CN206065391U - 具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，包括钢包壳体，钢包壳体内侧浇筑有钢包保温层，钢包保温层内壁浇筑有钢包永久层，钢包永久层内侧浇筑或砌筑有钢包工作层，钢包工作层在侵蚀磨损最严重的渣线部位至少设置有一块传热预警砖，传热预警砖贯穿钢包永久层和钢包保温层设置，传热预警砖一端与钢包壳体内壁完全贴合，传热预警砖另一端嵌入钢包工作层外壁中；传热预警砖内部嵌置有测温热电偶，钢包壳体表面位于传热预警砖贴合部位附近设置有至少一个用于安装测温装置的钢壳固定测温点。本实用新型可根据温度在线监测炉衬厚度并自动报警，以便于快速识别钢包炉衬残厚，较现有人工判断方法更有效和准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢铁或其他有色金属冶炼生产中的钢包，具体指一种具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包。
背景技术
盛钢桶俗称钢包或者大罐，一般用于盛装和输送钢水。钢包在使用时会沿着筒壁砌筑一道或多道隔热材料形成钢包炉衬结构，钢包内耐火材料接触钢水一侧，位于钢水液面高度位置称之为钢包渣线，此处耐火材料极易受到钢渣侵蚀，炉衬耐火材料一旦侵蚀过度，很容易导致钢水穿包的事故；而目前钢包在周转过程中，其包壁耐火材料处于红热状态，该耐火材料受钢渣侵蚀之后的残余厚度基本上是靠操作人员肉眼通过经验判断，并没有一个切实有效的鉴定方法。这种靠经验判断方法，肉眼判断钢包残厚误差较大，且操作人员经验水平参差不齐，判断残厚的结果也相差较大，最终导致无法准确地判断钢包包壁耐火材料的侵蚀程度，若是钢包包壁耐火材料侵蚀程度过深，没有发现，很容易导致钢水穿包的事故；而如果包壁耐火材料残厚远大于规定的安全残厚就被误判而下线，就会大大浪费耐火材料资源，进而大幅提升了炼钢成本。
申请号为201420613653.2的中国实用新型专利公开了一种具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，其预警功能的实现是在某些池壁状中部空腔填充一块熔点与钢水接近的金属块，钢水侵蚀到该部位，金属块熔化发出明亮的颜色，肉眼观察到后作出判断。该判断方法存在的问题主要有：1、钢包只有处在某些肉眼可观察的位置和状态才能进行人工观察，无法全程实时监测第一时间作出预警；2、金属块很快熔于钢水，池壁砖上露出较深的空腔，加剧了炉衬的破坏，对钢包运行的安全不利。
申请人还检索到以下专利公开文件，如ZL201420516108.8公开一种双层保温钢包内衬，其特点是其保温层为内隔热层与外隔热层组成复合隔热层；ZL201320526346.6公开一种安全钢包内衬和ZL201420661345.1一种安全工作层钢包内衬，其特点均是在永久层与工作层之间加了一层砖砌的安全层；ZL201220631398.5公开一种寿命延长型钢包是通过将钢包底部水口一侧的无碳钢包砖加厚15-25mm以延长钢包的使用寿命；ZL201420019631.2公开一种钢包包壁预制砖的砌筑结构，其特点是包壁工作层预制砖采用斜形砖砌筑，并依次设置每一层砖的厚度，在浇筑包底时浇注层形成凸字，防止包底浇注层在钢包倾倒钢渣时松动脱落，提高其寿命。上述专利均从延长钢包耐火材料寿命角度对钢包炉衬进行优化，但并未彻底解决炉衬残厚不易准确观察的问题。
发明内容
本实用新型的目的就是要克服现有技术存在的缺陷，提供一种具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，可根据温度在线监测炉衬厚度并自动报警，以便于快速识别钢包炉衬残厚。
为实现上述目的，本实用新型所设计的具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，包括钢包壳体，所述钢包壳体内侧浇筑有钢包保温层，所述钢包保温层内壁浇筑有钢包永久层，所述钢包永久层内侧浇筑或砌筑有钢包工作层，其特征在于：所述钢包工作层在侵蚀磨损最严重的渣线部位至少设置有一块传热预警砖，所述传热预警砖贯穿钢包永久层和钢包保温层设置，所述传热预警砖一端与钢包壳体内壁完全贴合，所述传热预警砖另一端嵌入所述钢包工作层外壁中；所述传热预警砖内部嵌置有测温热电偶，所述钢包壳体表面位于传热预警砖贴合部位附近设置有至少一个用于安装测温装置的钢壳固定测温点。
作为优选方案，所述测温热电偶为贯穿嵌置在传热预警砖内部的多头热电偶，所述测温热电偶的第一测温探头位于传热预警砖与钢包工作层外壁相嵌入处，所述热电偶的第二测温探头位于钢包永久层与钢包保温层的交界处。这样，可以实现分阶段预警及检测炉衬厚度。
作为优选方案，所述传热预警砖在钢包工作层侵蚀磨损最严重的渣线部位沿周向均匀布置。这样，可以重点监测炉衬最容易受侵蚀的部位，提高钢包使用安全性。
作为优选方案，所述传热预警砖斜向布置，其朝向钢包壳体的一端位于钢包满载钢水液面的上方，其另一端嵌入钢包工作层的深度为0～50mm，与渣线部位的高度对应。
作为优选方案，所述传热预警砖为镁铝尖晶石或高导热耐钢水钢渣侵蚀材质耐火砖。
本实用新型的优点在于：采用上述结构的冶炼钢包一方面可在钢包运行全过程中实施监测炉衬的残余状况，超过极限可即时自动报警；无需使用肉眼观察的方式，也减少了人为因素造成的误判；在肉眼无法对钢包内部进行观察的情况下也能实时监测，安全余量大；另一方面所设计的传热预警砖不破坏钢包原有的炉衬结构，不影响钢包的安全性，而传热预警砖采用优质耐火材料，可以抵抗钢水钢渣的侵蚀，不会带来安全隐患。
