CN206580849U - 用于高炉内热电偶测温的校正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于高炉内热电偶测温的校正装置，箱体内有固体填充料，箱体内左边填充料中埋设两平行的高炉专用热电偶，热电偶感温端与固体填充物紧密接触，另一端固定在箱体上；右边固体填充料中埋有声波测温部分的空腔；空腔内充低压惰性气体，空腔壁上安发声装置，内有两声波接收装置；发声装置和声波接收装置的接收端在高度方向上处于同一直线上，两接收装置之间的距离固定，两高炉专用热电偶与接收装置同高。本实用新型埋设在高炉炉底、铁口附近、高炉底侧等铁水冲刷剧烈或者温度变化大的部位，左边的高炉热电偶、右边的声波测温装置会测出高炉内相应部位的实时温度，右边可以校正左边的。本实用新型结构简单、更换方便，测量结果精准。

Description

用于高炉内热电偶测温的校正装置

技术领域

本实用新型涉及高炉内温度控制与监测装置的技术领域，具体涉及一种用于高炉内热电偶测温的校正装置。

背景技术

作为钢铁工业上游主体工序的高炉炼铁，是钢铁工业的重要组成部分，对炼钢工业的发展与降耗节能都有重要的影响地位，其中高炉炉温一直是高炉工作者关注和研究的重点问题，高炉炉温也是高炉顺行的保证，同时是判断高炉炉况的一个重要指标。建立能指导高炉炼铁人员进行炉温控制和炉温状态监测不仅具有重要的理论价值，而且也具有重要的生产实践价值。对炉温的准确预报，将有助于提高炼铁操作水平，从而达到提高高炉利用系数和降低焦比的目的。然而，目前高炉内通过在铁口附近、高炉底部、高炉炉底拐角处等区域埋设高炉专用热电偶来测温的技术是有缺陷的。一方面高炉内炉况复杂，某些部位铁水冲刷剧烈，附近所埋设的高炉专用热电偶会出现松动，感温端无法与测量目标紧密接触导致所测温度不可靠。另一方面，专用热电偶的工作环境恶劣可能会使之损坏而导致测量温度不准确。

如果能准确地对高炉炉温进行预测和控制，一方面有利于实现高炉冶炼过程的自动化，提高炼铁水平；另一方面也对延长高炉寿命有利。因此本实用新型将声波测温技术引入到高炉中，既能充当测温装置，也能校正高炉热电偶的测温结果，从而监测高炉热电偶是否处于正常工作状态。

发明内容

本实用新型专利的目的是针对上述现状，旨在提供一种结构简单、埋设和检修方便、成本较低，测量结果精准的污染的用于高炉内热电偶测温的校正装置。

本实用新型的目的的实现方式为：用于高炉内热电偶测温的校正装置，箱体内由固体填充料填充；箱体内左边的填充料中埋设有两平行的高炉专用热电偶，热电偶感温端与填充物之间紧密接触，另一端提高通过铜制导线固定在箱体上；箱体内右边的填充料中埋设有声波测温部分的空腔；空腔内充有低压惰性气体，空腔壁上安有发声装置，空腔内有两声波接收装置；两发声装置和声波接收装置的接收端在高度方向上处于同一条直线上，且两接收装置之间的距离是固定的S；两高炉专用热电偶与接收装置同高度；所述S＝80mm。

本实用新型埋设在高炉炉底、铁口附近、高炉底侧等铁水冲刷剧烈或者温度变化大的部位，如陶瓷杯拐角处、高炉炉底密封板两侧，工作过程中，左侧的高炉热电偶会测出高炉内相应部位的实时温度，右侧的声波测温装置也会测出同一部位的实时温度，而右侧的声波测温装置测出的温度可以校正左侧的高炉热电偶测温的真实性，测出的温度相对于高炉热电偶测出的温度更加精准。

本实用新型具有以下积极效果：

1、将高炉热电偶测温和声波测温同时使用，两种测温方式可以对比，使测出的温度更加精准，以通过结果综合判断炉况；

2、由于右侧增设声波测温装置，声波测温装置可以判断所埋设的高炉热电偶是否正常工作或者是否损坏；

3、整体内设在箱体内，埋设和检修比较方便，箱体和填充料对热电偶有保护作用，因此不用考虑热电偶因工作环境恶劣而导致的感温端松动的情况发生；

4、结构简单而实用，测量效果好，成本较低。

本实用新型结构简单、埋设和检修方便、成本较低和测量结果精准。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图，

图2为本实用新型右侧半剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。

参照图1、2，箱体1内由固体填充料2填充。所述箱体1的材质是易导热高温耐火材料，不会对热量传递产生阻隔。所述箱体为400×200×200mm的箱体，所述固体填充料是炭砖的小块状耐火材料，块状填充料大小一致，成分均匀，能合理地填充满箱体的空余部分。

