CN213113394U - 一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及熔融还原炉技术领域，具体涉及一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置。该熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，包括：保温防尘罩，所述保温防尘罩设置在前置出铁炉的出铁口上方的开口处；液位监测器，所述液位监测器设置在所述保温防尘罩上，用于连续监测前置出铁炉内的铁水液位；温度监测器，所述温度监测器设置在所述前置出铁炉内，用于连续监测所述前置出铁炉内的铁水温度。该熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，通过设置保温防尘罩，有利于对铁水进行保温，有利于减少前置出铁炉内铁水热量的损失，有利于对前置出铁炉内产生的高温烟气进行净化，有利于液位监测器以及温度监测器检测数据的准确性。

Description

一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置

技术领域

本实用新型涉及熔融还原炉技术领域，具体涉及一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置。

背景技术

HIsmelt熔融还原技术起源于1981年的德国，是世界上唯一一种完全不使用焦炭、烧结及球团工艺的冶金技术，在冶金行业的节能环保、资源利用、能源拓展、产品重塑、流程创新等方面均具有显著的工艺优势、革命性的技术意义以及行业应用前景，在世界范围内具有重要的行业影响力。

当前炼铁工业仍主要以高炉为主，高炉的出铁口采用钻口和堵口的方式进行出铁操作，即设有专门的出铁口，渣铁从出铁口排出，在炉外铁水沟通过撇渣器将渣铁分离，铁水可以在铁水沟中使用测温枪进行人工测温；对于炉内铁水和熔渣液位高度，一般通过上料量计算某一时间段的物料平衡进行判断，通过重量判断炉内铁水质量及液位高度，高炉内拥有数十米料柱和处于1500℃以上的高温环境中，目前尚没有一种技术或手段可以反映出炉内液位情况，高炉内部冶炼环境仍为“暗箱操作”，至今人们无法直接经济地获得高炉内具体的工艺过程和状态。HIsmelt熔融还原技术作为一种全新的短流程绿色炼铁技术，直接使用粉状物料喷吹进行铁浴熔融还原反应，其核心熔融还原炉舍弃了传统高炉出铁口的设计，通过在炉外设置前置出铁炉和在前置出铁炉上设置出铁沟，采用前置出铁炉底部与熔融还原炉连通的方式，即利用U型连通器原理，通过提高熔融还原炉内的压力，使前置出铁炉内的铁水液位升高直至铁水溢出到出铁沟中来完成出铁；这种出铁方式，不再需要传统高炉出铁过程中钻口和堵口的出铁口操作方式，极大的减轻了炉前操作人员的劳动强度，提高了炉前操作的安全性。

由于前置出铁炉的铁水直接与熔融还原炉内的铁水相连，如果能够设计一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，通过使用该工艺监控装置监测前置出铁炉内铁水的情况来判断熔融还原炉炉内铁水的反应情况，将有利于为熔融还原炉工艺的调整提供参考依据。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，该工艺监控装置通过设置保温防尘罩、液位监测器以及温度监测器，保温防尘罩有利于减少前置出铁炉内铁水的热量损失，为液位监测器以及温度监测器检测数据的准确性提供保证，有利于为熔融还原炉工艺的调整提供参考依据。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，包括：

