CN207431243U - 一种具有控流和测温功能的塞棒装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有控流和测温功能的塞棒装置，具有塞棒本体、测温排烟内管、连接装置Ⅰ、测温传感器、显示仪表，塞棒本体的内部具有腔体，塞棒本体的顶端为开口端，底端为封闭端；连接装置Ⅰ设置在塞棒本体的开口端；测温排烟内管通过连接装置Ⅰ固装在塞棒本体内，测温排烟内管一端延伸至塞棒本体外部与测温传感器连接，测温排烟内管另一端延伸至塞棒本体的腔体内；塞棒本体的侧壁上设有排烟槽；所述塞棒本体的封闭端装有感温元件；感温元件接收钢水辐射的热能，测温传感器接收热辐射能量，传输给显示仪表。该塞棒装置不仅大大提高传感器的响应速度与测温准确性，同时通过将控流与测温功能进行集中，增加产品的附加值，降低总使用成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及冶金炼钢钢水测温装置，具体涉及一种具有控流和测温功能的塞棒装置。
背景技术
在冶金生产过程中,需要对钢水温度连续测量监控，对调整生产工艺、降低能耗、提高产品质量有重要意义。目前实现特征工况下连续测温的方式有两种，一种是基于热电偶式的连续测温，另一种是基于红外辐射的辐射测温传感器；但在特殊工况下，尤其是熔融金属的罐体，都需要使用材料和结构上相一致的多层套管结构，因此造成系统的响应时间过长，无法及时准确的掌握被测物体的实时温度；其次对于实际的生产应用过程，往往熔融金属表层的保护渣对感温元器件外保护管侵蚀严重，造成寿命低；如果对于热电偶形式的连续测温系统，外保护管的破坏直接造成热电偶本体的损坏，造成较大的经济损失。
中国专利CN1333455A公开了目前比较先进的一种钢水连续测温的测温管，用在连铸中间包内的钢水温度连续测量，对连铸工艺调整提供依据。该测温管的主要结构是AL2O3,石墨为主要材料的外管以及含有99% AL2O3材料的一端封闭的内管组成，其测温信号来自内管底部发出的辐射能。其传导途径先经过25-40mm厚的外管，外管与内管之间的缝隙以及壁厚为3mm的内管，其反应速度较慢，存在较大的热滞性，并且使用中需要内管具有较高的热震性与耐高温性能，容易炸裂，影响产品的使用；中国公开专利200720013908.1、200920143429.0、201120053767.2等专利采用两端开口的内管与一端开口一端封闭的外保护管，将外管的底端作为感温元件，整个外保护管为同一种材质，并且底端较厚，热响应时间与中国专利CN1333455A相比，有所提升，但还需要一定的响应时间，并且整个外管与渣层相接触的部位没有特殊变化，导致在侵蚀严重的工况，寿命较低。
同时，中国专利200520090166.3与中国专利200520128792.7公开了一种测温管，其内管两端开口，并给出了具体的尺寸要求与限制，但在实际测温过程中，内管过长会导致引入的排烟风降低测温点的温度，内管过短会导致内部烟尘排不干净，影响测温的准确性，因此其长度不受外保护管长度的限制，设计一个合理的内管长度，大大降低内管的抗热震性能要求，降低成本的同时，还能够保证整个测温系统的准确性。
另，目前在连铸中间包浇铸过程中，用于控流的塞棒装置与用于实时监测温度属于两套装置，这两套装置同属于耐火材料，其生产过程需要消耗较多的能源，同时也不利于环境保护。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述不足，本实用新型的目的是提供了一种具有控流和测温功能的塞棒装置，不仅大大提高传感器的响应速度与测温准确性，同时通过将控流与测温功能进行集中，增加产品的附加值，降低总使用成本。
为了达到上述的目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种具有控流和测温功能的塞棒装置，具有塞棒本体（2）、测温排烟内管（9）、用于塞棒本体（2）与外部横臂连接的连接装置Ⅰ（12）、用于温度信号转换的测温传感器（4）、以及用于信号处理与最终温度值输出的显示仪表（6），
所述塞棒本体（2）的内部具有腔体，所述塞棒本体（2）的顶端为开口端，底端为封闭端；连接装置Ⅰ（12）设置在塞棒本体（2）的开口端；测温排烟内管（9）通过连接装置Ⅰ（12）固装在塞棒本体（2）内，所述测温排烟内管（9）一端延伸至塞棒本体（2）外部，测温排烟内管（9）另一端延伸至塞棒本体（2）的腔体内；测量时，测温排烟内管（9）延伸至塞棒本体（2）外部的一端与测温传感器（4）连接；
塞棒本体（2）的侧壁上设有排烟槽（10），用于连通塞棒本体（2）内的腔体与大气；