附图说明
图1为一种具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包的结构示意图。
图2为图1中的局部放大结构示意图。
图中：钢包工作层1；传热预警砖2；钢包永久层3；钢包保温层4；钢包壳体5；第一测温点6；第二测温点7；测温热电偶8；钢壳固定测温点9
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1～2中所示的具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，包括钢包壳体5，钢包壳体5内侧浇筑有钢包保温层4，钢包保温层4内壁浇筑有钢包永久层3，钢包永久层3内侧浇筑或砌筑有钢包工作层1，钢包工作层1在侵蚀磨损最严重的渣线部位10沿周向均匀布置有一圈若干块传热预警砖2，传热预警砖2为单块整体预制砖，材质为镁铝尖晶石或其它高导热耐钢水钢渣侵蚀材质耐火砖。传热预警砖2贯穿钢包永久层3和钢包保温层4斜向布置，传热预警砖2一端与钢包壳体5内壁完全贴合，位于钢包满载钢水液面的上方；传热预警砖2另一端嵌入钢包工作层1约为0～50mm的深度位于钢包渣线10高度位置；传热预警砖2内部嵌置设有测温热电偶8，钢包壳体5表面位于传热预警砖2贴合部位附近设置有至少一个用于安装测温装置的钢壳固定测温点9。测温热电偶8为贯穿嵌置在传热预警砖2内部的多头热电偶，测温热电偶8的第一测温探头6位于传热预警砖2与钢包工作层1外壁相嵌入处，热电偶8的第二测温探头7位于钢包永久层3与钢包保温层4的交界处。
钢包壳体5表面的一个或多个钢壳固定测温点9均安装有测温装置，对其温度进行实时监测和记录，并传送到控制系统。钢壳固定测温点9位于钢包内钢水液面的上方，正常状态下其温度较低，当钢水及钢渣对钢包工作层1磨损超过限值，致使传热预警砖2端面暴露于钢水或钢渣中，由于传热预警砖2的导热系数远远高于钢包永久层3和钢包保温层4，钢水的热量透过传热预警砖2传导到钢包表壳的钢壳固定测温点9，致使测温点温度显著升高。固定测温点的正常温度及超限温度均能事先根据炉衬的材质、厚度等数据计算出参考范围。一旦测温点测得温度超过预定值，系统会自动发出报警信号。
传热预警砖2内预埋多头测温热电偶8，传热预警砖2在接触工作层的端面设有第一测温点6，即预警点。在接近钢包永久层3外表面深度位置为第二测温点7，即紧急报警点。测温点的温度监测情况实施传送到控制系统。当钢水钢渣接触第一测温点6造成该点失效时，发出预警信号，炉衬还能短时间继续使用。当第二测温点1失效，钢包必须马上停用。该测温热电偶8测温报警与钢包表面测温预警共同作用，提高钢包运行的安全性。
而且在本设计中传热预警砖2自身具有良好的耐钢水及钢渣侵蚀能力，所以在一定时间内暴露在钢水中不会影响炉衬结构及钢包的安全性，足以保证钢包完成单次作业后再进行处理。
Claims (5)
1.一种具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，包括钢包壳体(5)，所述钢包壳体(5)内侧浇筑有钢包保温层(4)，所述钢包保温层(4)内壁浇筑有钢包永久层(3)，所述钢包永久层(3)内侧浇筑或砌筑有钢包工作层(1)，其特征在于：所述钢包工作层(1)在侵蚀磨损最严重的渣线部位(10)至少设置有一块传热预警砖(2)，所述传热预警砖(2)贯穿钢包永久层(3)和钢包保温层(4)设置，所述传热预警砖(2)一端与钢包壳体(5)内壁完全贴合，所述传热预警砖(2)另一端嵌入所述钢包工作层(1)外壁中；所述传热预警砖(2)内部嵌置有测温测温热电偶(8)，所述钢包壳体(5)表面位于传热预警砖(2)贴合部位附近设置有至少一个用于安装测温装置的钢壳固定测温点(9)。
2.根据权利要求1所述的具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，其特征在于：所述测温测温热电偶(8)为贯穿嵌置在传热预警砖(2)内部的多头测温热电偶，所述测温测温热电偶(8)的第一测温探头(6)位于传热预警砖(2)与钢包工作层(1)外壁相嵌入处，所述测温热电偶(8)的第二测温探头(7)位于钢包永久层(3)与钢包保温层(4)的交界处。
3.根据权利要求1或2所述的具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，其特征在于：所述传热预警砖(2)在钢包工作层(1)侵蚀磨损最严重的渣线部位(10)沿周向均匀布置。
4.根据权利要求1或2所述的具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，其特征在于：所述传热预警砖(2)斜向布置，其朝向钢包壳体(5)的一端位于钢包满载钢水液面的上方，其另一端嵌入钢包工作层(1)的深度为0～50mm，与渣线部位(10)的高度对应。
5.根据权利要求1或2所述的具有炉衬厚度在线检测预警功能的冶炼钢包，其特征在于：所述传热预警砖(2)为镁铝尖晶石或高导热耐钢水钢渣侵蚀材质耐火砖。
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