CN206875941U - 一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，包括：被监测的电弧炉；多个红外测温仪，通过支架安装于所述电弧炉的摇架设备的基础上，用于扫描所述电弧炉的炉底，得到所述炉底的实时温度数据；数据转发装置，通过信号线与所述多个红外测温仪相连接，用于接收多个红外测温仪的所述实时温度数据，并将所述实时温度数据发送至所述上位机；显示装置，通过以太网与所述数据转发装置相连接，用于显示所述的实时温度数据。本实用新型实现了对电弧炉炉底外壁温度的实时在线连续监测，后续可通过对温度的监测预警炉底耐材受侵蚀状况，避免安全事故的发生。

Description

一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统

技术领域

本实用新型关于冶金技术领域，特别是关于电弧炉炉底温度的监测技术，具体的讲是一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统。

背景技术

目前，国内炼钢企业具有多种类型的电弧炉，所有电弧炉均采取多种手段尽量延长其使用寿命，以便产生更好的经济效益。因此，为了延长其使用寿命，需尽量避免电弧高温加热或集束氧枪吹氧时烧穿炉底或侵蚀炉底耐材。一般电极插入的区域为易电弧烧穿区，又称为热区，是电弧炉炼钢生产时的重点监测区域。通常，电弧炉炉底外壁温度的监测均采用传统的接触式热电偶预埋在炉底耐材中的方案，这种方案主要存在以下问题：

(1)如要监测炉底外壁温度，则须预埋几十个热电偶，施工复杂且难度较大，还不能全方位监测炉底外壁温度；

(2)炉底温度长期很高，特别在热区的温度更高，热电偶经常易出故障；

(3)出故障后的维护难度较大且维护时间较长，影响生产效率。

因此，如何提供一种新的监测方案，其既能对电弧炉的炉底外壁温度进行实时在线连续监测，又能避免上述技术缺陷成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，通过可旋转的红外测温仪对电弧炉的炉底外壁进行全方位的连续不断扫描测温，取代传统的预埋若干热电偶测温，实现了对电弧炉的炉底外壁温度的实时在线连续监测，后续可通过对温度的监测预警炉底耐材受侵蚀状况，避免安全事故的发生。

本实用新型的目的是，提供了一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，包括：

被监测的电弧炉；

多个红外测温仪，通过支架安装于所述电弧炉的摇架设备的基础上，用于扫描所述电弧炉的炉底外壁，得到所述炉底外壁的实时温度数据；

数据转发装置，通过信号线与所述多个红外测温仪相连接，用于接收多个红外测温仪的所述实时温度数据，并将所述实时温度数据发送至所述上位机；

显示装置，通过以太网与所述数据转发装置相连接，用于显示所述的实时温度数据。

在本实用新型的优选实施方式中，所述电弧炉的炉底分为多个区域。

在本实用新型的优选实施方式中，每个所述区域对应设置一个所述红外测温仪。

在本实用新型的优选实施方式中，所述监测电弧炉的炉底外壁温度的系统还包括：与所述红外测温仪相连接的压缩空气，用于吹扫所述红外测温仪的镜头。

在本实用新型的优选实施方式中，所述红外测温仪的个数为三个或三个以上。

在本实用新型的优选实施方式中，所述监测电弧炉的炉底外壁温度的系统还包括：

上位机，通过以太网与所述数据转发装置相连接，存储有预先设定的预警值，当所述红外测温仪发送的实时温度数据达到所述预警值时，输出警示信息。

在本实用新型的优选实施方式中，所述监测电弧炉的炉底外壁温度的系统还包括：

存储器，通过以太网与所述数据转发装置相连接，用于将所述实时温度数据进行保存。

在本实用新型的优选实施方式中，所述红外测温仪为工业用可旋转红外测温仪。

在本实用新型的优选实施方式中，所述显示装置为显示器。

在本实用新型的优选实施方式中，所述数据转发装置为可编程逻辑控制器PLC。

本实用新型的有益效果在于，提供了一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，通过可旋转的红外测温仪对电弧炉的炉底外壁进行全方位的连续不断扫描测温，取代传统的预埋若干热电偶测温，实现了对电弧炉的炉底外壁温度的实时在线连续监测，后续可通过对温度的监测预警炉底耐材受侵蚀状况，避免安全事故的发生。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统的实施方式一的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统的实施方式二的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统的实施方式三的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统的实施方式四的结构框图；

图5为本实用新型提供的具体实施例中监测电弧炉的炉底外壁温度的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。

本实用新型针对现有技术中传统的预埋若干热电偶对电弧炉的炉底外壁进行测温的方案存在的技术问题，提出了一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，利用非接触式的红外测温技术，对电弧炉炉底外壁进行全方位的连续不断扫描测温。

图1为本实用新型实施例提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统的结构框图，请参阅图1，所述系统包括：

被监测的电弧炉100；

多个红外测温仪200，通过支架安装于所述电弧炉的摇架设备的基础上或炉底下方某个固定位置(图中未汇出)，用于扫描所述电弧炉的炉底，得到所述炉底的实时温度数据。

在本实用新型的具体实施方式中，可采用工业用的可旋转红外测温仪。通过支架分别在电弧炉摇架的基础上安装红外测温仪，安装的具体位置视现场情况而定，本实用新型不对此作出限定。