所述塞棒本体（2）的封闭端装有感温元件（7）；测温时，感温元件（7）接收钢水辐射的热能，测温传感器（4）接收来自感温元件（7）发出的热辐射能量，传输给显示仪表（6），从而计算出钢水温度。
所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，所述塞棒本体（2）封闭端具有弧状型面，所述弧状型面与盛装熔融金属容器的水口（1）的型面相匹配用于控制钢流大小。
所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，所述感温元件（7）与塞棒本体（2）复合而成；所述感温元件（7）一端延伸至塞棒本体（2）的腔体内，感温元件（7）另一端延伸至塞棒本体（2）外部；
所述感温元件（7）的壁厚为2-5mm,内径为10-25毫米，露出塞棒本体（2）的长度为L2，
L2的取值范围为5mm-40mm，所述感温元件（7）的总长与外径的比值为0.5-3。
所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，所述感温元件（7）是由导热速率快材料组成的感温元件，具体为由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合耐高温、耐冲刷材料的感温元件。
所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，所述测温排烟内管（9）通过连接装置Ⅰ（12）与塞棒本体（2）为同心同轴固定连接。
所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，塞棒本体（2）与感温元件（7）的外表面均涂刷抗氧化涂层材料。
所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，塞棒本体（2）在其侧壁上开设2个排烟槽（10），每个排烟槽（10）的通流面积≥5mm2,并且沿塞棒本体（2）的圆周方向上下错开分布，上下高度差为50mm。
所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，所述测温排烟内管（9）底部距离感温元件（7）底端的距离为L1，250mm≤L1≤800mm。
所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，所述连接装置Ⅰ（12）一端延伸至塞棒本体（2）外部，连接装置Ⅰ（12）另一端延伸至塞棒本体（2）的腔体内；塞棒本体（2）的腔体内预埋连接装置Ⅱ（11），连接装置Ⅰ（12）的两端均带有外螺纹，连接装置Ⅰ延伸至塞棒本体（2）外部的一端通过外螺纹与外部横臂（3）连接；连接装置Ⅰ（12）延伸至塞棒本体（2）腔体内的另一端通过外螺纹与连接装置Ⅱ（11）连接。
所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，连接装置Ⅰ（12）的一端部设有锥面结构，测温传感器（4）与连接装置Ⅰ（12）端部的锥面结构采用锥面配合，用于测温传感器（4）与测温排烟内管（9）连接时定位。
本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型增加了现有控流塞棒的功能，通过感温部位的壁厚与更换导热速率快的材料，使得传感器系统反应时间大大缩短，测温准确，故障率低；其次测温位置与之前发生较大的变化，更有利于对冶金工艺的准确控制。
附图说明
图1为本实用新型一种具有控流和测温功能的塞棒装置的结构示意图。
图2为本实用新型一种具有控流和测温功能的塞棒装置的使用状态示意图。
其中：1-水口，2-塞棒本体，3-外部横臂，4-测温传感器，5-信号传输连接管，6-显示仪表，7-感温元件，8-熔融金属，9-测温排烟内管，10-排烟槽，11-连接装置Ⅱ，12-连接装置Ⅰ。
具体实施方式
如图1-2所示一种具有控流和测温功能的塞棒装置，具有塞棒本体（2）、测温排烟内管（9）、用于塞棒本体（2）与外部横臂（3）连接的连接装置Ⅰ（12）、感温元件（7）、用于温度信号转换的测温传感器（4）、信号传输连接管（5）以及用于信号处理与最终温度值输出的显示仪表（6）。如图1所示塞棒本体（2）为空心结构，其内部具有腔体，塞棒本体（2）的顶端为开口端，底端为封闭端；