保温防尘罩，所述保温防尘罩设置在前置出铁炉的出铁口上方的开口处；

液位监测器，所述液位监测器设置在所述保温防尘罩上，用于连续监测前置出铁炉内的铁水液位；

温度监测器，所述温度监测器设置在所述前置出铁炉内，用于连续监测所述前置出铁炉内的铁水温度。

优选的，所述液位监测器为非接触式液位监测器，所述液位监测器为激光测距传感器。

优选的，在所述保温防尘罩上设有液位监测器安装部，所述液位监测器安装部用于安装所述液位监测器，所述液位监测器安装部的直径为200-300mm。

优选的，所述液位监测器安装部焊接在所述保温防尘罩上。

优选的，所述液位监测器安装部包括外部的第一外壳和内部的第一内衬，第一外壳的材质为钢，第一内衬的材质为刚玉。

优选的，所述液位监测器测量的液位范围为0-3m。

优选的，所述温度监测器包括黑体空腔测温管、测温探头、信号处理器以及显示器；

所述黑体空腔测温管包括设置在外部的保护套管和设置在内部的测温管，所述保护套管和测温管组成一端开口一端封闭的复合腔体，所述保护套管和测温管之间为空气夹层；

所述保温套管插入铁水中的深度至少为300mm；所述保温套管的长度为0.5-2m；

所述测温探头包括保护玻璃、光学透镜、光学探测器、变送器、环境温度补偿电路、信号传输线以及冷却风路；

优选的，所述测温管的材质为刚玉；所述测温管的内壁形成黑体空腔。

优选的，所述保护套管的材质为Al₂O₃-C或Al₂O₃-ZrO₂-C中的一种。

优选的，在所述保护套管的外侧涂有防氧化涂层。

优选的，所述温度监测器测量的温度范围为600-1600℃。

优选的，在所述保温防尘罩上设有温度监测器安装部，所述温度监测器安装部用于安装所述温度监测器；

所述温度监测器安装部低于所述保温防尘罩与所述温度监测器安装部的连接点的高度为100-200mm；

所述温度监测器安装部的直径为200-300mm。

优选的，所述温度监测器安装部包括外部的第二外壳和内部的第二内衬，所述第二外壳的材质为钢，所述第二内衬的材质为刚玉。

优选的，所述温度监测器的顶端通过托盘固定在所述温度监测器安装部内，所述托盘的底部设有压铁块；

所述温度监测器的顶端设有固定头，在所述托盘的底部开设有通孔，所述温度监测器的固定头以下的部位穿设所述通孔。

优选的，所述保温防尘罩包括外部的壳体和内部的保温内衬，所述保温内衬通过锚固件固定在所述壳体上。

优选的，所述壳体的材质为钢，所述保温内衬的材质为刚玉。

优选的，所述保温防尘罩上设有烟气吸口，所述烟气吸口与除尘管道的一端相连通，所述除尘管道的另一端与除尘器相连。

优选的，所述除尘器为布袋除尘器或旋风除尘器中的一种。

优选的，所述保温防尘罩与所述前置出铁炉之间设有密封件，所述密封件与所述前置出铁炉之间铺设干式料。

优选的，所述密封件的材质为岩棉或石棉布中的一种。

优选的，所述干式料为颗粒状的耐火材料。

优选的，所述保温防尘罩与所述前置出铁炉通过螺栓固定。

优选的，所述保温防尘罩的高度为600-1000mm。

优选的，所述保温防尘罩为下部尺寸大上部尺寸小的结构。

优选的，在所述保温防尘罩的外侧铺设耐火材料。

本实用新型的有益效果：

1.该熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，通过设置保温防尘罩，有利于对铁水进行保温，有利于减少前置出铁炉内铁水热量的损失，有利于对前置出铁炉内产生的高温烟气进行净化，有利于液位监测器以及温度监测器检测数据的准确性；通过设置液位监测器，可以连续监测前置出铁炉内铁水液位的情况，有利于指导冶炼出铁周期；通过设置温度监测器，可以连续监测前置出铁炉中铁水的温度，有利于反映熔融还原炉内的热力学平衡条件。

2.该熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，通过在保温防尘罩上设置温度监测器安装部，有利于对温度监测器的安装或者快速更换。

3.该熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，通过外部的壳体和内部的保温内衬，有利于减少前置出铁炉内铁水的热辐射，有利于对铁水进行保温，将铁水的温度损失降低至3℃/min以内，热量损失较现有的敞口设置减少70％以上；通过设置除尘管道和除尘器，有利于将前置出铁炉内铁水上部产生的高温烟气进行收集并净化，有利于减少对环境的污染，通过在前置出铁炉与保温防尘罩之间设置密封件以及在密封件与前置出铁炉之间铺设干式料，有利于进一步加强前置出铁炉与保温防尘罩之间的密封性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中温度监测器的结构示意图；

图3为图1中液位监测器和温度监测器的安装结构示意图；

图4为图1中保温防尘罩的结构示意图。

图中，1、前置出铁炉；101、出铁沟；102、铁水；2、保温防尘罩；201、壳体；202、保温内衬；203、除尘管道；204、密封件；205、密封耐材；301、激光测距传感器；302、液位监测器安装部；303、第一外壳；304、第一内衬；401、保护套管；402、测温管；403、信号处理器；404、显示器；405、气体管线；406、温度监测器安装部；407、第二外壳；408、第二内衬；409、托盘；410、固定头。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

