CN213811661U - 一种电炉炉底测温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电炉炉底测温系统。一种电炉炉底测温系统包括：多个电偶设置在电炉的炉底，用于将炉底的温度转换为直流电信号；多根补偿导线的一端分别与多个电偶的接线柱电连接，补偿导线的另一端与重载连接器电连接；复合导线为至少两根补偿导线汇集而成，复合导线的一端电连接重载连接器，另一端电连接温度变送器；温度变送器与PLC控制系统电连接。通过设置复合导线和重载连接器极大的减小了温变箱接线臃肿的情况，在此前提下，能够设置多个测温点位，在个别测温点位失真的情况下，减小对炉底温度的测量精度带来的影响，避免造成生产检修指标的误判，从而底电极耐材过分损耗，保证炉底电极的使用寿命。

Description

一种电炉炉底测温系统

技术领域

本实用新型属于冶金行业直流电弧炉的炉底温度测量领域，具体涉及一种电炉炉底测温系统。

背景技术

冶金企业电炉炼钢的发展过程中，超高功率直流电弧炉具有电弧稳定，噪音小、电极消耗低等诸多优点而被大量引用。炉底电极温度对保证超高功率直流电弧炉稳定安全生产至关重要，现有技术采用热电偶配合电路开关：热电偶(安装在底电极针内部)的信号将通过补偿导线和接线箱连接到底电极附近的温变箱中。温变箱内装有温度变送器，将温度变送器连接到主控室的PLC系统，实现对炉底的温度的监视。炉底的温度监测点被均匀分布在底电极上的12个导电针来监视，过高的温升会产生声音信号，并自动切断电炉电源。

同时，上述热电偶结构还能监测直流电弧炉的底电极的损耗：炉役期间内升温的渐进变化给底电极耐材的磨损程度提供一个指示，当产生过高的温升时，通过及时进行补炉作业保护底电极。

现有直流电弧炉的原设计中底电极寿命(即底电极上线到下一套底电极上线期间所使用的炉数)约为650炉，底电极的寿命短主要是个别点位测量的失真，会造成生产检修指标的误判，导致底电极耐材过分损耗。而为了保证检测结果的准确而增大导电针的数量时，接线箱会变得臃肿，不利于高温环境下对线缆的保护，并且会导致接线箱内端子排受损、接线端子松动、箱内进金属粉尘等情况的发生，并直接导致测量误差及信号中断，同样会造成生产检修指标的误判，导致底电极耐材过分损耗。另外，炉底温度测量装置的故障率每年超出10起以上，维修费用高、检修维护难度大，检修作业安全隐患大，满足不了生产要求。炉底温度测量装置故障多发的主要原因是传统电偶连接线需要通过接线箱进行中转，点位多、环境差、密封性差，是造成故障主要环节。体现为：短路、线路松脱、连接头老化、中转箱烧毁等现象。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的一种电炉炉底测温系统，以解决底电极的寿命短、炉底温度测量装置故障多发的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电炉炉底测温系统，包括：电偶、补偿导线、重载连接器、复合导线、温度变送器和PLC控制系统；

多个所述电偶设置在所述电炉的炉底，用于将炉底的温度转换为直流电信号；

多根所述补偿导线的一端分别与多个所述电偶的接线柱电连接，所述补偿导线的另一端与所述重载连接器电连接；

所述复合导线为至少两根补偿导线汇集而成，所述复合导线的一端电连接所述重载连接器，另一端电连接温度变送器；

所述温度变送器，与PLC控制系统电连接，所述温度变送器接收复合导线输入的直流电信号并转换为标准信号传输至所述PLC控制系统；

所述PLC控制系统，用于在电炉的炉底温度过高时切断电炉的电源。

进一步的，所述重载连接器为卡扣式重载连接器。

进一步的，所述重载连接器的型号为WEN-DBJJQ-24MP。

进一步的，所述电偶的数量为40个且在所述电炉炉底的外周等距分布。

进一步的，所述温度变送器设置有故障指示灯，且所述温度变送器可调信号类型，可校准零点及量程。

进一步的，所述温度变送器为PHOENIX温度变送器。

进一步的，所述温度变送器设置在温变箱中，所述温变箱设置在距电炉十米以上的墙体侧壁上。

进一步的，所述温变箱与所述电炉炉底之间的垂直距离大于3.5m。

进一步的，所述复合导线通过吊装线吊装在电炉平台上，所述吊装线用于固定所述复合导线。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案至少具有如下有益效果：

1、通过设置复合导线和重载连接器极大的减小了温变箱接线臃肿的情况，在此前提下，能够设置多个测温点位，在个别测温点位失真的情况下，减小对炉底温度的测量精度带来的影响，避免造成生产检修指标的误判，从而底电极耐材过分损耗，保证炉底电极的使用寿命。

