CN202730195U - 一种炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置，包括设有取样管的烟气分析仪，还包括设有冷却水夹层的冷却水箱，所述烟气分析仪设于冷却水箱的内腔内，所述冷却水夹层设有连通大气与冷却水的第一排气管，所述冷却水箱外层包裹有耐火纤维毯，所述包裹冷却水箱的耐火纤维毯外设有固定钢箱，所述冷却水箱内设有连通内腔和大气的第二排气管。本实用新型可以对钢坯表面的气氛进行连续取样分析，能够测得钢坯表面的气氛分布，可以广泛应用于钢坯加工领域。

Description

一种炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及钢坯加工领域，特别是涉及一种炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置。

背景技术

为了研究加热炉供热制度、制定和优化钢坯合理的加热工艺制度，均需对钢坯在炉内加热过程中的炉内气氛进行直接在线连续测量。对于一些对表面气氛非常敏感的钢种如重轨、弹簧钢等一些高碳钢，钢坯表面的气氛组成对钢种的表面质量有着至关重要的关系。

在本实用新型发明以前，国内轧钢加热炉一般采用氧化锆残氧分析仪对烟气残氧量进行检测，并将该参数作为参考值对空燃比进行修正来控制炉内的气氛。由于残氧量分析仪一般安装在炉顶或炉墙，使得仪器取样的烟气并不是钢坯表面的烟气，测得的数值并不能完全、准确地反映钢坯表面的气氛，如果将其作为指导值来调整空燃比，显然有很大的不足。此外，在理想情况下，加热炉各炉段都应配备氧量检测，分别修正各段空燃比，但是由于残氧量分析仪数量有限，一般一座加热炉仅在炉尾安装一台，其取样点离钢坯很远，它只是反应残氧量分析仪安装处的的综合气氛情况，只能反映炉尾排出烟气的综合气氛，并不能反应钢坯表面实际情况。

针对在线残氧量分析仪的局限性，对炉内气氛的监控和测试诊断还可以使用便携式烟气分析仪逐点测量分析的办法，即将取样管从临时孔洞插入炉内利用抽气泵抽取炉内烟气到便携式烟气分析仪进行测量分析的的方式。这种方法虽然能够对炉子更多的位置进行测量，但是加热炉不可能在所有位置都开口取样，因此加热炉的取样点（包括窥视孔、热电偶孔或取压孔）沿炉长方向一般只有有限的几个，且在这些取样位置取样管也很难到达钢坯表面上任意的位置进行取样，也无法完全获得钢坯在炉内加热过程中的表面的气氛状况。

由以上可见，炉内钢坯温度在线测试技术中，现有的将取样管插入炉内取样到炉外检测只能测到炉内的若干几个局部点的气氛状况，钢坯表面在整个加热过程中其表面上的气氛状况无法获得，而通过设定空燃比来调整炉内气氛也不能真实反映钢坯表面气氛实际状况。

实用新型内容

鉴于钢坯表面气氛对钢坯表面质量的重要性，本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置，以掌握加热过程中的钢坯表面气氛状况，从而控制加热炉操作工艺参数，达到优化加热工艺、提高表面质量的目的。

本实用新型提供的一种炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置，包括设有取样管的烟气分析仪，还包括设有冷却水夹层的冷却水箱，所述烟气分析仪设于冷却水箱的内腔内，所述冷却水夹层设有连通大气与冷却水的第一排气管，所述冷却水箱外层包裹有耐火纤维毯，所述包裹冷却水箱的耐火纤维毯外设有固定钢箱，所述冷却水箱内设有连通内腔和大气的第二排气管。

在上述技术方案中，还包括将内腔封闭的水冷堵头，所述水冷堵头为一空箱，所述取样管穿过水冷堵头与大气连通，所述第一排气管穿过水冷堵头与大气连通。

在上述技术方案中，所述烟气分析仪和取样管之间设有输送钢管，所述输送钢管的输入端与取样管输出端连接，所述输送钢管的输出端穿过水冷堵头通过软管与烟气分析仪的输入端相连。

在上述技术方案中，所述取样管由由由里向外设置的陶瓷管、耐火纤维层、耐高温钢丝和耐热钢管组成。

在上述技术方案中，耐火纤维毯通过耐热钢丝将冷却水箱包裹住。

本实用新型的炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置，具有以下有益效果：（1）烟气分析仪随钢坯一起在炉内运行，可以对钢坯表面的气氛进行连续取样分析，能够测得钢坯表面上沿炉长方向的气氛分布；（2）可根据测试的需要，选取合适长度的取样管使取样管的端部能够测量炉宽方向的任意位置，因此本装置能够测得炉内沿炉宽方向的钢坯表面气氛分布。

