CN2903083Y - 可伸缩式高炉测温装置 - Google Patents

Abstract

一种可伸缩式高炉测温装置涉及冶金高炉测温技术领域，具有工控机、电气控制柜和伸缩式机械装置；其伸缩式测温机械装置包括炉口密封装置、测温探测器、导向装置和传动机构；其炉口密封装置固定连接在高炉壳体(5)的水套上(6)，密封装置内套有可水平移动地测温探测器(1)，测温探测器(1)的前部可伸入高炉壳体(5)内，尾端经法兰盘(7)连接导向车体(13)，导向车体设置在导向装置上，导向车体(13)连接传动机构；传动机构包括机械传动、液压传动和气动传动。其能准确、间歇地测出真实的能代表高炉上部炉料的径向温度分布，又不影响高炉炉顶布料，使用安全、寿命长。

Description

可伸缩式高炉测温装置

技术领域：

本实用新型涉及冶金高炉测温技术领域，适用于炼铁高炉测温的一种可伸缩式高炉测温装置。

背景技术：

目前，国内冶金行业，测定高炉喉部温度是为了推测出高炉上部炉料的温度分布。从炉料温度分布可以推测出高炉气流状况。从某种意义上讲：控制炼铁高炉就是控制调节高炉的气流，所以进行高炉喉部温度分布是非常重要的。现在普遍应用的十字测温装置，有两端固定的“扁担”型和一端固定的悬臂型；悬臂型十字测温装置又分水冷和无水冷两类。由于高炉容量很大，以2000m³高炉为例，一昼夜可以出铁5000吨。炉中装入的炉料约一千多吨。由于现有的十字测温装置，都是固定的；其测温装置的下面投影部分，会难于添加炉料。从而影响炉料的合理分布——在装置覆盖的部分容易形成“十字沟”，严重时会使形成“管道”。特别是高炉中心部位，由于4个测温探测器集中在这里，炉料添加最困难，更容易形成“管道”，一旦形成“管道”，高炉气流异常，会明显影响高炉的生产。

由于高炉喉部温度较高，中心部经常达到摄氏800度以上。加之炉料冲刷，使得十字测温工作条件极为恶劣，导致十字测温探测器寿命较低。以两端固定十字测温“扁担式”为例，尽管结构本体通水冷却，但是实际寿命也只有半年作用，提出此种设计的日本公司，其产品寿命只保证三个月。悬臂使用耐热合金制成的结构寿命可以长些，但是当炉料中含硫量过高或者操作不当，超高炉温保持时间过长时，也会使十字测温探测器寿命明显减短，提前损坏。对于水冷十字测温结构除增加生产成本外，还因为承受较大的热应力，容易发生向上翘曲的变形。并其耐炉料冲刷磨损性能差，使其容易发生漏水事故，造成提前损坏，综合起来使用寿命都不长。

现有装置上布置的热电偶主要承受料面的热辐射和周围炉气的对流传热。可以说现有测温装置测定的是装置所在位置炉后的料面和料面上混合后的炉气温度。由于受到不断添加炉料的干扰，所测定结果回大大受辐射热和周围炉气热量传递条件变化的影响。使测定出温度的准确度被大打折扣，表现出现有的十字测温装置测出的沿高炉径向温度分布的温度差异较小。

发明内容：

为克服现有技术的不足，避免因十字测温装置阻碍布料，形成“十字沟”和“管道”影响生产，本实用新型提供一种可伸缩式高炉测温装置；能准确、间歇地测出真实的能代表高炉上部炉料的径向温度分布，又不影响高炉炉顶布料，使用安全、寿命长。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

所述的可伸缩式高炉测温装置，具有工控机、电气控制柜和伸缩式机械装置；其工控机由传输线连接电气控制柜，电气控制柜经控制线连接伸缩式测温机械装置，伸缩式测温机械装置包括炉口密封装置、测温探测器、导向装置和传动机构；其炉口密封装置固定连接在高炉壳体的水套上，密封装置内套有可水平移动地测温探测器，测温探测器的前部可伸入高炉壳体内，尾端经法兰盘连接导向车体，导向车体设置在导向装置上，导向车体连接传动机构；传动机构包括机械传动、液压式传动和气动式传动。