2、温变箱的安装位置适合安全维护作业，保证了人员的作业安全，使维护作业更为方便，使温变箱与主控室之间的线路避开强磁干扰的干扰源。

3、温度变送器抗干扰能力强，稳定性好。

4、特殊结构的补偿导线长期耐温220℃，短期(15分钟)耐温600-700℃，能够在高温下可靠工作。

5、多种防高温材料的使用，使补偿导线耐温1000℃，进一步保证补偿导线在高温下工作的可靠性。

6、自然下垂式电偶接线方式有效的防止电偶、补偿导线老化、短路情况的发生。

7、补偿导线的线路设置能够有效防止补偿导线被高温铁水及钢水烧毁，补偿导线的线路敷设及拆卸方便，安全可靠；

8、大幅简化了现场工作。

9、温变箱的位置由原炉体侧墙，改至距离侧墙10米以上的墙体，较好的防止了钢液飞溅导致烫伤线路和损坏温变箱。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1本实用新型实施例的结构示意图。

图2为图1的右视示意图。

附图标记说明：1直流电弧炉；2混泥土支撑墙；3温变箱；4复合导线；5电偶；6第一耐热套管；7第二耐热套管；8电炉平台；9吊装线。

具体实施方式

下面将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的一部分实施例，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。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图2所示，直流电弧炉1设置于混泥土支撑墙2上，根据本实用新型的实施例，一种电炉炉底测温系统包括电偶5、补偿导线、温度变送器和PLC控制系统(Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器)，其中，温度变送器设置在温变箱3中，温变箱3用于保护温度变送器。温变箱3设置在距直流电弧炉1十米以上的墙体上，防止钢液飞溅烫伤线路和损坏温变箱3。

四十个电偶5设置在直流电弧炉1的炉底，且在炉底的外周等距分布，每个电偶5包括零线和火线。多根补偿导线的一端分别与多个电偶5的接线柱电连接，补偿导线的另一端与重载连接器连接，一共设有四套补偿导线，每套十根，每根补偿导线包括火线和零线，以与电偶5的数量对应。补偿导线的外周均包扎有防高温材料。

复合导线4的一端与重载连接器连接，另一端与温度变送器连接，复合导线4包括至少两根相互绝缘的导线，本实施例中，复合导线4由12根补偿导线汇集而成，每根复合导线4最多能够与12根补偿导线实现信号传输，但是本实用新型只用复合导线4中12根补偿导线中的十根，即一根复合导线4与10根补偿导线实现信号传输。重载连接器属于耐高温、密封性强的对插式接头，重载连接器的一端连接补偿导线(一根补偿导线对应一个测点)，另一端接入复合导线4(一股复合导线4最多可接12个测点)，重载连接器相当于将每10只电偶5的补偿导线汇总出复合导线4的中转站。

每根复合导线4对应一套补偿导线，把40个测点对应的40根补偿导线，通过重载连接器转化为了4根复合导线4，极大的化繁为简。复合导线4的外层有耐高温绝缘皮层。

温度变送器通过信号电缆与主控室的PLC控制系统电连接，该信号电缆采用悬挂到炉底检修架的悬空方式，避开高温钢水危险区。温变箱3与主控室中间存在强磁干扰，线路走向避开了干扰源。温度变送器能够接收电偶5的输出信号并转换为4-20mADC标准信号传输至PLC控制系统。炉底电极温度升高异常时，PLC控制系统能够引起声音信号提醒生产人员及时检查炉底导电镁碳砖的侵蚀程度并及时进行补炉作业，并及时切断电炉电源，保护炉底电极。

补偿导线为高温补偿导线，优选地，高温补偿导线为氟塑料绝缘及硅橡胶护套玻璃纤维编织隔热K分度号热电偶屏蔽软补偿导线，型号为KX-FBBPFR-2*1.5。如此设置使补偿导线能够长期耐温220℃，短期(15分钟)耐温600-700℃，降低了补偿导线的故障率。

温变箱3与炉底之间的垂直距离大于3.5m。温变箱3需要经常检查和维护，如此设置使温变箱3的环境温度为室温，位置适宜维护作业，保证了人员的作业安全，使维护作业更为方便。

进一步地，温度变送器的标准精度为±0.2％of FS；绝缘电阻：输入—输出间的绝缘电阻大于等于100MΩ@500V DC；阶跃响应：典型值150ms，符合CE及UL标准的PHOENIX温度变送器。温度变送器为多功能，可调信号类型，能够校准零点及量程，且带有故障异常灯光判断。如此设置使温度变送器在超高功率电弧及高压环境下能承受住外界电磁干扰，信号稳定。

进一步地，补偿导线与电偶5的接线盒的接线柱直接连接，靠近电偶5的补偿导线的一端采用自然下垂的方式设置，多根补偿导线下垂0.15m后汇总到重载连接器，重载连接器引出的复合导线4通过吊装线9吊装在电炉平台8上，吊装线9用于固定支撑复合导线4。如此设置改变原设计线路方向，避开钢水容易外溅跑漏的位置，有效防止复合导线4被高温铁水及钢水烧毁，使线缆的敷设及拆卸更为方便、安全可靠。