在本实用新型的一种实施方式中，可将根据所述电弧炉的炉型和炉底的尺寸将所述电弧炉的炉底分为多个区域，每个区域对应设置一个红外测温仪，每个红外测温仪负责测量各自区域的温度。具体的，如将电弧炉的炉底分为4个区域，分别设为区域1、区域2、区域3、区域4，则各自对应的红外测温仪分别为红外测温仪1、红外测温仪2、红外测温仪3、红外测温仪4。此处仅为举例，但在实际的操作过程中，红外测温仪的个数最好大于或等于三个，以便更好的检测电弧炉的炉底外壁温度。

数据转发装置300，通过信号线与所述多个红外测温仪相连接，用于接收多个红外测温仪的所述实时温度数据，并将所述实时温度数据发送至显示装置400。

在具体的实施方式中，数据转发装置可为PLC，可以控制定时逐行扫描测量电弧炉的炉底外壁温度，且能够实时接收其温度数据。

在实际的使用情形中，PLC可以设置于PLC柜中，至于PLC室里。

显示装置400，通过以太网与所述数据转发装置相连接，用于显示所述的实时温度数据。在具体的实施方式中，显示装置可为上位机，上位机可位于主控室内。

图2为本实用新型实施例提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统的实施方式二的结构框图，请参阅图2，所述系统还包括：

与所述红外测温仪相连接的压缩空气500，用于吹扫所述红外测温仪的镜头，便于测温前吹扫镜头。

图3为本实用新型实施例提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统的实施方式三的结构框图，请参阅图3，所述系统还包括：

上位机600，通过以太网与所述数据转发装置相连接，存储有预先设定的预警值，当所述红外测温仪发送的实时温度数据达到所述预警值时，输出警示信息。此处的预警值可根据现场情况进行设定。

图4为本实用新型实施例提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统的实施方式四的结构框图，请参阅图4，所述系统还包括：

存储器700，通过以太网与所述数据转发装置相连接，用于将所述实时温度数据进行保存。

如上即是本实用新型提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，将电弧炉的炉底进行分区域处理，根据电弧炉的炉型和炉底的尺寸大小将炉底划分成多个区域，如3块，4块，5块，6块......，n块，对应在电弧炉炉底设置3，4，5，6......，n个可旋转的红外测温仪，在电机的驱动下使红外测温仪朝前后和上下摆动，对其负责的炉底部位进行全方位的逐行连续不断扫描测温，然后将各部位的温度通过信号线传输至数据转发装置PLC，在以太网作用下将温度信息从数据转发装置PLC传输至主控室的上位机(HMI)，通过人机界面对温度数据进行显示、记录并预警，从而更加直观、有效地对电弧炉炉底外壁的温度进行监测，对炉底潜在的耐材受侵蚀部位进行判定，以便可及时检查并更换侵蚀部位的耐材，避免生产时发生漏钢等安全事故。

在本实用新型的其他实施方式中，上位机还可根据所述实时温度数据确定所述实时温度数据的实时轨迹，当所述变化轨迹显示所述电弧炉的炉底温度有突变时输出报警信息，所述报警信息用于显示所述电弧炉的炉底外壁存在挂渣或粘钢。

也即，本实用新型提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统可对电弧炉的炉底外壁挂渣或粘钢进行筛查。在上位机上通过比较电弧炉的炉底某个部位的不同时刻的实时温度，如出现温度有突变且之后消失的现象，即可判定该部位挂渣或粘钢，须及时清理干净。

在具体的实施方式中，变化轨迹可通过图形、曲线等形式在上位机中显示，也可以设定一突变阈值，当变化轨迹中显示前后温度的变化值超过或达到所述突变阈值时，则认为该部分的温度发生了突变，此处可输出报警信息。相关人员在听到该报警信息之后，可查看该部分的炉底外壁，并进一步确认突变是否消失，如消失，则可确定出该部分发生挂渣或粘钢，须及时清理干净。

在具体的实施方式中，还可设定一时间阈值，当变化轨迹中显示前后温度的变化值超过或达到所述突变阈值时，则认为该部分的温度发生了突变，此后在时间阈值内该突变消失，则输出报警信息。相关人员在听到该报警信息之后，可查看该部分的炉底，确定出该部分发生挂渣或粘钢，须及时清理干净。

如上即是本实用新型提供的一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，旨在对电弧炉炉底外壁温度进行实时在线连续监测，通过对温度的监测来提前预警炉底耐材受侵蚀状况，避免安全事故的发生。利用非接触式的红外测温技术，对电弧炉炉底外壁进行全方位的连续不断扫描测温，取代传统的预埋若干热电偶测温方案，从而达到电弧炉炉底漏钢预报的目的。同时可对由于挂渣或粘钢引起的温度突变进行筛查。