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。

由于前置出铁炉内的铁水与熔融还原炉内的铁水相连通，可以通过前置出铁炉中的铁水情况判断熔融还原炉炉内的反应情况，具体地，根据连通器原理，由于熔融还原炉内外铁水相同液位所在处压力相同，可以通过炉外液位高度反映炉内的铁水情况；可以通过前置出铁炉中铁水的温度、成分等情况反映熔融还原炉炉内的铁水条件，及时调整工艺路线确保符合工艺要求。但是这种方法存在一定的不足之处，由于前置出铁炉中的铁水暴露于空气中，存在铁水降温快、高温烟尘大、高温安全性较差等缺点。

如果能够设计一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，能够较准确的测量出前置出铁炉内中铁水的参数，将有利于为熔融还原炉内的反应条件提供较准确的参考价值。

基于上述技术问题，参考图1，本实用新型提供了一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，该工艺监控装置包括保温防尘罩2、液位监测器和温度监测器。保温防尘罩2设置在前置出铁炉1的出铁沟101上方的开口处，用于对前置出铁炉1内的铁水102进行保温以及用于对前置出铁炉1内产生的高温粉尘进行收集及净化；液位监测器设置在保温防尘罩2上，用于连续监测前置出铁炉1内的铁水102液位；温度监测器设置在前置出铁炉1内，用于连续监测前置出铁炉1内的铁水102温度。通过设置保温防尘罩，对前置出铁炉内的铁水进行保温及净化，有利于减少前置出铁炉内铁水的热量损失，保证液位监测器及温度监测器测量数据的准确性，能够更好地为熔融还原炉内的反应条件提供参考价值；通过设置液位监测器，连续对前置出铁炉内的铁水的液位进行连续监测，有利于指导冶炼出铁周期；通过设置温度监测器，连续监测前置出铁炉中铁水的温度，有利于反映熔融还原炉内的热力学平衡条件。

作为一种实施方式，参考图1、图3，液位监测器可以为非接触式液位监测器，优先选择激光测距传感器301。液位监测器测量的液位范围为0-3m。为了便于安装液位监测器，在保温防尘罩2上设置液位监测器安装部302，液位监测器安装部302焊接在保温防尘罩2上。液位监测器安装部302包括外部的第一外壳303和内部的第一内衬304，第一外壳303的材质为钢，第一内衬304的材质采用耐高温的刚玉材质。设置液位监测器安装部302的直径为200-300mm。在液位监测器安装部302的底部设置一直径为20-50mm的孔径，通过该孔径对铁水102的液位进行监测。

作为一种实施方式，参考图1-3，温度监测器包括黑体空腔测温管、测温探头、信号处理器403以及显示器404。黑体空腔测温管包括设置在外部的保护套管401和设置在内部的测温管402，保护套管401和测温管402组成一端开口一端封闭的复合腔体，保护套管401和测温管402之间为空气夹层，测温管402的内壁形成黑体空腔。测温探头包括保护玻璃、光学透镜、光学探测器、变送器、环境温度补偿电路、信号传输线以及冷却风路。该温度监测器的连续测量原理为，测温时，温度监测器的保护套管直接与铁水相接触，感知其温度，再传至测温管；测温管腔体发出的热辐射经保护玻璃和光学透镜聚焦成像在硅电池上，发生光电效应，产生与温度成一定关系的电压信号；此电压信号经光纤传至信号处理器，以单片机为核心的信号处理器对电压信号进行计算、补偿，通过显示器显示测量的温度，主要通过通讯接口将温度信号传至大屏幕显示器、通过输出电路输出4-20mA标准信号传递给计算机。

需要注意的是，根据前置出铁炉1中铁水102液位的变化情况，设置的保护套管401的长度为0.5-2m多个不同的规格，所选择的长度规格主要由前置出铁炉1中铁水102液位的波动情况决定，要求保温套管401插入铁水102中的深度至少为300mm；测温管402的材质采用刚玉，保护套管401的材质采用Al₂O₃-C或Al₂O₃-ZrO₂-C中的一种，并在保护套管401的外侧涂有防氧化涂层，以保证温度监测器的使用寿命在7天以上。温度监测器测量的温度范围为600-1600℃，误差小于3℃。冷却风路中的气体管线405与测温管402连接，气体管线405输送冷却气体对测温管402的输入端进行冷却，以保证测温管402的输入端的温度环境不超过限定值70℃。

