CN208245767U - 钢包内衬温度的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢包内衬温度的测量装置，本装置的纯铜板设于钢包内衬壁并与钢包内衬的弧形面匹配，测温元件穿入内衬壁气孔抵靠纯铜板，测温元件的信号输出端连接处理单元的信号输入端，上位机与处理单元通过有线或无线网络通讯连接。本装置由测温元件检测纯铜板的温度，处理单元采集测温元件检测的温度数据并上传至上位机进行监控；上位机内置钢包内衬三维瞬态热传导计算模型和内衬残厚预测模型，根据内衬的温度变化进行分析计算，给出预测的内衬残厚，当温度升到限定阈值区域内、内衬残厚小于预测值时，上位机给出预警信号。本装置以面代点检测重点区域温度，实时监测钢包运行状态，确保钢包正常生产，避免发生安全事故。

Description

钢包内衬温度的测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种钢包内衬温度的测量装置。

背景技术

钢包是一种盛装钢水的移动高温容器，钢包从内到外依次是钢水、耐火材料（包括工作层、永久层、保温层）和钢壳。在使用过程中，耐材与钢水和熔渣接触时会被渗透侵蚀，并经历空包接钢水、装钢水、浇铸钢水等循环流程，期间温度波动交替产生的热应力也会造成耐火材料损毁。作为高温容器，其任何一个位置的缺陷都会影响钢包的整体使用状况，出现缺陷必须及时进行下线修复，否则就会造成钢水的渗透，严重的会导致穿包，造成重大安全事故。目前，由于缺乏有效准确的监测数据和判定手段，本着安全至上的原则，现有钢包状态判定方法大多采用简单的包壳温度点测，点测作业一般采用红外测温方式点测钢包不同部位的包壳温度，并根据经验判定钢包是否可继续使用，且点测的包壳温度不能覆盖钢壳内侧需重点测温的区域；该方式导致部分可继续使用的钢包下线修复，从而造成钢包的耐火材料未尽其用，造成浪费，加大了企业生产成本。因此，准确监测钢包状态，确定耐火材料的熔损情况是保证钢包安全、节能降耗的有效手段。

钢包在使用过程中既要承受钢水的冲刷磨损和熔渣侵蚀，又要经受温度变化的热应力冲击。随着冶炼的进行，钢包内衬耐火材料不断被蚀损，其可工作厚度也逐渐变薄。当使用至不安全厚度时，如不及时维修更换耐火材料，就会导致钢水泄漏，轻则影响炼钢工艺的进行，重则烧毁钢包，造成重大的经济损失，甚至发生人员伤亡事故。因此，开发安全可靠的测温装置，实时反馈钢包状态变化并及时发出预警，是确保钢包正常生产，避免发生安全事故的重要手段。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钢包内衬温度的测量装置，本装置克服了传统钢包内衬温度测量的缺陷，以面代点检测重点区域温度，实时监测钢包运行状态，确保钢包正常生产，避免发生安全事故。

为解决上述技术问题，本实用新型钢包内衬温度的测量装置包括钢包内衬，所述钢包内衬设有气孔，还包括纯铜板、测温元件、处理单元和上位机，所述纯铜板通过螺栓、螺母安装于所述钢包内衬壁并且与钢包内衬的弧形面匹配，所述测温元件穿入所述气孔抵靠所述纯铜板，所述测温元件的信号输出端连接所述处理单元的信号输入端，所述上位机与所述处理单元通过有线或无线网络通讯连接。

进一步，所述测温元件与处理单元之间通过无线发射模块和无线接收模块进行无线信号传输连接。

进一步，所述测温元件是pt100温度传感器。

进一步，所述处理单元是PLC控制器或单片机。

由于本实用新型钢包内衬温度的测量装置采用了上述技术方案，即本装置的纯铜板安装于钢包内衬壁并且与钢包内衬的弧形面匹配，测温元件穿入内衬壁气孔抵靠纯铜板，测温元件的信号输出端连接处理单元的信号输入端，上位机与处理单元通过有线或无线网络通讯连接。本装置由测温元件检测纯铜板的温度，处理单元采集测温元件检测的温度数据并上传至上位机进行监控；上位机内置钢包内衬三维瞬态热传导计算模型和内衬残厚预测模型，根据内衬的温度变化进行分析计算，给出预测的内衬残厚，当温度升到限定阈值区域内、内衬残厚小于预测值时，上位机给出预警信号。本装置克服了传统钢包内衬温度测量的缺陷，以面代点检测重点区域温度，实时监测钢包运行状态，确保钢包正常生产，避免发生安全事故。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型钢包内衬温度的测量装置原理框图；

