CN202420704U - 金属液温度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种金属液温度检测装置。所述金属液温度检测装置包括热电偶、补偿导线、温度互感器和显示控制器，其中，所述温度互感器为由耐火材料形成的具有一个封口端的管，所述耐火材料能够耐受不低于1700℃的温度，所述温度互感器的管壁的厚度能够满足当所述温度互感器放入金属液时其管腔的温度不高于1300℃或不高于1500℃，所述热电偶放置于温度互感器的管腔中；所述显示控制器通过补偿导线与热电偶连接，并能够将热电偶测得的温度转化为金属液的实际温度。本实用新型能够对高温金属液(例如，温度不低于1700℃的金属液)的温度进行准确测量，从而可以为金属液冶炼的后续工艺的设定和实施提供依据。

Description

金属液温度检测装置

技术领域

本实用新型涉及冶金领域的测温技术，更具体地讲，涉及一种能够检测温度不低于1700℃的金属液的温度的装置。

背景技术

通常，冶金领域经常需要对金属液的温度进行测量，从而对金属液的当前情况进行评价，并为后续工艺的设定和实施提供依据。

例如，以电炉冶炼高钒铁或中钒铁为例，对于不同的钒铁品种而言，冶炼的合金液的目标温度不同，而合金液的目标温度是判断冶炼终止的重要条件。通常，电炉冶炼高钒铁或中钒铁的温度不低于1700℃(例如，温度在1700～2500℃范围内)。目前，电炉冶炼高钒铁或中钒铁工艺中合金液的温度的获得主要依靠操作工凭借冶炼时间人工进行判断，而这样的方式存在判断温度不准确以及电能消耗巨大的不足，且影响产品的质量。

综上所述，亟需一种能够对高温金属液(例如，温度不低于1700℃的金属液)的温度进行测量的装置。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种能够对高温金属液(例如，温度不低于1700℃的金属液)的温度进行测量的装置。

本实用新型提供了一种金属液温度检测装置，所述金属液温度检测装置包括热电偶、补偿导线、温度互感器和显示控制器，其中，所述温度互感器为由耐火材料形成的具有一个封口端的管，所述耐火材料能够耐受不低于1700℃的温度，所述温度互感器的管壁的厚度能够满足当所述温度互感器放入金属液时其管腔的温度不高于1300℃或不高于1500℃，所述热电偶放置于温度互感器的管腔中；所述显示控制器通过补偿导线与热电偶连接，并能够将热电偶测得的温度转化为金属液的实际温度。

在本实用新型的一个示例性实施例中，在所述温度互感器的管壁的厚度能够满足当所述温度互感器放入金属液时其管腔的温度不高于1300℃的情况下，所述热电偶为普通K分度号的热电偶；在所述温度互感器的管壁的厚度能够满足当所述温度互感器放入金属液时其管腔的温度不高于1500℃的情况下，所述热电偶为普通S分度号的热电偶。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述显示控制器还可以包括设置在其中的温度转化装置。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述金属液可以为中钒铁液或高钒铁液。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述金属液的温度可以在1700℃～2500℃的范围内。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述耐火材料可以由蛭石、金属盐、固化剂、高温粘合剂制成。

与现有技术相比，本实用新型的金属液温度检测装置能够对高温金属液(例如，温度不低于1700℃的金属液)的温度进行准确测量，从而可以为金属液冶炼的后续工艺的设定和实施提供依据。

附图说明

图1为根据本实用新型示例性实施例的金属液温度检测装置的结构示意图。

图2为根据本实用新型示例性实施例的检测金属液温度的温度互感器的温度特性图。

附图标记：

温度互感器1、热电偶2、补偿导线3和显示控制器4。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本实用新型的实施例。

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的金属液温度检测装置的结构示意图。

如图1所示，在本实用新型的一个示例性实施例中，金属液温度检测装置包括温度互感器1、热电偶2、补偿导线3和显示控制器4，其中，温度互感器1为由耐火材料形成的一端封口的管，并且该耐火材料能够耐受不低于1700℃的温度，温度互感器1的管壁的厚度能够满足当将其放入金属液时其管腔的温度不高于1300℃或不高于1500℃，热电偶2放置于温度互感器1的管腔中；显示控制器4通过补偿导线3与热电偶2连接，并能够将热电偶2测得的温度转化为金属液的实际温度。

在本实用新型的一个示例性实施例中，显示控制器4还包括设置在其中的温度转化装置。例如，所述温度转化装置可包括一个查找表，所述查找表中存储有将热电偶2测得的温度与金属液的实际温度一一对应的多对数据，从而当温度转化装置接收到热电偶2经补偿导线提供的温度后能够通过查询查找表来得到与该温度对应的金属液的实际温度，然后，由显示控制器4的显示部件(例如，显示面板)显示金属液的实际温度。又如，所述温度转化装置可以为内部设置有补正计算软件的PLC控制器。

具体来讲，温度转化装置可以通过式1将热电偶2测得的温度换算为金属液的实际温度并对它们进行存储，以供后续查找。

式1： $Q=\frac{2\mathrm{\π\λl}}{\ln \frac{d_2}{d_1}}(t_1-t_2),$

其中，λ为耐火材料的热导率，单位为W/(m·℃)，

l为温度互感器的长度，单位为m，

d₁、d₂分别为温度互感器的外径和内径，单位为m，

t₁、t₂分别为温度互感器的外壁和内壁的温度，单位为℃，

Q为由温度互感器的外壁进入其管腔的热流量，单位为W。

这里，热流量Q、t₂可通过热电偶2测得。具体来讲，在形成温度互感器后，可通过将温度互感器放入高温金属液的模拟实验来将温度互感器内的流量与热电偶2测得的温度t₂对应起来，最终实现在使用本实用新型的装置测量金属液温度时，采用热电偶2反映热流量Q的值。此外，也可以通过其它方式得到热流量Q的值。