附图说明

图1为本实用新型炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置的整体结构示意图；

图2为图1中取样管的横截面结构示意图；

图3为图1中水冷堵头暨随附部件的结构示意图；

图4为图3中A向的结构示意图；

图5为炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置使用状态结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。

参见图1，本实用新型炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置包括烟气分析仪1、取样管2、冷却水箱3、第一排气管4、耐火纤维毯5、固定钢箱6、第二排气管7、水冷堵头8、输送钢管9、软管10和耐热钢丝11。

所述取样管2设置于烟气分析仪1的输入端，在本实施例中，参见图2，所述取样管2由由由里向外设置的陶瓷管2.1、耐火纤维层2.2、耐高温钢丝2.3和耐热钢管2.4组成，因为钢坯12周围温度高，为防止钢坯12周围的空气与耐热钢管2.4反应，所述耐热钢管2.4内要填充陶瓷管2.1、耐火纤维层2.2和耐高温钢丝2.3；所述输送钢管9设于烟气分析仪1和取样管2之间，输送钢管9的输入端与取样管2输出端连接，输送钢管9的输出端通过软管10与烟气分析仪1的输入端相连，当取样气体经过取样管2进入输送钢管9时温度已大为降低，不会再与输送钢管9发生反应，所以输送钢管9内部不用再采用防护措施，在最优实施例中，所述软管10采用硅橡胶制成，所述输送钢管9与软管10连接的部位采用绝缘密封胶布缠紧密封。

所述冷却水箱3设有冷却水夹层3.1和内腔3.2，所述烟气分析仪1设于内腔3.2内，所述第一排气管4设于冷却水夹层3.1内，能够连通大气与冷却水，这是因为由于钢坯12周围的温度很高，为避免冷却水夹层3.1中的水沸腾膨胀损坏冷却水夹层3.1，特地设置第一排气管4使水蒸汽蒸发出去；所述第二排气管7设于冷却水箱3内，可以连通内腔3.2和大气，这是因为取样气体经取样管2进入烟气分析仪1后，测试完的取样气体会聚集在内腔3.2，如果没有设置第二排气管7，外面取样的气体就不会源源不断地进入到烟气分析仪1，也就无法做到连续取样分析，在本实施例中，参见图3至图4，所述水冷堵头8用于将内腔3.2封闭，因为需要将内腔3.2与外界挖通才能将烟气分析仪1置于内腔3.2内，水冷堵头8用于将这个缺口堵上，一方面起到保温的作用，使外界的高温不致将烟气分析仪1烤坏，另一方面可以使经过输送钢管9的取样气体冷却，保护烟气分析仪1，所述水冷堵头8为一空箱，所述输送钢管9穿过水冷堵头8，所述第一排气管4穿过水冷堵头8与大气连通，在最优实施例中，所述水冷堵头8、输送钢管9和第一排气管4均焊接在一起。

所述耐火纤维毯5包裹于冷却水箱3外层，所述固定钢箱6设于包裹冷却水箱3的耐火纤维毯5外面，在本实施例中，耐火纤维毯5通过耐热钢丝11将冷却水箱3包裹住。

参见图5，所述炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置焊接在钢坯12上并随钢坯12一起送入炉内（图中未示出），测试钢坯12在炉内运行过程中，钢坯12表面的气体通过取样管2输送到烟气分析仪1内进行实时在线分析记录存储。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置，包括设有取样管（2）的烟气分析仪（1），其特征在于：还包括设有冷却水夹层（3.1）的冷却水箱（3），所述烟气分析仪（1）设于冷却水箱（3）的内腔（3.2）内，所述冷却水夹层（3.1）设有连通大气与冷却水的第一排气管（4），所述冷却水箱（3）外层包裹有耐火纤维毯（5），所述包裹冷却水箱（3）的耐火纤维毯（5）外设有固定钢箱（6），所述冷却水箱（3）内设有连通内腔（3.2）和大气的第二排气管（7）。

2.根据权利要求1所述的炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置，其特征在于：还包括将内腔（3.2）封闭的水冷堵头（8），所述水冷堵头（8）为一空箱，所述取样管（2）穿过水冷堵头（8）与大气连通，所述第一排气管（4）穿过水冷堵头（8）与大气连通。

3.根据权利要求2所述的炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置，其特征在于：所述烟气分析仪（1）和取样管（2）之间设有输送钢管（9），所述输送钢管（9）的输入端与取样管（2）输出端连接，所述输送钢管（9）的输出端穿过水冷堵头（8）并通过软管（10）与烟气分析仪（1）的输入端相连。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置，其特征在于：所述取样管（2）由由由里向外设置的陶瓷管（2.1）、耐火纤维层（2.2）、耐高温钢丝（2.3）和耐热钢管（2.4）组成。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的炉内钢坯表面气氛在线测试跟踪装置，其特征在于：耐火纤维毯（5）通过耐热钢丝（11）将冷却水箱（3）包裹住。

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