CN202849470U - 一种三通道炉风口炉况监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三通道炉风口炉况监测装置。该监测装置由外筒形成整体，外筒包括炉风口对接口与筒体，炉风口对接口与炉的风口窥视孔相匹配。外筒内部设置通道分光系统，使得来自炉风口的辐射光分别进入三个通道，即人眼观察通道、测温系统通道、摄像系统通道，在人工目测炉况的同时实现炉现场炉内风口温度的测量，以及通过图像记录观察炉内工况，实现三通道功能。通过使用该装置，操作者不仅可以继续用肉眼观察炉况，而且具备现场风口测温功能，还能进行图像记录。这一装置为炉操作者提供了极大的方便，解决了操作者由于个体经验差异较大带来的判断失误问题。

Description

一种三通道炉风口炉况监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种三通道炉风口炉况监视装置，可用于炉生产监测，属于冶金仪表领域。

背景技术

高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，是钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

由于高炉在钢铁行业中的普遍应用，对其生产运行过程的监控也是必须考虑的。目前，高炉基本上还是一个“黑箱”，国内绝大部分中小高炉都是靠在高炉每个送风支管的直吹管上安装风口窥视孔，通过此窥视孔，操作者用肉眼直接对风口内的工况进行观察和监视，以判断高炉炉况是否正常，如高炉内部的风口位置是否漏水破裂，是否堆料以及喷煤情况等。通过窥视孔，还可以判断高炉炉内温度是否正常，并将其作为控制高炉运行的重要依据。所有这些工作，主要是靠人的肉眼来完成的。这种方法不连续，而且，由于操作者个体经验的差异，使得判断准确程度也有差异。 

此外，不仅仅高炉存在这样的问题，对于许多具有窥视孔的基本封闭炉（例如各种工业窑炉）而言，都存在仅依靠人工肉眼判断有很大误差的问题。

发明内容

对于基本封闭炉来说，仅靠人眼观察判断是不够的。本实用新型为了克服现有的通过人眼判断炉炉况的不足，提供一种三通道的炉风口炉况监测装置。操作者不仅可以继续用肉眼观察炉况，同时具备现场风口测温功能，还能进行图像记录。这一装置为炉操作者提供了极大的方便，解决了操作者由于个体经验差异较大带来的判断失误问题。而且，风口内温度的高低、明亮程度等，一定程度上是必须依赖操作者在现场用肉眼观察来判断实际炉况并进行调整的。

按照本实用新型的设计方案，提供一种三通道的炉风口炉况监测装置。该监测装置由外筒形成整体，外筒包括炉风口对接口和筒体，炉风口对接口与炉的风口窥视孔相匹配。外筒内部邻近炉风口对接口处设置通道分光系统，使得来自炉风口的辐射光分别进入三个通道，即人眼观察通道、测温系统通道、摄像系统通道，在人工目测炉况的同时实现炉现场炉内风口温度的测量，以及通过图像观察炉内工况，实现三通道功能。

优选地，一种通道分光系统由第一分光镜、第二分光镜及反光镜组成，第一分光镜对应于炉风口对接口设置并与炉风口对接口成一定角度，经过第一分光镜的光分为两部分，一部分进入测温系统通道，另一部分射向第二分光镜；光束经过第二分光镜分为两部分，一部分进入人眼目测通道，利用人工目测开口进行现场观测；另一部分射向反光镜；经反光镜反射后的光束进入摄像系统通道。

更优选地，第一分光镜、第二分光镜及反光镜为上下设置。

优选地，还提供了另一种通道分光系统。该通道分光系统由扩束镜、三角棱镜和镜面挡光板组成，三角棱镜与镜面挡光板对置设置，来自炉风口的辐射光先经过扩束镜，之后一部分经过三角棱镜进行摄像系统通道，一部分经过镜面挡光板与对面的三角棱镜的一个镜面组成的腔式通道，进而进入人眼观察通道与测温系统通道。

更优选地，三角棱镜为玻璃三角棱镜。

优选地，测温系统通道内设置红外测温装置，能够进行温度的在线显示。

优选地，摄像系统通道内设置摄像装置，具有炉风口炉况图像监视记录功能及能够进行图像在线显示。

优选地，本实用新型三通道炉风口炉况监测装置用于高炉上。

本实用新型具有以下优势或特点：

本实用新型为一种三通道炉风口炉况监测系统，主要功能是以测温、成像为主，肉眼观察为辅，组成一套三位一体的炉风口观测装置。使用该装置，操作者不仅可以用肉眼现场观察炉况，还具备现场风口测温的功能，同时还能进行风口工况图像记录、显示。这将为炉冶炼及其他工业窑炉的使用提供科学操作的依据，解决操作者由于个体经验差异较大带来的判断失误问题，将会给炉冶炼及其他工业窑炉的使用带来巨大的潜在的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型三通道炉风口炉况监测装置结构示意图。

图2是本实用新型一个优选实施例的通道分光系统示意图。

图3是本实用新型另一优选实施例的通道分光系统示意图。

图4是本实用新型三通道炉风口炉况监测装置成型示意图。

图5是本实用新型三通道炉风口炉况监测装置工作原理示意图。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型不应局限于高炉应用，而是可以用于观察任何具有窥视孔的基本封闭炉（例如各种工业窑炉）的内部状况。