在本实用新型的示例性实施例中，为了对温度不低于1700℃的金属液的温度进行测量，要求形成温度互感器1的耐火材料能够耐受不低于1700℃的温度。当形成温度互感器1的耐火材料确定时，其温度特性也确定。根据所述耐火材料的温度特性来确定温度互感器1的管壁厚度，以确保当将所述温度互感器1的封口端插入温度不低于1700℃的金属液(例如，温度为1700℃～2500℃的钒铁合金液)中时，温度互感器1的管腔内的温度不高于1300℃或不高于1500℃。这里，所述耐火材料可以为航天用耐火材料，例如，所述耐火材料可以由蛭石、金属盐、固化剂、高温粘合剂制成，其中，金属盐起到散热的作用。

图2为根据本实用新型示例性实施例的检测金属液温度的温度互感器的温度特性图。图2中的温度互感器1采用蛭石、金属盐(散热剂)、固化剂、高温粘合剂等制成。如图2所示，在温度大约为2500℃的钒铁液中，随着温度互感器1的管壁厚度d的增加，温度互感器1的管腔内的温度逐渐减小。这里，温度互感器1的管壁厚度d等于其外径和内径之差，即，d＝r2-r1。当温度互感器1的管壁厚度d约为10.0mm时，温度互感器1的管腔内的温度不高于1300℃。可见，对于图2的温度互感器1，其管壁厚度应当不小于10.0mm，从而能够在测量温度为1700℃～2500℃的钒铁合金液时，确保温度互感器1的管腔内的温度不高于1300℃。温度互感器1的长度和外径大小可以根据需要确定。例如，温度互感器1的外径尺寸可以大约在的范围内，长度可以大约为500mm。

通常，普通K分度号的热电偶可以对0℃～1300℃范围内的温度进行准确测量；普通S分度号的热电偶可以对0℃～1500℃范围内的温度进行准确测量。因此，在本实用新型的示例性实施例中，在温度互感器1的管壁的厚度能够满足当将温度互感器1放入金属液时其管腔的温度不高于1300℃的情况下，可以采用普通K分度号的热电偶来测量温度互感器1的管腔内的温度(即，温度互感器1内壁的温度t₂)；在温度互感器1的管壁的厚度能够满足当将其放入金属液时其管腔的温度不高于1500℃的情况下，可以采用普通S分度号的热电偶来测量温度互感器1的管腔内的温度(即，温度互感器1内壁的温度t₂)。

通常，中钒铁或高钒铁生产过程中，钒铁液的温度在1700℃～2500℃的范围内。因此，本实用新型的金属液温度检测装置可用于检测中钒铁液或高钒铁液的温度，以准确获得中钒铁液或高钒铁液的温度，从而为判断中钒铁或高钒铁的冶炼是否终止提供参考。由于本实用新型的金属液温度检测装置能够准确测量金属液的温度，从而及时判断是否需要终止冶炼，因而可降低能耗。例如，对于采用电炉冶炼金属液的工艺而言，使用本实用新型的金属液温度检测装置能够节约电能。

对于本实用新型的金属液温度检测装置而言，其温度测量范围取决于形成预定管壁厚度的温度互感器的耐火材料的耐温范围和对应的温度特性。对于冶金行业而言，大多数金属液的温度不会高于2500℃。因此，本实用新型的金属液温度检测装置的测温范围可以为1700℃～2500℃。此外，在选取本实用新型的金属液温度检测装置的温度互感器所采用的耐火材料时，为了使所述金属液温度检测装置具有良好的寿命，还可以根据使用本实用新型的装置测温时温度互感器所处的场合，考虑采用具有较高的机械强度和抗腐蚀性的耐火材料。

另外，在使用本实用新型的金属液温度检测装置时，可以与冶金行业常用的破渣装置和升降装置结合使用。

综上所述，本实用新型的金属液温度检测装置能够采用常规的热电偶测温方式得到金属液(尤其是，温度高于1700℃的金属液)的温度，测量结果准确，并且能够为金属液冶炼的后续工艺的设定和实施提供依据。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以对上述示例性实施例作出各种修改。

Claims (5)

1.一种金属液温度检测装置，包括热电偶和补偿导线，其特征在于，所述金属液温度检测装置还包括温度互感器和显示控制器，其中，

所述温度互感器为由耐火材料形成的具有一个封口端的管，所述耐火材料能够耐受不低于1700℃的温度，所述温度互感器的管壁的厚度能够满足当所述温度互感器放入金属液时其管腔的温度不高于1300℃或不高于1500℃，所述热电偶放置于温度互感器的管腔中；

所述显示控制器通过补偿导线与热电偶连接，并能够将热电偶测得的温度转化为金属液的实际温度。

2.根据权利要求1所述的金属液温度检测装置，其特征在于，在所述温度互感器的管壁的厚度能够满足当所述温度互感器放入金属液时其管腔的温度不高于1300℃的情况下，所述热电偶为普通K分度号的热电偶；在所述温度互感器的管壁的厚度能够满足当所述温度互感器放入金属液时其管腔的温度不高于1500℃的情况下，所述热电偶为普通S分度号的热电偶。

3.根据权利要求1所述的金属液温度检测装置，其特征在于，所述显示控制器还包括设置在其中的温度转化装置。

4.根据权利要求1所述的金属液温度检测装置，其特征在于，所述金属液为中钒铁液或高钒铁液。

5.根据权利要求1所述的金属液温度检测装置，其特征在于，所述金属液的温度在1700℃～2500℃的范围内。

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