

冷却通道可以设置在风口套管40中，具体来说，可以设置在耐火层41中。

制冷剂供应单元可以迫使制冷剂沿着冷却通道循环。因此，当由温度传感器50检测到的风口套管40的温度超过预设参考温度时，温度管理模组60能够通过操作冷却模组来冷却风口套管40。

多个冷却模组可以单独地设置在其中设置有温度传感器50的每个温度测量区域A中。因此，可以单独冷却在其间发生温差的风口套管40的不同区域，从而抑制风口套管40上的温度梯度。

温度管理模组60可以具有预设的冷却模组工作温度。这里，冷却模组工作温度可以设置为低于参考温度。即，当由温度传感器50检测到的导热层42的温度在达到参考温度之前达到冷却模组工作温度时，温度管理模组60可以基于确定风口套管40已经过热来运行冷却模组，以冷却风口套管40。因此，可以防止风口套管40的损坏，例如风口套管40的开裂或流动通道的变形。

图4是根据本发明另一实施例的风口套管的示例图。

参考图4，本实施例的风口套管40还可以包括设置在耐火层41和导热层42之间的内隔热层45。

内隔热层45可以抑制在正常时间从耐火层41到导热层42的过度热传递。因此，与没有内隔热层45的风口套管相比，包括内隔热层45的风口套管40允许导热层42具有相对低的温度。

此外，当与耐火层41接触的内隔热层45的内表面的温度超过预设温度时，内隔热层45可能变形并经历热导率急剧增加。结果，从耐火层41传递到内隔热层45的热量迅速传递到导热层42，从而能够快速加热导热层42。

与没有内隔热层45的风口套管相比，包括内隔热层45的风口套管允许导热层42的温度在耐火层41发生损坏时急剧而迅速地变化。

因此，温度传感器50能够更准确更快速地测量导热层42的温度变化。此外，即使使用相对便宜的温度传感器50也可以准确地测量导热层42的温度。

真空隔热板可以用作内隔热层45。真空隔热板具有良好的隔热性能。然而，真空隔热板的隔热性能在其中的真空被破坏时会急剧下降。

图5是根据本发明一个实施例的导热层的平面图。

参考图5，根据本实施例的导热层420可以具有与温度传感器50的感测部51(见图6)连接同时接触耐火层41的温度测量区域A。

温度测量区域A可以是由沿着导热层420的边缘延伸的虚拟轮廓限定的区域。导热层420的温度测量区域200A可以被虚拟分割线划分为多个温度测量区域A。

导热层420可以收集从耐火层41传递到温度测量区域A的热量，并且可以沿着温度测量区域A的表面将收集的热传递到温度传感器50的感测部51。

此外，导热层420可以具有图案部。图案部可以具有以感测部51为中心并延伸到温度测量区域A的边缘的大致均匀的图案。图案部可以形成温度测量区域A的至少一部分。即，导热层420在平面图中可以完全覆盖外隔热层43，其中图案部可以仅覆盖外隔热层43的一部分。

接下来，将参照图6至图10详细描述根据本发明的各个实施例的具有图案部的导热层。

图6是根据本发明第一实施例的导热层的图案部的平面图。

参考图6，本实施例的导热层420可以具有图案部，其中该图案部可以包括第一图案部420A及第二图案部420B。

第一图案部420A可以具有第一内部区域421A、第一外部区域422A和第一延伸部423A。

第一内部区域421A可以设置在温度测量区域A的中心，并且可以连接到温度传感器50的感测部51。

第一外部区域422A可以设置在温度测量区域A的外边缘，并且可以与第一内部区域421A隔开第一直线距离d1。

第一延伸部423A可以将第一内部区域421A连接到第一外部区域422A。第一延伸部423A可以具有与第一直线距离d1相同的长度，或者可以具有比第一直线距离d1更长的长度。例如，第一延伸部423A可以从第一内部区域421A以不规则形状延伸到第一外部区域422A，例如在平面图中呈锯齿形或弧形。

第二图案部420B可以具有第二内部区域421B、第二外部区域422B和第二延伸部423B。

第二内部区域421B可以设置在温度测量区域A的中心，并且可以连接到温度传感器50的感测部51。

第二外部区域422B可以设置在温度测量区域A的外边缘，并且可以与第二内部区域421B隔开第二直线距离d2。这里，第二直线距离d2可以比第一直线距离d1长。

第二延伸部423B可以将第二内部区域421B连接到第二外部区域422B。第二延伸部423B可以具有与第二直线距离d2相同的长度，或者可以具有比第二直线距离d2更长的长度。例如，第二延伸部423B可以从第二内部区域421B以不规则形状延伸到第二外部区域422B，比如在平面图中呈锯齿形或弧形。