为了方便测温检测器的快速更换和使用，在保温防尘罩2上设置温度监测器安装部406，温度监测器安装部406低于保温防尘罩2与温度监测器安装部406的连接点处的高度为100-200mm。温度监测器安装部406包括外部的第二外壳407和内部的第二内衬408，第二外壳407的材质采用钢材质，第二内衬408的材质采用耐高温的刚玉材质。温度监测器安装部406的直径为200-300mm。为了使温度监测器稳固的安装在温度监测器安装部406内，将温度监测器通过托盘409固定在温度监测器安装部406内，在托盘409的底部设置压铁块，以便将托盘409整体固定在温度监测器安装部406内；温度监测器的保护套管401的顶端设有固定头410，在托盘409的底部开设有通孔，保护套管401的固定头410以下的部位穿设通孔。

作为一种实施方式，参考图4，保温防尘罩2包括外部的壳体201和内部的保温内衬202，保温内衬202通过锚固件固定在壳体201上。壳体201的材质为钢，保温内衬202的材质为刚玉。保温防尘罩2上设有烟气吸口，将烟气吸口与除尘管道203的一端相连通，除尘管道203的另一端与除尘器相连。除尘器为布袋除尘器或旋风除尘器中的一种。保温防尘罩2与前置出铁炉1之间设有密封件204，密封件204与前置出铁炉1之间铺设干式料。密封件204的材质为岩棉或石棉布中的一种。干式料为颗粒状的耐火材料，可以选用沙子作为干式料。保温防尘罩2与前置出铁炉1通过螺栓固定。保温防尘罩2的高度为600-1000mm。保温防尘罩2为下部尺寸大上部尺寸小的结构。在保温防尘罩2的外侧铺设密封耐材205。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域人员的公知技术。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，包括：

保温防尘罩，所述保温防尘罩设置在前置出铁炉的出铁口上方的开口处；

液位监测器，所述液位监测器设置在所述保温防尘罩上，用于连续监测前置出铁炉内的铁水液位；

温度监测器，所述温度监测器设置在所述前置出铁炉内，用于连续监测所述前置出铁炉内的铁水温度。

2.根据权利要求1所述的熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，所述液位监测器为非接触式液位监测器，所述液位监测器为激光测距传感器。

3.根据权利要求1所述的熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，在所述保温防尘罩上设有液位监测器安装部，所述液位监测器安装部用于安装所述液位监测器，所述液位监测器安装部的直径为200-300mm。

4.根据权利要求1所述的熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，所述温度监测器包括黑体空腔测温管、测温探头、信号处理器以及显示器；

所述黑体空腔测温管包括设置在外部的保护套管和设置在内部的测温管，所述保护套管和测温管组成一端开口一端封闭的复合腔体，所述保护套管和测温管之间为空气夹层；

所述保护套管插入铁水中的深度至少为300mm；所述保护套管的长度为0.5-2m；

所述测温探头包括保护玻璃、光学透镜、光学探测器、变送器、环境温度补偿电路、信号传输线以及冷却风路。

5.根据权利要求4所述的熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，在所述保温防尘罩上设有温度监测器安装部，所述温度监测器安装部用于安装所述温度监测器；

所述温度监测器安装部低于所述保温防尘罩与所述温度监测器安装部的连接点的高度100-200mm；

所述温度监测器安装部的直径为200-300mm。

6.根据权利要求5所述的熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，所述温度监测器的顶端通过托盘固定在所述温度监测器安装部内，所述托盘的底部设有压铁块；

所述温度监测器的顶端设有固定头，在所述托盘的底部开设有通孔，所述温度监测器的固定头以下的部位穿设所述通孔。

7.根据权利要求1所述的熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，所述保温防尘罩包括外部的壳体和内部的保温内衬，所述保温内衬通过锚固件固定在所述壳体上。

8.根据权利要求7所述的熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，所述壳体的材质为钢，所述保温内衬的材质为刚玉。

9.根据权利要求7所述的熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，所述保温防尘罩上设有烟气吸口，所述烟气吸口与除尘管道的一端相连通，所述除尘管道的另一端与除尘器相连。

10.根据权利要求1所述的熔融还原炉前置出铁炉用工艺监控装置，其特征在于，所述保温防尘罩与所述前置出铁炉之间设有密封件，所述密封件与所述前置出铁炉之间铺设干式料。

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