所述的可伸缩式高炉测温装置，其水套固定连接在高炉壳体的加强板上，水套周围固定有数个加强筋。

所述的可伸缩式高炉测温装置，其炉口密封装置呈管形的一端设置有法兰盘，法兰盘由螺栓固定连接高炉壳体的水套上，其内壁与测温探测器之间置有耐磨密封填料。

所述的可伸缩式高炉测温装置，其测温探测器具有耐热合金管、测温传感器；管内设置有测温传感器，测温传感器为K型热电偶。

所述的可伸缩式高炉测温装置，其导向装置具有两个平行的导轨，两个导轨之间设置有可移动地导向车体；其导轨的下方设置有数个导轨支架。

所述的可伸缩式高炉测温装置，其导向车体两侧设置有车轮；车体的一端经法兰盘连接测温探测器，车体连接传动机构。

所述的可伸缩式高炉测温装置，其机械传动包括钢丝绳牵引传动、链条传动和齿条传动；其钢丝绳牵引传动由一条钢丝绳绕过滚筒和固定在高炉壳体加强板下部设置的定向滑轮连接到导向车体；另一条钢丝绳也绕过滚筒和固定在导轨支架的定向滑轮连接到导向车体；钢丝绳牵引动力装置电动卷扬机固定在导向装置下方；也可采用链条传动或齿条传动。

所述的可伸缩式高炉测温装置，其液压传动机构，液压油缸固定连接在导向装置上；油缸的活塞杆连接导向车体，活塞杆的伸缩由液压系统控制。

所述的可伸缩式高炉测温装置，其气动传动机构，气缸固定连接在导向装置上；气缸的活塞杆连接导向车体，活塞杆的伸缩由气压系统控制。

所述的可伸缩式高炉测温装置，其电气控制柜内置有可编程控制器PLC、K型温度扩展模块和控制器件；其PLC经传输线连接主控室的工控计算机，PLC经控制器件由线路连接测温机械装置，伸缩式测温探测器的测温热电偶由补偿导线连接到PLC上的K型温度扩展模块，将测试信号直接转换成温度数值的K型温度扩展模块由传输线连接到远程控制的工控机显示、储存和处理温度数据。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：

该可伸缩式高炉测温装置，可以准确测定高炉上部炉料温度分布，而又不影响高炉炉顶布料，利用高炉采用炉顶加料机布料是间歇式的；当高炉不加料时，高炉顶部下料闸板关到位，本设计的装置测温探测器可以适时地伸入炉中，测定好温度后再从炉中退出来，让布料机方便地布料；该装置由工控机、电气控制柜和伸缩式机械装置组成的自动控制装置，与加料机的连锁运行——在加料时，测温装置决不会伸入炉中。其在炉中停留时间很短，不超过30秒；探测器温度也不会因温度超高而损坏。况且由于探测器不受炉料冲刷，测温探测器不会因受炉料磨损而损坏；所以这种十字测温装置主体结构使用寿命可以很长——3-5年以上；每年只须更换易损件，由于大部分时间测温探测器是在炉外，其检修工作很方便，每年维修费用也很低。

该可伸缩式高炉测温装置使用可靠，解决了高炉开口动态密封问题，可靠性较目前的各种十字测温装置都好，与现有的十字测温装置测得的温度相比更能代表高炉炉料上部横截面炉气的温度分布；各测点受多方辐射的影响较小，所测定的温度分布对于正确进行高炉操作更具有参考价值，使用安全可靠，寿命长。

附图说明：

图1是可伸缩式高炉测温装置电动式钢丝绳牵引传动装置结构示意图。

图2是可伸缩式高炉测温装置液压式机械结构示意图。

图中：1-测温探测器；2-密封装置；3-电动卷扬机；4-导轨；5-高炉壳体；6-加强板；7-法兰盘；8-法兰盘；9-水套；10-螺栓；11-定向滑轮；12-导轨支架；13-导向车体；14-加强筋；15-车轮；16-钢丝绳；17-液压油缸；18-活塞杆；19-定向滑轮。

具体实施例一：

如图1中所示：该可伸缩式高炉测温装置，考虑到高炉容量很大，以2000m³高炉为例，一昼夜可以出铁5000吨。炉中装入的炉料约一千多吨，使得高炉截面上炉料温度分布变化不会很敏感，热惰性较大，温度变化缓慢。由高炉操作工艺规定加料是断续的，每次加料与下一批加料要间隔约2分钟时间。高炉喉部实际的温度范围约200℃～800℃，按照K型热电偶的性能对于温度的响应时间不会多于30秒，也就是在加料间歇时间足以来得及测定出温度分布，所以不需要连续测定并显示温度数据。