下面结合具体的实施例，详细介绍本实用新型的技术方案。图5为本实用新型提供的具体实施例中监测电弧炉的炉底外壁温度的示意图，该具体实施例中，根据电弧炉的炉型及炉底的尺寸大小，将炉底划分成多块，该实施例中是以公称容量140t电弧炉的炉底为例，将炉底划分成6块。在该实施例中，红外测温仪的信号线(同轴电缆)和电源线通过管线铺设至PLC，通过PLC控制定时逐行扫描测温和实时接收其温度信号。

针对以上的块数划分，利用6台红外测温仪，标记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，分别负责监测炉底的部位如下：Ⅰ—①，Ⅱ—②，Ⅲ—③，Ⅳ—④，Ⅴ—⑤，Ⅵ—⑥，红外测温仪对各块进行上下全方位逐行扫描。

该实施例中，在电弧炉的摇架基础的两侧分别安装3台红外测温仪，摇架基础的左侧安装红外测温仪的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号，右侧安装红外测温仪的Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号，具体的安装位置视现场情况定。红外测温仪利用支架安装在电弧炉摇架的基础上，在电机驱动下绕支架上的转轴前后转动，以便能全方位连续不断的逐行扫描其负责的炉底部位。整个的红外测温仪和支架在电机驱动下，绕固定在安装点的转轴上下摆动，可对其负责的部位上下逐行扫描测温，更加准确的判断炉底部位的耐材受侵蚀情况。

在测温前，先利用压缩空气将红外测温仪的镜头吹扫干净，并保持电弧炉炉底外壁的干净，如有挂渣或粘钢，应及时清理。测量的温度数据通过信号线传输至PLC，PLC通过以太网线将温度数据传输至主控室的上位机(HMI)显示、记录并预警，掌握电弧炉炉底耐材的受侵蚀情况，提示该检查并更换某个部位的耐材，从而避免漏钢等安全事故的发生。

对电弧炉炉底外壁挂渣或粘钢的筛查，在上位机(HMI)上通过程序比较电弧炉炉底某部位的不同时刻温度，如出现温度有突变且之后消失的现象，即可判定该部位挂渣或粘钢，须及时清理干净。

在该实施例中，利用非接触式的红外测温技术，实时在线连续监测炉底各部位的温度，从而预警炉底耐材受侵蚀情况，以便及时检查并合理安排更换侵蚀的耐材，避免发生烧穿或漏钢安全事故。可对炉底某部位挂渣或粘钢进行筛查。

综上所述，本实用新型提出了一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，对比传统的接触式热电偶测温方式，本实用新型的优点是通过非接触式的红外测温技术，可实现全方位实时在线连续逐行扫描测温，安装和维护简单可靠，故障率低且成本低，可满足电弧炉炼钢时避免炉底漏钢安全事故发生的要求。

对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方案流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方案流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方案流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方案流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(ProgrammableLogic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logiccompiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware DescriptionLanguage，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced BooleanExpression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java HardwareDescription Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(Ruby Hardware DescriptionLanguage)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-Speed Integrated CircuitHardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方案流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方案流程的硬件电路。

上位机可以按任何适当的方式实现，例如，上位机可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，上位机的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现上位机以外，完全可以通过将方案步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种上位机可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方案的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机系统(可以是个人计算机，服务器，或者网络系统等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方案。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方案实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方案实施例的部分说明即可。

本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持系统或便携式系统、平板型系统、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子系统、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或系统的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理系统来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储系统在内的本地和远程计算机存储介质中。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (10)

1.一种监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，所述监测电弧炉的炉底外壁温度的系统包括：

被监测的电弧炉；

多个红外测温仪，通过支架安装于所述电弧炉的摇架设备的基础上，用于扫描所述电弧炉的炉底外壁，得到所述炉底外壁的实时温度数据；

数据转发装置，通过信号线与所述多个红外测温仪相连接，用于接收多个红外测温仪的所述实时温度数据，并将所述实时温度数据发送至显示装置；

显示装置，通过以太网与所述数据转发装置相连接，用于显示所述的实时温度数据。

2.根据权利要求1所述的监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，所述电弧炉的炉底分为多个区域。

3.根据权利要求2所述的监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，每个所述区域对应设置一台所述红外测温仪。

4.根据权利要求2所述的监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，所述监测电弧炉的炉底外壁温度的系统还包括：与所述红外测温仪相连接的压缩空气，用于吹扫所述红外测温仪的镜头。

5.根据权利要求3所述的监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，所述红外测温仪的个数为三个或三个以上。

6.根据权利要求1所述的监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，所述监测电弧炉的炉底外壁温度的系统还包括：

上位机，通过以太网与所述数据转发装置相连接，存储有预先设定的预警值，当所述红外测温仪发送的实时温度数据达到所述预警值时，输出警示信息。

7.根据权利要求5所述的监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，所述监测电弧炉的炉底外壁温度的系统还包括：

存储器，通过以太网与所述数据转发装置相连接，用于将所述实时温度数据进行保存。

8.根据权利要求1所述的监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，所述红外测温仪为工业用可旋转红外测温仪。

9.根据权利要求1所述的监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，所述显示装置为显示器。

10.根据权利要求1所述的监测电弧炉的炉底外壁温度的系统，其特征是，所述数据转发装置为可编程逻辑控制器PLC。