图2为本装置中纯铜板的设置示意图。

具体实施方式

实施例如图1和图2所示，本实用新型钢包内衬温度的测量装置包括钢包内衬1，所述钢包内衬1设有气孔11，还包括纯铜板2、测温元件3、处理单元4和上位机5，所述纯铜板2通过螺栓21、螺母22安装于所述钢包内衬1壁并且与钢包内衬1的弧形面匹配，所述测温元件3穿入所述气孔11抵靠所述纯铜板2，所述测温元件3的信号输出端连接所述处理单元4的信号输入端，所述上位机5与所述处理单元4通过有线或无线网络通讯连接。

优选的，所述测温元件3与处理单元4之间通过无线发射模块31和无线接收模块41进行无线信号传输连接。

优选的，所述测温元件3是pt100温度传感器。

优选的，所述处理单元4是PLC控制器42或单片机43。

上述测量装置的应用方法包括如下步骤：

步骤一、将若干纯铜板通过螺栓、螺母安装于钢包内衬的重点区域，若干测温元件穿入钢包内衬的气孔检测各纯铜板的温度；

步骤二、处理单元采集各测温元件检测的温度数据，并将温度数据实时组态上传至上位机进行监控；

步骤三、上位机内置钢包内衬三维瞬态热传导计算模型和内衬残厚预测模型，根据内衬的温度变化通过三维瞬态热传导计算模型和内衬残厚预测模型进行分析计算，给出预测的内衬残厚，当温度升到限定阈值区域内、内衬残厚小于预测值时，上位机给出预警信号。

优选的，钢包内衬的重点区域包括渣线部位、迎钢面和包底。

本装置在对钢包侵蚀机理和实际熔损规律进行充分研究的基础上，在钢包内衬的各重点区域布置若干纯铜板及测温元件，形成网状覆盖实时采集温度数据，并通过无线信号传输发送到上位机。上位机的人机界面显示被测钢包的实时温度，并利用黑体辐射理论构建钢包内工作层温度分布和侵蚀情况，为实现钢包实时状态监测优化、钢水精确控温运行、智能维修提供基础依据。

本装置及应用方法利用纯铜板良好的导热性能，以面代点来反应钢包内衬重点区域的温度，在钢包内衬的渣线部位、钢水冲刷的迎钢面及包底等重点关注部位预先采用M10螺母点焊到钢壳内侧；再贴上耐火材料后，裁剪合适大小的纯铜板，开孔后用螺栓固定在钢壳上并贴紧耐火材料。然后，将测温元件Pt100温度传感器通过钢包气孔安装在预制的测温点上，其有利于方便更换出现故障的测温元件，保证所有测温点的测温元件始终能够保持有效。测温元件与无线发射模块连接并由干电池供电，无线发射模块设置于数据采集盒内并安置于隔热箱，将隔热箱安装于钢包耳轴下的钣金格内固定好；无线发射模块可设于操作室或现场工位点，接收无线发射模块传输的温度信号，并通过单片机或PLC控制器将温度数据实时组态上传到上位机进行监控。

Claims (4)

1.一种钢包内衬温度的测量装置，包括钢包内衬，所述钢包内衬设有气孔，其特征在于：还包括纯铜板、测温元件、处理单元和上位机，所述纯铜板通过螺栓、螺母安装于所述钢包内衬壁并且与钢包内衬的弧形面匹配，所述测温元件穿入所述气孔抵靠所述纯铜板，所述测温元件的信号输出端连接所述处理单元的信号输入端，所述上位机与所述处理单元通过有线或无线网络通讯连接。

2.根据权利要求1所述的钢包内衬温度的测量装置，其特征在于：所述测温元件与处理单元之间通过无线发射模块和无线接收模块进行无线信号传输连接。

3.根据权利要求1或2所述的钢包内衬温度的测量装置，其特征在于：所述测温元件是pt100温度传感器。

4.根据权利要求1或2所述的钢包内衬温度的测量装置，其特征在于：所述处理单元是PLC控制器或单片机。