CN201163217Y - 炉内带钢测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及冶金工厂炉内带钢温度在线测量技术领域。它提供了一种炉内带钢测温装置，包括辐射高温计、接触式温度计、测温罩和数据处理系统。它采用接触式温度测量来标定非接触式温度测量，可以在线对同一质点测温比对，实现同步校验，使测量精度大大提高。另外，实用新型炉内带钢测温装置还提供了方便有效的手段，可用于对各种钢种、各种目标温度进行校验。

Description

炉内带钢测温装置

技术领域

本实用新型涉及冶金工厂炉内带钢温度在线测量技术领域。

背景技术

在冶金工厂带钢连续处理线中，不同钢种、牌号的带钢经过各处理段处理时，要求带钢达到不同的温度。所以，在线连续准确测量和控制带钢温度是生产合格优质产品的质量保证。现有炉内在线测量带钢温度的装置是非接触式测温仪，如辐射高温计，但采用该装置所测得的值与实际值有较大偏差。

目前已有厂家采用带辐射高温计的测温罩装置用于带钢的在线温度测量，克服了高温炉体辐射能量对测量的干扰，但是所测温度仍然偏离真实温度，需要对测量结果参照黑体辐射系数进行修正。由于带钢不是黑体，理论给出的辐射系数必须经修正后才能采用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种炉内带钢测温装置，它可以通过修正测温罩辐射高温计测得的温度，得到准确的炉内带钢温度。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种炉内带钢测温装置，包括辐射高温计、测温罩和数据处理系统，其特征在于，它还包括接触式温度计，所述接触式温度计插入所述测温罩内，并通过电缆连接所述数据处理系统。由于带钢在炉内连续移动，罩体内的辐射高温计用于带钢温度的连续测量，接触式温度计通过快速接触带钢测量其某一质点的温度，数据处理系统实时记录接触式温度计测量的时间点以及测得的温度值。

作为优化，所述测温罩顶部接装校验接管法兰，所述接触式温度计通过校验接管法兰插入所述测温罩内。

作为优选的技术方案，所述接触式温度计为快速热电偶。

采用接触式温度计测得的带钢温度值比辐射高温计测得的带钢温度更接近于真实温度，但它测量的是带钢某一质点的瞬时温度。要测得带钢的连续温度，必须依靠辐射高温计的连续测温，同时对辐射高温计测得的带钢温度进行修正，以得到准确的连续带钢温度。

对辐射高温计测得的带钢温度进行修正的理论基础为普朗克定律。根据普朗克定律，对于辐射测温计，

$E(\mathrm{\λ},T)=\mathrm{\ϵ}{C}_1{\mathrm{\λ}}^{-5}{(e\frac{C_2}{\mathrm{\λT}}-1)}^{-1},---\left(1\right)$

式(1)中：

E(λ，T)——黑体的单色辐射强度；

ε——物体的发射率；

λ——波长，m；辐射高温计根据测量范围选定之后，波长λ是确定的。

T——物体的绝对温度，K；

e——自然对数底；

C₁——普朗克第一辐射常数；

C₂——普朗克第二辐射常数。

当被测物体为黑体时，物体的发射率ε＝1，否则就不等于1。由于带钢不是黑体，于是就要对ε进行修正。

现令辐射高温计测和接触式温度计测时辐射强度相等，则有：

${\mathrm{\ϵ}}_0{C}_1{\mathrm{\λ}}^{-5}{(e\frac{C_2}{\mathrm{\λ}{T}_0}-1)}^{-1}={\mathrm{\ϵ}}_1{C}_1{\mathrm{\λ}}^{-5}{(e\frac{C_2}{\mathrm{\λ}{T}_1}-1)}^{-1},$

${\mathrm{\ϵ}}_0{(e\frac{C_2}{\mathrm{\λ}{T}_0}-1)}^{-1}={\mathrm{\ϵ}}_1{(e\frac{C_2}{\mathrm{\λ}{T}_1}-1)}^{-1},$