根据本实施例，不管第一直线距离d1和第二直线距离d2之间的差异如何，第一延伸部423A和第二延伸部423B可以具有相同的长度L1。也就是说，由于第一直线距离d1和第二直线距离d2之间存在差异，所以第一延伸部423A和第二延伸部423B以不同的形状延伸，以具有相同的长度L1，如图6所示。

通过将第一延伸部423A和第二延伸部423B的长度设置为相同的值L1，由于直线距离d1、d2之间的差异的缘故，可以补偿从第一外部区域422A到感测部51的传热率与从第二外部区域422B到感测部51的传热率之间的差异。

此外，传递到与感测部51隔开第一直线距离d1的第一外部区域422A的热量，以及传递到与感测部51隔开第二直线距离d2的第二外部区域422B的热量，能够在分别沿着第一延伸部423A和第二延伸部423B移动之后同时到达感测部51。因此，温度传感器50能够在特定时间内迅速且准确地测量温度测量区域A的温度。

当导热层420的温度测量区域A在平面图中具有正方形并且感测部51设置在温度测量区域A的中心时，如图6所示，传递到相对靠近感测部51的温度测量区域一侧的热量，以及传递到相对远离感测部51的温度测量区域角落的热量，能够在分别沿着第一延伸部423A和第二延伸部423B移动之后同时到达感测部1。

图7是图6的图案部的修改的平面图。

参考图7，干涉结构ST可以设置在由导热层420限定的温度测量区域A的中心，这取决于热源的类型或接收该热源的耐火层41的状况。因此，温度传感器50的感测部51需要偏离温度测量区域200A的中心设置。

即使当温度传感器50的感测部51设置为偏离温度测量区域A的中心时，由于直线距离d1、d2之间的差异的缘故，也可以通过将第一延伸部4230A和第二延伸部4230B的长度设置为相同的值L1，来补偿从第一外部区域422A到感测部51的传热率与从第二外部区域422B到感测部51的传热率之间的差异。

此外，传递到与感测部51隔开第一直线距离dl的第一外部区域422A的热量，以及传递到与感测部51隔开第二直线距离d2的第二外部区域422B的热量，能够在分别沿第一延伸部4230A和第二延伸部4230B移动之后同时到达感测部51。

图8是根据本发明第二实施例的导热层的图案部的平面图。

参考图8，根据本实施例的图案部可以包括第一图案部420A和第二图案部420B，类似于上述图案部。此外，第一图案部420A可以具有第一内部区域421A、第一外部区域422A和第一延伸部4231A，第二图案部420B可以具有第二内部区域421B、第二外部区域422B和第二延伸部4231B。将省略其重复描述。

根据本实施例，第一延伸部4231A和第二延伸部4231B具有与第一直线距离d1和第二直线距离d2之间的差异相对应的不同长度。这里，第一延伸部4231A和第二延伸部4231B可以由具有不同热导率的不同材料制成。也就是说，第一延伸部4231A可以具有第一热导率λ1，第二延伸部4231B可以具有比第一热导率λ1大的第二热导率λ2。

通过将第一延伸部4231A和第二延伸部4231B的热导率设置为不同的值，由于直线距离d1、d2之间的差异的缘故，可以补偿从第一外部区域422A到感测部51的传热率与从第二外部区域422B到感测部51的传热率之间的差异。

图9是根据本发明第三实施例的导热层的图案部的平面图。

参考图9，根据本实施例的图案部可以包括第一图案部420A和第二图案部420B，类似于上述图案部。此外，第一图案部420A可以具有第一内部区域421A、第一外部区域422A和第一延伸部4232A，第二图案部420B可以具有第二内部区域421B、第二外部区域422B和第二延伸部4232B。将省略其重复描述。

根据本实施例，第一延伸部4232A和第二延伸部4232B可以具有与第一直线距离d1和第二直线距离d2之间的差异相对应的不同长度。这里，第一延伸部4232A和第二延伸部4232B可以具有不同的面积。也就是说，第一延伸部4232A可以具有第一面积A1，第二延伸部4232B可以具有比第一面积A1大的第二面积A2。

通过将第一延伸部4232A和第二延伸部4232B的面积设置为不同的值，由于直线距离d1、d2之间的差异的缘故，可以补偿从第一外部区域422A到感测部51的传热率与从第二外部区域422B到感测部51的传热率之间的差异。

图10是根据本发明第四实施例的导热层的图案部的平面图。

参考图10，根据本实施例的图案部可以包括第一图案部420A和第二图案部420B，类似于上述图案部。第一图案部420A可以具有第一内部区域421A、第一外部区域422A和第一延伸部4233A，第二图案部420B可以具有第二内部区域421B、第二外部区域422B和第二延伸部4233B。此外，第一图案部420A还可以具有设置在第一外部区域422A中的第一集热部425A，第二图案部420B还可以具有设置在第二外部区域422B中的第二集热部425B。