箱体内左边的填充料中埋设有两平行的高炉专用热电偶，热电偶感温端与填充物之间紧密接触；另一端提高通过铜制导线7固定在箱体上。空腔尺寸为80×60×160mm。所述高炉专用热电偶为高炉专用的高温高压热电偶，型号为WRNG-430，采用“K”分度号。所述铜制导线7是具有的强度可以固定支撑热电偶与声波接收装置，并且能将电流信号传递至箱体外的导线。

箱体右边内的填充料中埋设有声波测温部分的空腔3，空腔3是80×60×160mm的小长方体。空腔内充有低压惰性气体，低压惰性气体是是氮气，内部压强为0.5atm，氮气在高炉工作温度下性质稳定。

空腔壁上安有发声装置5，内有声波接收装置4，发声装置5和声波接收装置4的接收端在高度Z方向方向上处于同一条直线上。所述发声装置5及声波接收装置4均能在高炉温度下正常工作。两高炉专用热电偶与接收装置同高度。

所述发声装置5、声波信号接收装置4是超声波微型直探头，型号是2.5P6，由外壳、保护膜、压电晶片、吸声材料等组成，超声波的发射/接收均由压电晶片完成；保护膜采用高硬度刚玉片，耐高温；吸声材料用来吸收晶片背面的噪声。

空腔内的两接收装置之间的距离是固定的S，所述S＝80mm。

本实用新型的基本原理是基于声波在气体介质中的传播速度是该气体组分和绝对温度的函数,由于两声波接收装置4之间的距离S为已知的常数，通过测量声波在两个接收装置4之间的传播时间t，可以确定声波在传播路径上的平均速度c。再根据公式：

式中c：声波的传播速度m/s；

γ：气体绝热指数(等于定压比热容与定容比热容之比)；

R：气体常数，8.314J/(mol·k)；

m：气体摩尔量，kg/mol；

T：气体绝对温度，K；

γ·R/m＝Z，对于特定气体Z为常数。

便可以求出声波传播路径上惰性气体的平均温度。而在空腔体积小，固体填充料与空腔内气体紧密接触，箱体及固体填充料传热良好的条件下可认为空腔内气体的温度与固体填充料温度一致。

由上面的分析可知，采用声学法测量高炉内局部温度时需要确定以下基本物理量：1、两个声波接收装置之间的距离；2、被测气体的组成成分、状态参量，从而确定气体的绝热指数和气体常数；3、声波两接收装置之间的传播时间。

本实用新型埋设在高炉炉底、铁口附近、高炉底侧等铁水冲刷剧烈或者温度变化大的部位，如陶瓷杯拐角处、高炉炉底密封板两侧，工作过程中，左边的高炉热电偶会测出高炉内相应部位的实时温度，右边的声波测温装置也会测出同一部位的实时温度，而右边的声波测温装置测出的温度可以校正左边的高炉热电偶测温的真实性，测出的温度相对于高炉热电偶测出的温度更加精准。

本实用新型结构简单、使用方便、测量结果精准、使用寿命长。

Claims (10)

1.用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于：箱体内由填充料填充；箱体内左边的填充料中埋设有两平行的高炉专用热电偶，热电偶感温端与填充物之间紧密接触，另一端提高通过铜制导线固定在箱体上；箱体内右边的填充料中埋设有声波测温部分的空腔；空腔内充有低压惰性气体，空腔壁上安有发声装置，空腔内有两声波接收装置；两发声装置和声波接收装置的接收端在高度方向上处于同一条直线上，且两接收装置之间的距离是固定的S；两高炉专用热电偶与接收装置同高度。

2.根据权利要求1所述的用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于:所述两接收装置之间的距离S＝80mm。

3.根据权利要求1所述的用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于:高炉专用的高温高压热电偶，型号为WRNG-430，采用“K”分度号。

4.根据权利要求1所述的用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于:发声装置、声波信号接收装置是超声波微型直探头，型号是2.5P6，由外壳、保护膜、压电晶片、吸声材料组成。

5.根据权利要求1所述的用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于:所述箱体的材质是易导热高温耐火材料，不会对热量传递产生阻隔。

6.根据权利要求1所述的用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于:空腔是80×60×160mm的小长方体。

7.根据权利要求1所述的用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于:空腔内充有的低压惰性气体是氮气，内部压强为0.5atm。

8.根据权利要求1所述的用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于:铜制导线是具有的强度可以固定支撑热电偶与声波接收装置，并且能将电流信号传递至箱体外的导线。

9.根据权利要求1所述的用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于:固体填充料是炭砖的小块状耐火材料，块状填充料大小一致，成分均匀。

10.根据权利要求1所述的用于高炉内热电偶测温的校正装置，其特征在于:箱体为400×200×200mm的箱体。