推得： ${\mathrm{\ϵ}}_1={\mathrm{\ϵ}}_0{(e\frac{C_2}{\mathrm{\λ}{T}_0}-1)}^{-1}/{(e\frac{C_2}{\mathrm{\λ}{T}_1}-1)}^{-1}---\left(2\right)$

式(2)中：

ε₀——辐射高温计当前测得发射率；

T₀——辐射高温计测得的绝对温度；

ε₁——修正后的发射率；

T₁——热电偶温度计测得的绝对温度；

从式(2)可以看出，根据ε₀、T₀和T₁则可以得出辐射高温计修正后的发射率ε₁，将ε₁代入式(1)的计算公式，即可以得到准确的连续带钢温度。

采用了本实用新型炉内带钢测温装置，大大提高了炉内带钢在线辐射高温计测量过程中的信噪比。本实用新型炉内带钢测温装置还采用接触式温度测量来标定非接触式温度测量，可以在线对同一质点测温比对，实现同步校验，使测量精度大大提高。另外，实用新型炉内带钢测温装置还提供了方便有效的手段，可用于对各种钢种、各种目标温度进行校验。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型一种炉内带钢测温装置的立面结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，测量罩1由耐高温钢板搭成喇叭型骨架，测量罩1开口部几乎贴近带钢10表面，使得炉体9辐射热和其它辐射热隔离在罩外。测量罩1外壁衬有耐火材料以抵挡炉体的高温。测量罩1内壁绕有水冷盘管，进出口均在炉壳外。可以通过调节水量，将测量罩内温度保持得尽量低于带钢温度，营造合适的温度测量场。测量罩1顶部用两个接管法兰引出炉壳，其中，测量接管法兰2连接测量的辐射高温计5，校验接管法兰3用来插入快速热电偶7。数据处理系统4分别连接辐射高温计5和快速热电偶7。两个接管法兰上方带有高温球阀，第一高温球阀——测量球阀6用于辐射高温计5的检修；第二高温球阀——校验球阀8当需要校验时才打开，平时是关闭状态以阻止炉气外泄。校验球阀8的下部设有氮气吹扫孔，可以通入氮气，保证辐射高温计5测量光路的畅通。为了避免连续生产线中穿带棒或其他东西与测量罩底部的摩擦和碰撞，本实用新型测量装置的上部安装举升架12，可以采用气缸提升机构与行程连锁机构使测量罩1上下移动，保护测温装置。另外，为了防止带有保护气体的炉子(如连续生产线硅钢线)，在测量罩1上下移动缝隙处氢气泄漏，设计有波纹管连接器，连接器内测量罩1与炉体接壤处通有氮气，形成氮封。波纹管外则通有了冷却空气冷却。

使用时，可以定期或随机由操作工人采用快速热电偶在测量罩1内对带钢10表面温度进行瞬时测量，并将信号送入数据处理系统4。操作工人测量时，探及带钢表面即刻收回。为了防止测量过程中热电偶划伤带钢10表面，快速热电偶7可以采用簧片式或滚轮型。数据处理系统4将接受到的快速热电偶7发出信号与同步获得的辐射高温计5发出信号进行比对，及时计算出辐射高温计的校验系数，并用校验系数对辐射高温计测量测得的数据进行校正，以得到准确的带钢连续温度。

快速热电偶除了带钢表面温度进行测量，另一个作用是测量罩内空间温度，以确定合适的测量温度场。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1、一种炉内带钢测温装置，包括辐射高温计、测温罩和数据处理系统，其特征在于，它还包括接触式温度计，所述接触式温度计插入所述测温罩内，并通过电缆连接所述数据处理系统。

2、根据权利要求1所述的炉内带钢测温装置，其特征在于，所述测温罩顶部接装校验接管法兰，所述接触式温度计通过校验接管法兰插入所述测温罩内。

3、根据权利要求1所述的炉内带钢测温装置，其特征在于，所述接触式温度计为快速热电偶。

4、根据权利要求1所述的炉内带钢测温装置，其特征在于，所述校验热电偶为簧片式校验热电偶。