参见附图1，三通道炉风口炉况监测装置由外筒4形成整体，包括炉风口对接口1和筒体，内部设置通道分光系统2、摄像镜头3、人眼目测通道5、摄像装置6、红外测温通道7、人工目测开口8、接线端子9、信号输出口10、电源口11。外筒4可以采用各种合适的形状，如圆筒、锥筒、矩形筒、椭圆形筒等，只要不妨碍安装、监测即可。炉风口对接口1邻近炉风口安装，构造成与炉的风口窥视孔相匹配。

紧邻炉风口对接口1设置通道分光系统2，通道分光系统2可将来自炉风口的辐射光分为三个通道，分别为通道14、通道15、通道16。优选实施例1具体结构参见附图2。附图2中，通道分光系统2由扩束镜17和三角棱镜12、镜面挡光板18组成。扩束镜17设置于炉风口对接口1右部（参见附图1），经过扩束镜17的光束经过并置的三角棱镜12和镜面挡光板18，经过三角棱镜12的光束通过通道14，通道14接摄像镜头3；镜面挡光板18与对面三角棱镜12的一个镜面组成腔式通道13，对应通道15、通道16。通道15接红外测温通道7形成测温系统通道，其中外筒4与红外测温通道7对应处设置接线端子9；通道16与设置于外筒4上的人工目测开口8连通，形成人眼观察通道。

装置使用时，炉风口辐射出的光经通道分光系统分为三束，第一束接摄像装置，以图像监测炉风口内部工况；腔式通道再把其余的光分为两束，一束经人工目测开口供继续进行传统的人工监测用；另一束经过测温通道供红外测温检测用。

本实用新型还提供了通道分光系统的另一优选实施例2，具体结构参见附图3。附图3中，通道分光系统由上下设置的第一分光镜22、第二分光镜23及反光镜24组成。第一分光镜22设置于邻近炉风口对接口1右方并与炉风口对接口1成一定角度，在第一分光镜22的右方设置有测温通道7。在第一分光镜22的上方设置有第二分光镜23，光束经过第二分光镜23分为两部分，一部分进入人眼目测通道，利用人工目测开口8进行现场观测；另一部分射向反光镜24。经反光镜24反射后的光束进入摄像系统通道，摄像系统通道中设置有摄像装置6。

由两面分光镜和一面反光镜面组成的通道分光系统可将炉风口辐射光分为三束，一束接摄像装置监测炉风口内部工况；一束经人眼观测孔供继续进行传统的人工监测用；第三束光接测温通道供测温装置检测温度用。优选地，测温装置为红外测温装置。

三通道炉风口炉况监测装置成型后，示意图见附图4。

本实用新型可以在人工目测炉炉况的同时实现炉现场炉内风口温度的测量和通过图像观察炉内炉料运动、喷煤等冶炼状况，实现三通道功能。工作原理图参见附图5。

优选地，该炉风口炉况监测装置应用于高炉风口炉况监测。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种炉风口炉况的监测装置，由外筒（4）形成整体，外筒（4）包括炉风口对接口（1）和筒体，炉风口对接口（1）与炉的风口窥视孔相匹配；其特征在于：筒体内部邻近炉风口对接口（1）处设置通道分光系统（2），使得来自炉风口的辐射光分别进入三个通道，即人眼观察通道、测温系统通道、摄像系统通道，在人工目测炉况的同时实现现场炉内风口温度的测量，以及通过图像记录观察炉内工况，实现三通道功能。

2.根据权利要求1所述的一种炉风口炉况的监测装置，其特征在于：所述炉为高炉。

3.根据权利要求2所述的一种炉风口炉况的监测装置，其特征在于：通道分光系统由第一分光镜（22）、第二分光镜（23）及反光镜（24）组成，第一分光镜（22）对应于炉风口对接口（1）设置并与炉风口对接口（1）成一定角度，经过第一分光镜（22）的光分为两部分，一部分进入测温系统通道，另一部分射向第二分光镜（23）；

光束经过第二分光镜（23）分为两部分，一部分进入人眼目测通道，利用人工目测开口进行现场观测；另一部分射向反光镜（24）；

经反光镜（24）反射后的光束进入摄像系统通道。

4.根据权利要求3所述的一种炉风口炉况的监测装置，其特征在于：第一分光镜（22）、第二分光镜（23）及反光镜（24）为上下设置。

5.根据权利要求2所述的一种炉风口炉况的监测装置，其特征在于：通道分光系统（2）由扩束镜（17）、三角棱镜（12）和镜面挡光板（18）组成，三角棱镜（12）与镜面挡光板（18）对置设置，来自炉风口的辐射光先经过扩束镜（17），之后一部分经过三角棱镜（12）进入摄像系统通道，一部分经过镜面挡光板（18）与对面的三角棱镜（12）的一个镜面组成的腔式通道（13），进而分别进入人眼观察通道与测温系统通道。

6.根据权利要求5所述的一种炉风口炉况的监测装置，其特征在于：三角棱镜（12）为玻璃材质。

7.根据权利要求1-6之一所述的一种炉风口炉况的监测装置，其特征在于：摄像系统通道内设置摄像装置，具有炉风口炉况图像监视记录功能及能够进行图像在线显示。

8.根据权利要求7所述的一种炉风口炉况的监测装置，其特征在于：测温系统通道内设置红外测温装置，能够进行温度的在线显示。

9.根据权利要求3或4或8所述的一种炉风口炉况的监测装置，其特征在于：第一分光镜（22）、第二分光镜（23）、反光镜（24）至少之一为玻璃材质。

10.根据权利要求7所述的一种炉风口炉况的监测装置，其特征在于：第一分光镜（22）、第二分光镜（23）、反光镜（24）至少之一为玻璃材质。

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