本设计可伸缩式高炉测温装置，根据高炉炼铁的加料操作是按照工艺自动控制的，加料也是间歇式的，其控制加料的PLC可以提供料尺开始启动信号或加料闸板落下到位的信号，所以该装置可以和加料装置互锁，组成交替运行程序，其工控机和电气柜控制伸缩式测温探测器进入或退出高炉炉体。其测温机械装置的结构，由炉口密封装置固定连接在高炉壳体(5)的水套(9)上，其炉口密封装置(2)呈管形的一端设置有法兰盘(8)，法兰盘由螺栓(10)固定连接高炉壳体水套上(9)；水套焊接在高炉壳体的加强板(6)上，水套周围固定由数个加强筋(14)；密封装置(2)内壁与测温探测器之间有耐磨密封填料；密封装置内套置有可移动的测温探测器(1)，测温探测器由耐热合金制成；测温传感器一般采用K型热电偶，用于在加料间歇时间测定出温度分布。测温探测器的尾端经法兰盘(7)连接在导向车体(13)上，导向车体安装在导向装置的导轨内，

其导向装置具有两个平行的导轨(4)，两个导轨之间设置有可移动地导向车体(13)；导轨的下方设置有数个导轨支架(12)，导轨的尾端导向支架上固定有定向滑轮(19)，其导向车体(13)两侧设置有车轮(15)；车体的一端经法兰盘(7)连接测温探测器(1)，车体连接传动机构。其传动机构可分为机械式、液压式和气动式传动；机械式还可分为钢丝绳牵引式、链条牵引式和齿条式牵引传动。钢丝绳牵引传动由电机、减速机构、卷筒、钢丝绳和滑轮组成。一条钢丝绳(16)绕过滚筒和固定在高炉壳体加强板(6)下部设置的定向滑轮(11)连接到导向车体(13)；另一条钢丝绳(16)也绕过滚筒和导轨支架(12)上的支架定向滑轮(19)连接到导向车体，钢丝绳牵引动力装置电动卷扬机(3)固定在导向装置下方。其电气控制柜内置有PLC、K型温度扩展模块和控制器件；其PLC经传输线连接主控室的工控计算机，PLC经控制器件由线路连接测温机械装置，伸缩式测温探测器的测温热电偶由补偿导线连接到PLC上的K型温度扩展模块，将测试信号直接转换成温度数值的K型温度扩展模块由传输线连接到远程控制的工控机显示、储存和处理温度数据。

工作时，当高炉不加料时，控制柜的可编程控制器PLC会接到高炉顶部下料闸板传感器关到位的信号，由电气柜控制固定在导向装置下方的电动卷扬机的滚筒转动，滚筒上的钢丝绳经过加强板上的定向滑轮牵引导向车体，导向车体带动测温探测器向炉中伸入，待测温探测器端部达到高炉中心，测温探测器停止移动，开始测定温度，测温热电偶经补偿导线传输到PLC上的K型温度扩展模块，转换成温度数值传输到远程控制的工控机中显示、储存和处理；其在炉中停留时间很短，不会超过30秒；测温探测器也不会因温度超高而损坏；况且由于探测器不受炉料冲刷，测温探测器不会因受炉料磨损而损坏。测定好温度后，按照程序控制电气柜控制电动卷扬机的滚筒反转，滚筒上的钢丝绳经过导向支架上的定向滑轮牵引导向车体，导向车体带动测温探测器从炉中退出来，让布料机方便地布料。其与加料机的连锁运行，使高炉在加料时，测温装置决不会伸入炉中，这种装置是由控制柜的PLC自动控制。其PLC受安装在主控室的工控计算机控制。当PLC接收到运行指令，便会按照既定程序完成测温机械装置的运行。

具体实施例二：

如图1中所示：该可伸缩式高炉测温装置，其电动式传动机构也可采用链条牵引传动或齿条牵引传动；其链条牵引传动就是将钢丝绳(16)换成链条，加强板(6)上的定向滑轮(11)换成可转动的链轮，尾端导轨支架(12)上的定向滑轮(19)换成主动链轮，主动链轮由电机经减速后通过联轴节提供动力；减速机输出轴的链轮带动链条传动，链条绕过链轮带动导向车体(13)，导向车体带动测温探测器(1)可以适时地测定出高炉内的温度分布，这种装置是由工控机自动控制，其使用操作方法同钢丝绳(16)牵引传动一样；同理齿条传动的实施和使用操作方法同上述一样。

具体实施例三：

如图2中所示：该可伸缩式高炉测温装置，也可采用液压传动机构或气动传动机构；液压油缸(17)固定连接在导向装置上；油缸的活塞杆(18)连接导向车体(13)，活塞杆(18)的伸缩由液压系统控制，其测温探测器(1)可以适时地测定出高炉内的温度分布。