在现有技术中，电偶5的接线都要通过电偶5的接线盒的金属线缆孔后进行接线，但炉底电偶5都是倒式安装，电偶5的金属线缆孔在高温环境下温度会达到300℃，补偿导线从此处穿过，绝缘层会很快老化而短路。在本实用新型的实施例中，补偿导线可不通过线缆孔，也不要电偶5的接线盒的金属盖子，补偿导线直接与电偶5的接线盒的接线柱连接，并自然下垂，最后用搭扣式耐热套管(型号：Dinfn-RSV,ф130mm)对电偶5的接线盒处进行保护包扎。

进一步地，该测量系统还包括有第一耐热套管6和第二耐热套管7，单根补偿导线的外周套设有第一耐热套管6，电偶5的接线柱的外周以及复合导线4的外周均套设有第二耐热套管7，第二耐热套管7的直径大于第一耐热套管6的直径，第二耐热套管7的外周套设有红硅耐热护毯，红硅耐热护毯的外周套设有石棉毯或含锆陶瓷纤维毯。优选地，第一耐热套管6采用型号为Dinfn-RSV、ф30mm的搭扣式耐热套管，优选地，第二耐热套管7采用型号为Dinfn-RSV、ф130mm的搭扣式耐热套管，优选地，红硅耐热护毯的型号为Dinfn-RB、1000*1000mm。

炉底的补偿导线都必须进行防高温材料包扎进行保护，根据不同部位选用不同规格材料包扎。单芯的补偿导线用第一耐热套管6进行内层包扎，多股的复合导线4及分支线管用第二耐热套管7进行内层包扎，汇总后的主线管用红硅耐热护毯进行内层包扎，主线管由耐高温材料的管道构成。所有线管最外层用石棉毯或含锆陶瓷纤维毯进行防护包扎。如此设置使补偿导线和复合导线4能够耐温1000℃，有效的防止了补偿导线和复合导线4被飞溅的钢水、铁水及漏钢钢水烧毁的情况的发生，提高了使用寿命，降低了故障率。

与现有技术相比，本实用新型存在以下优点：

1、通过设置复合导线和重载连接器极大的减小了温变箱接线臃肿的情况，在此前提下，能够设置多个测温点位，在个别测温点位失真的情况下，减小对炉底温度的测量精度带来的影响，避免造成生产检修指标的误判，从而底电极耐材过分损耗，保证炉底电极的使用寿命。

2、温变箱的安装位置适合安全维护作业，保证了人员的作业安全，使维护作业更为方便，使温变箱与主控室之间的线路避开强磁干扰的干扰源。

3、温度变送器抗干扰能力强，稳定性好。

4、特殊结构的补偿导线长期耐温220℃，短期(15分钟)耐温600-700℃，能够在高温下可靠工作。

5、多种防高温材料的使用，使补偿导线耐温1000℃，进一步保证补偿导线在高温下工作的可靠性。

6、自然下垂式电偶接线方式有效的防止电偶、补偿导线老化、短路情况的发生。

7、补偿导线的线路设置能够有效防止补偿导线被高温铁水及钢水烧毁，补偿导线的线路敷设及拆卸方便，安全可靠；

8、大幅简化了现场工作。

9、温变箱的位置由原炉体侧墙，改至距离侧墙10米以上的墙体，较好的防止了钢液飞溅导致烫伤线路和损坏温变箱。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电炉炉底测温系统，其特征在于：包括：电偶、补偿导线、重载连接器、复合导线、温度变送器和PLC控制系统；

多个所述电偶设置在所述电炉的炉底，用于将炉底的温度转换为直流电信号；

多根所述补偿导线的一端分别与多个所述电偶的接线柱电连接，所述补偿导线的另一端与所述重载连接器电连接；

所述复合导线为至少两根补偿导线汇集而成，所述复合导线的一端电连接所述重载连接器，另一端电连接温度变送器；

所述温度变送器与PLC控制系统电连接，所述温度变送器接收复合导线输入的直流电信号并转换为标准信号传输至所述PLC控制系统；

所述PLC控制系统用于在电炉的炉底温度过高时切断电炉的电源。

2.根据权利要求1所述的一种电炉炉底测温系统，其特征在于：所述重载连接器为卡扣式重载连接器。

3.根据权利要求2所述的一种电炉炉底测温系统，其特征在于：所述重载连接器的型号为WEN-DBJJQ-24MP。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种电炉炉底测温系统，其特征在于：所述电偶的数量为40个且在所述电炉炉底的外周等距分布。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种电炉炉底测温系统，其特征在于：所述温度变送器设置有故障指示灯，且所述温度变送器可调信号类型，可校准零点及量程。

6.根据权利要求5所述的一种电炉炉底测温系统，其特征在于：所述温度变送器为PHOENIX温度变送器。

7.根据权利要求1所述的一种电炉炉底测温系统，其特征在于：所述温度变送器设置在温变箱中，所述温变箱设置在距电炉十米以上的墙体侧壁上。

8.根据权利要求7所述的一种电炉炉底测温系统，其特征在于：所述温变箱与所述电炉炉底之间的垂直距离大于3.5m。

9.根据权利要求1所述的一种电炉炉底测温系统，其特征在于：所述复合导线通过吊装线吊装在电炉平台上，所述吊装线用于固定所述复合导线。

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