根据本实施例，第一延伸部4233A和第二延伸部4233B可以具有与第一直线距离d1和第二直线距离d2之间的差异相对应的不同长度。这里，第一集热部425A和第二集热部425B可以由具有不同热导率的不同材料制成。也就是说，第一集热部425A可以具有第三热导率，第二集热部425B可以具有比第三热导率大的第四热导率。

通过分别在第一外部区域422A和第二外部区域422B中设置具有不同热导率的不同材料，来将第一内部区域421A和第一外部区域422A之间的温差设置为不同于第二内部区域421B和第二外部区域422B之间的温差，由于直线距离d1、d2之间的差异的缘故，可以补偿从第一外部区域422A到感测部51的传热率与从第二外部区域422B到感测部51的传热率之间的差异。

此外，由于第一集热部425A和第二集热部425B的存在，耐火层41中的热量在被传递到导热层420的外部区域之后能够更快地到达感测部51。

在参考图6至图10描述的实施例中，第一延伸部423A和第二延伸部423B的长度、热导率和面积的设置被描述为在第一图案部420A和第二图案部420B的形成期间单独调节。然而，应当理解，本发明不限于此，并且可以通过在形成第一图案部420A和第二图案部420B期间调节第一延伸部423A和第二延伸部423B的长度、热导率和面积的设置中的至少一个，来实现对通过第一延伸部423A和第二延伸部423B的传热率之间的差异的补偿。此外，导热层420的图案部的长度、热导率和面积的设置可以根据耐火层41的类型和感测部51的安装位置而适当地改变。

在又一个实施例(未示出)中，导热层420不具有任何图案部，并且可以是形状对应于温度测量区域A的平板的形式。

也就是说，根据本实施例的温度测量区域A可以具有圆形形状，其中温度传感器50的感测部51可以设置在温度测量区域A的中心。此外，导热层200可以具有围绕感测部51具有恒定半径的圆形形状，对应于圆形温度测量区域200A。

尽管没有图案部，但具有围绕感测部51的恒定半径的圆形导热层420能够确保从导热层420的外部区域到感测部51的均匀传热率。此外，从耐火层41传递到导热层420外部区域的不同点的热量能够同时到达与感测部51相连的内部区域。

然而，应当理解，本发明不限于此，并且具有围绕感测部51的恒定半径的圆形导热层420也可以具有图案部。这里，图案部可以具有由多个部分组成的放射状图案，该多个部分从连接到感测部51的内部区域延伸到外部区域，并且具有相同的长度、面积和热导率。因此，从耐火层41传递到导热层420的外部区域的热量能够更快地到达与感测部51相连的内部区域。

图11是根据本发明一个实施例的风口套管制造方法的流程图。

参考图11，根据本实施例的风口套管制造方法可以包括壳层形成步骤S11、外隔热层形成步骤S12、导热层形成步骤S13、内隔热层形成步骤S14、耐火层形成步骤S15和插入构件移除步骤S16。

在壳层形成步骤S11中，形成壳层44。

在外隔热层形成步骤S12中，在壳层44的内表面上形成外隔热层43。

在外隔热层形成步骤S12中，温度传感器50可以与外隔热层43一体组装。也就是说，在形成外隔热层43的过程中，温度传感器50可以是至少部分嵌入外隔热层43中，使得温度传感器50的感测部51暴露在外隔热层43的内表面上。因此，温度传感器50能够测量形成在外隔热层43的内表面上的导热层42的温度。

在导热层形成步骤S13中，在外隔热层43的内表面上形成导热层42。

如上所述，导热层420可以具有如图5至图10所示的各种图案部。

在内隔热层形成步骤S14中，在导热层42的内表面上形成内隔热层45。在耐火层形成步骤S15中，形状对应于流动通道S的插入构件插入导热层42的内表面，随后在插入构件和导热层42之间形成耐火层41。因此，当完成耐火层41的形成时，在耐火层41的内表面上限定出了热空气将流过其中的流动通道S。

在插入构件移除步骤S16中，移除插入构件。即，在形成耐火层41之后移除插入构件，从而完成风口套管40的制造。

上管40A、下管40B、弯管40C和吹管40D中的每一个都可以具有壳层44、外隔热层43、导热层42、内隔热层45以及耐火层41，如上所述。上管40A、下管40B、弯管40C和吹管40D可以单独制造，然后可以根据围管30和熔炉10之间的相对位置和角度使用单独的紧固构件在现场适当地组装。

虽然这里已经描述了示例性实施例，但是应当理解，这些实施例仅用于说明，并且不应以任何方式解释为限制本发明，并且本领域技术人员能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改、改变或变更。