连接装置Ⅰ（12）设置在塞棒本体（2）的开口端处，且连接装置Ⅰ（12）一端延伸至塞棒本体（2）外部，连接装置Ⅰ（12）另一端延伸至塞棒本体（2）的腔体内；塞棒本体（2）的腔体内预埋连接装置Ⅱ（11），连接装置Ⅰ（12）的两端均带有外螺纹，连接装置Ⅰ（12）延伸至塞棒本体（2）外部的一端通过外螺纹与外部横臂（3）连接；连接装置Ⅰ（12）延伸至塞棒本体（2）腔体内的另一端通过外螺纹与连接装置Ⅱ（11）连接。
测温排烟内管（9），两端开口,通过连接装置Ⅰ（12）固装在塞棒本体（2）内，且与塞棒本体（2）为同心同轴固定连接，作为引风排烟的通道。测温排烟内管（9）一端延伸至塞棒本体（2）外部，测温排烟内管（9）另一端延伸至塞棒本体（2）的腔体内，测温排烟内管（9）底部距离感温部件（7）底端的距离为L1，250mm≤L1≤800mm。测温排烟内管（9）主体部分由含量为99%三氧化二铝材料组成，如图1所示测温排烟内管（9）底部开口端距离感温部件（7）底端的距离为500mm。测量时，测温排烟内管（9）延伸至塞棒本体（2）外部的一端与测温传感器（4）连接；连接装置Ⅰ（12）延伸至塞棒本体（2）外部一端的端部设有锥面结构；测温传感器（4）与测温排烟内管（9）连接，并通过测温传感器（4）的圆柱面与连接装置Ⅰ（12）的锥面双重定位实现配合连接。所述测温传感器（4）为测温探头。
测温排烟内管（9）引风，塞棒本体（2）的侧壁上设有排烟槽（10），用于连通塞棒本体（2）内的腔体与大气之间；如图1所示塞棒本体（2）在其侧壁上开设2个排烟槽（10），每个排烟槽（10）的通流面积≥5mm2,并且沿塞棒本体（2）的圆周方向上下错开分布，上下高度差为50mm。测温探头与连接装置Ⅰ（12）采用锥面配合，并从探头内部引入排烟气体，排烟气体通过排烟内管，将测量光路的烟尘吹扫干净，并在塞棒本体的侧壁上的排烟槽（10）将其排出。
感温元件（7）安装在塞棒本体（2）的封闭端；所述感温元件（7）与塞棒本体（2）复合而成，其复合方法包括但不局限于挤压，粘结以及螺纹连接；所述感温元件一端延伸至塞棒本体（2）的腔体内，感温元件另一端延伸至塞棒本体（2）外部；所述感温元件（7）的壁厚为2mm-5mm,内径为10-25毫米，露出塞棒本体（2）底端的长度为L2，L2的取值范围为5mm-40mm，所述感温元件（7）的总长与外径的比值为0.5-3。（如图1所示，感温元件（7）的壁厚3mm,内径为16毫米，露出塞棒本体（2）的长度L2=32mm，总长与外径的比值为2）。该感温元件（7）是由导热速率快材料组成的感温元件，具体为由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合耐高温、耐冲刷材料的感温元件。塞棒本体（2）与感温元件（7）的外表面均涂刷抗氧化涂层材料。在本实施例中感温元件（7）主要由导热速度快的陶瓷材料组成，外表面涂有陶瓷涂层；塞棒本体（2）外表面涂刷抗氧化涂层，塞棒本体（2）材料有耐高温，耐氧化，耐冲刷的耐火材组成，并且感温元件（7）与塞棒主体通过高压压制而成。所述塞棒本体（2）封闭端具有弧状型面，所述弧状型面与盛装熔融金属容器的水口（1）的型面相匹配用于控制钢流大小。
测温时，将感温元件(7)和塞棒本体（2）插入熔融金属（8）中，塞棒本体（2）与水口（1）配合控制钢流大小，感温元件（7）接收钢水辐射的热能，测温传感器（4）接收来自感温元件（7）发出的热辐射能量，转换成相应的物理信号，并通过信号传输连接管（5）传输给显示仪表（6）中进行计算分析，从而所测熔融金属的温度。
洁净的惰性气体从信号传输连接管（5）引入，在测温探头内部进行分流，一部分用于测温探头自身冷却；另一部分从连接装置Ⅱ中的内孔引入，并从排烟槽排出。
塞棒本体（2）的直径，长度与棒头形状需与用户现有塞棒相一致，达到与水口（1）紧密配合，实现控流，关流等操作。本实用新型对控流塞棒增加了测温功能，实现全过程自动连续快速测温，提高了产品的使用价值，同时有助于现场工艺的改进与质量的提升。
需要指出的是，上述实施方式不应理解为对本实用新型保护范围的限制。在不脱离本实用新型精神的情况下，对本实用新型作出的任何形式的改变均应落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有控流和测温功能的塞棒装置，具有塞棒本体（2）、测温排烟内管（9）、用于塞棒本体（2）与外部横臂连接的连接装置Ⅰ（12）、用于温度信号转换的测温传感器（4）、以及用于信号处理与最终温度值输出的显示仪表（6），其特征在于，
所述塞棒本体（2）的内部具有腔体，所述塞棒本体（2）的顶端为开口端，底端为封闭端；连接装置Ⅰ（12）设置在塞棒本体（2）的开口端；测温排烟内管（9）通过连接装置Ⅰ（12）固装在塞棒本体（2）内，所述测温排烟内管（9）一端延伸至塞棒本体（2）外部，测温排烟内管（9）另一端延伸至塞棒本体（2）的腔体内；测量时，测温排烟内管（9）延伸至塞棒本体（2）外部的一端与测温传感器（4）连接；