高炉炼铁操作使用时，当高炉不加料时，高炉顶部下料闸板关到位的信号，由电气柜可编程控制器PLC控制液压系统，液压系统控制固定在导向装置上的液压油缸，液压活塞杆推动导向车体连接的测温探测器伸入炉中，探测器在炉中停留时间很短，不超过30秒；测定好温度后，电气柜控制液压系统，液压系统控制液压油缸反向推动液压活塞杆，液压活塞杆连接导向车体反向转动，使测温探测器随导向车体从炉中退出来，让布料机方便地布料。其装置由工控机自动控制与加料机连锁运行，使高炉在加料时，测温装置决不会伸入炉中。

同理气动伸缩式传动机构就是将液压油缸更换成气缸，气缸固定连接在导向装置上；气缸的活塞杆(18)连接导向车体(13)，活塞杆(18)的伸缩由气压系统控制，其使用操作方法同上述一样。

Claims (10)

1、一种可伸缩式高炉测温装置，其特征在于：具有工控机、电气控制柜和伸缩式机械装置；其工控机由传输线连接电气控制柜，电气控制柜经控制线连接伸缩式测温机械装置，伸缩式测温机械装置包括炉口密封装置、测温探测器、导向装置和传动机构；其炉口密封装置固定连接在高炉壳体(5)的水套上(6)，密封装置内套有可水平移动地测温探测器(1)，测温探测器(1)的前部可伸入高炉壳体(5)内，尾端经法兰盘(7)连接导向车体(13)，导向车体设置在导向装置上，导向车体(13)连接传动机构；传动机构包括机械传动、液压传动和气动传动。

2、如权利要求1所述的可伸缩式高炉测温装置，其特征在于：所述的水套(9)固定连接在高炉壳体的加强板(6)上，水套周围固定有数个加强筋(14)。

3、如权利要求1所述的可伸缩式高炉测温装置，其特征在于：所述的炉口密封装置呈管形的一端设置有法兰盘(8)，法兰盘(8)由螺栓(10)固定连接高炉壳体的水套(9)上，其内壁与测温探测器(1)之间置有耐磨密封填料。

4、如权利要求1所述的可伸缩式高炉测温装置，其特征在于：所述的测温探测器(1)具有耐热合金管、测温传感器；管内设置有测温传感器；测温传感器为K型热电偶。

5、如权利要求1所述的可伸缩式高炉测温装置，其特征在于：所述的导向装置具有两个平行的导轨(4)，两个导轨之间设置有可移动地导向车体(13)；其导轨的下方设置有数个导轨支架(12)。

6、如权利要求1所述的可伸缩式高炉测温装置，其特征在于：所述的导向车体(13)两侧设置有车轮(15)；导向车体(13)的一端经法兰盘(7)连接测温探测器(1)，导向车体(13)连接传动机构。

7、如权利要求1所述的可伸缩式高炉测温装置，其特征在于：所述的机械传动包括钢丝绳牵引传动、链条传动和齿条传动；其钢丝绳(16)牵引传动由一条钢丝绳(16)绕过滚筒和固定在高炉壳体加强板(6)下部设置的定向滑轮(11)连接到导向车体(13)；另一条钢丝绳(16)也绕过滚筒和固定在导轨支架的定向滑轮(19)连接到导向车体(13)；钢丝绳牵引动力装置电动卷扬机(3)固定在导向装置下方；也可采用链条传动或齿条传动。

8、如权利要求1所述的一种高炉用可伸缩测温装置，其特征在于：所述的液压传动机构，其液压油缸(17)固定连接在导向装置上；油缸的活塞杆(18)连接导向车体(13)，活塞杆(18)的伸缩由液压系统控制。

9、如权利要求1所述的一种高炉用可伸缩测温装置，其特征在于：所述的气动传动机构，气缸固定连接在导向装置上；气缸的活塞杆(18)连接导向车体(13)，活塞杆(18)的伸缩由气压系统控制。

10、如权利要求1所述的一种高炉用可伸缩测温装置，其特征在于：所述的电气控制柜内置有PLC、K型温度扩展模块和控制器件；其PLC经传输线连接主控室的工控计算机，PLC经控制器件由线路连接测温机械装置，伸缩式测温探测器的测温热电偶由补偿导线连接到PLC上的K型温度扩展模块，将测试信号直接转换成温度数值的K型温度扩展模块，由传输线连接到远程控制的工控机显示、储存和处理温度的数据。

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