工业实用性

根据本发明的熔炉鼓风系统能够通过实时测量和监控作为熔炉的关键设备的风口套管的温度以及风口套管不同区域之间的温差，来快速准确地检测和确定风口套管的损坏位置、发生时间和程度，比如热点、开裂或流动通道变形，从而提高熔炉的熔炼性能，同时防止会在熔炉设备中发生的安全事故。因此，本发明的熔炉用鼓风系统可广泛应用于熔炉领域。

Claims (10)

1.一种风口套管，包括：

耐火层，所述耐火层具有限定接触热空气的流动通道的内表面；

导热层，所述导热层设置在所述耐火层的外表面上，并由所述耐火层传来的热量加热；

外隔热层，所述外隔热层设置在所述导热层的外表面上，并阻挡热量从所述导热层传递到外部环境或阻挡外部热量传递到所述导热层；以及

温度传感器，所述温度传感器检测所述导热层的至少一部分的温度测量区域的温度，

所述导热层具有形成所述温度测量区域的至少一部分的图案部，

所述图案部包括：

第一图案部，所述第一图案部具有连接到所述温度传感器的感测部的第一内部区域、与所述第一内部区域隔开第一直线距离的第一外部区域以及将所述第一内部区域连接到所述第一外部区域的第一延伸部；以及

第二图案部，所述第二图案部具有连接到所述温度传感器的所述感测部的第二内部区域、与所述第二内部区域隔开第二直线距离的第二外部区域以及将所述第二内部区域连接到所述第二外部区域的第二延伸部，其中所述第二直线距离大于所述第一直线距离。

2.根据权利要求1所述的风口套管，还包括：

内隔热层，所述内隔热层设置在所述耐火层和所述导热层之间，

其中，当与所述耐火层接触的所述内隔热层的内表面温度超过预设温度时，所述内隔热层发生变形，并经历其热导率急剧上升。

3.根据权利要求1所述的风口套管，其中，所述第一延伸部和所述第二延伸部具有相同的长度。

4.根据权利要求1所述的风口套管，其中，所述第一延伸部和所述第二延伸部具有不同的长度，所述第一延伸部具有第一热导率，所述第二延伸部具有大于所述第一热导率的第二热导率。

5.根据权利要求1所述的风口套管，其中，所述第一延伸部和所述第二延伸部具有不同的长度，所述第一延伸部具有第一面积，所述第二延伸部具有大于所述第一面积的第二面积。

6.根据权利要求1所述的风口套管，其中，所述导热层还包括：设置在所述第一外部区域或所述第二外部区域中的集热部，用于收集从所述耐火层传递的热量，所述集热部包括具有比所述第一图案部和所述第二图案部大的热导率的材料。

7.一种制造用于将从供应单元输送的热空气供应到熔炉中的风口套管的方法，所述方法包括：

外隔热层形成步骤，其中在壳层的内表面上形成外隔热层；

导热层形成步骤，其中在所述外隔热层的内表面上形成导热层；

耐火层形成步骤，其中将插入构件插入所述导热层的内表面，然后在所述插入构件和所述导热层之间形成耐火层；以及

插入构件移除步骤，其中移除所述插入构件，

在所述外隔热层形成步骤中，温度传感器至少部分地嵌入所述外隔热层中，使得所述温度传感器的感测部接触所述导热层，所述温度传感器的感测部用于感测作为所述导热层的至少一部分的温度测量区域的温度，

所述导热层具有形成所述温度测量区域的至少一部分的图案部，

所述图案部包括：

第一图案部，所述第一图案部具有连接到所述温度传感器的感测部的第一内部区域、与所述第一内部区域隔开第一直线距离的第一外部区域以及将所述第一内部区域连接到所述第一外部区域的第一延伸部；以及

第二图案部，所述第二图案部具有连接到所述温度传感器的所述感测部的第二内部区域、与所述第二内部区域隔开第二直线距离的第二外部区域以及将所述第二内部区域连接到所述第二外部区域的第二延伸部，其中所述第二直线距离大于所述第一直线距离。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：在所述导热层形成步骤之后，

内隔热层形成步骤，其中在所述导热层的所述内表面上形成内隔热层。

9.一种用于熔炉的鼓风系统，包括：

将热空气供应到熔炉中的供应单元；

连接到所述供应单元的围管；

根据权利要求1至6中任一项所述的风口套管，所述风口套管将所述围管连接到所述熔炉，以将来自所述围管的热风以分布式的方式供应到所述熔炉中；以及

温度管理模组，所述温度管理模组通过将所述风口套管的温度与预设参考温度进行比较来判断所述风口套管是否损坏。

10.根据权利要求9所述的鼓风系统，其中，所述温度管理模组根据所述温度传感器检测到的所述导热层的温度，来实时计算所述耐火层接触热空气的温度。