塞棒本体（2）的侧壁上设有排烟槽（10），用于连通塞棒本体（2）内的腔体与大气；
所述塞棒本体（2）的封闭端装有感温元件（7）；测温时，感温元件（7）接收钢水辐射的热能，测温传感器（4）接收来自感温元件（7）发出的热辐射能量，传输给显示仪表（6），从而计算出钢水温度。
2.如权利要求1所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，其特征在于，所述塞棒本体（2）封闭端具有弧状型面，所述弧状型面与盛装熔融金属容器的水口（1）的型面相匹配用于控制钢流大小。
3.如权利要求1所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，其特征在于，所述感温元件（7）与塞棒本体（2）复合而成；所述感温元件（7）一端延伸至塞棒本体（2）的腔体内，感温元件（7）另一端延伸至塞棒本体（2）外部；
所述感温元件（7）的壁厚为2-5mm,内径为10-25毫米，露出塞棒本体（2）的长度为L2，L2的取值范围为5mm-40mm，所述感温元件（7）的总长与外径的比值为0.5-3。
4.如权利要求1所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，其特征在于，所述测温排烟内管（9）通过连接装置Ⅰ（12）与塞棒本体（2）为同心同轴固定连接。
5.如权利要求1所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，其特征在于，塞棒本体（2）与感温元件（7）的外表面均涂刷抗氧化涂层材料。
6.如权利要求1所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，其特征在于，塞棒本体（2）在其侧壁上开设2个排烟槽（10），每个排烟槽（10）的通流面积≥5mm2,并且沿塞棒本体（2）的圆周方向上下错开分布，上下高度差为50mm。
7.如权利要求1所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，其特征在于，所述测温排烟内管（9）底部距离感温元件（7）底端的距离为L1，250mm≤L1≤800mm。
8.如权利要求1所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，其特征在于，所述连接装置Ⅰ（12）一端延伸至塞棒本体（2）外部，连接装置Ⅰ（12）另一端延伸至塞棒本体（2）的腔体内；塞棒本体（2）的腔体内预埋连接装置Ⅱ（11），连接装置Ⅰ（12）的两端均带有外螺纹，连接装置Ⅰ延伸至塞棒本体（2）外部的一端通过外螺纹与外部横臂（3）连接；连接装置Ⅰ（12）延伸至塞棒本体（2）腔体内的另一端通过外螺纹与连接装置Ⅱ（11）连接。
9.如权利要求1所述的一种具有控流和测温功能的塞棒装置，其特征在于，连接装置Ⅰ（12）的一端部设有锥面结构，测温传感器（4）与连接装置Ⅰ（12）端部的锥面结构采用锥面配合，用于测温传感器（4）与测温排烟内管（9）连接时定位。
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| CN201720952494.2U CN207431243U (zh) | 2017-08-02 | 2017-08-02 | 一种具有控流和测温功能的塞棒装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108817369A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-11-16 | 北京利尔高温材料股份有限公司 | 一种多功能塞棒 |
| CN109773172A (zh) * | 2019-03-16 | 2019-05-21 | 赵芬 | 用于高温熔融金属连续测温与控制钢流大小的新型装置 |
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2017
- 2017-08-02 CN CN201720952494.2U patent/CN207431243U/zh active Active
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