專利名稱：鋼液連續測溫裝置及方法
技術領域：
本發明系溫度計量領域。主要適用于鋼液的連續測溫。
鋼液溫度連續測定是國際上十分注目的問題，因為它不僅有利于指導冶煉過程，提高出鋼的數量和質量。降低能源消耗，同時還可以保證安全生產，提高爐體壽命，意義很大。
由于鋼液溫度高，并具有侵蝕性，致使用熱電偶或其它接觸式方法連續測定其溫度難以實現，用一般光學方法，亦由于環境干擾而不能實現連續測定鋼液溫度。目前測定鋼液溫度的主要方法是用熱電偶插入鋼液，進行瞬時測量。該方法鉑銠消耗量大，勞動強度大，并且不能實現測量連續化。在鋼液連續測溫方面，人們作過多方面的償試，均還未能取得滿意的結果。近年來，有人提出在轉爐或中間包的爐壁或爐底開設一個小通道，在通道內設置輻射高溫計，對鋼液進行連續測溫，通道內通惰性氣體保護輻射高溫計(CN86103328A、JP6130638、SU744257等)。這種方法有兩個缺點，一是由于通道小，輻射高溫計所對的液面小，影響測溫準確性，二是由于完全采用氣冷保護輻射高溫計，故要求惰性氣體的流量大，導致冷卻氣體對鋼液的不必要的攪動。因攪動多，溫度失真程度大;另外，也增加了成本本發明的目的在于提供一種測溫準確、使用壽命長的(至少與爐襯同役)、能連續測定鋼液溫度的裝置和方法。
為了達到上述目的，所采用的具體技術方案如下在煉鋼爐或盛鋼罐液面以下壁部或底部任何部位打通一個直通孔，并鑲入一個導管。將溫度傳感器置入導管內，溫度傳感器外接溫度測量儀表和計算機。通過溫度傳感器對鋼液的光感作用，轉為光電效應，其信號進入溫度測量儀表，再經計算機校正，可連續地測出鋼液溫度。溫度傳感器接近鋼液，但又與鋼液保持一定的距離，既保證測溫準確，又可防止鋼液的高溫及浸蝕性對溫度傳感器的危害。
導管可采用耐火材料，金屬陶瓷、耐熱鋼管或其它耐熱材料制成。為了保護導管及裝在其內的溫度傳感器，采用兩種方式對導管進行冷卻，一是在導管外側采用水冷系統;一是在導管內通入惰性氣體，通入惰性氣體的另一個目的是防止鋼液進入導管。按上述方法冷卻時，溫度傳感器處于室溫狀態。
導管采用直筒式和階梯錐狀式兩種。階梯錐狀式的導管由三段組成靠近爐壁或爐底內表面的一段，截面較小;靠近爐壁或爐底外表面的一段為中間段，其截面較大，且與前述截面較小一段的相接處呈階梯錐狀形;另一段導管處于爐壁或爐底的外側，截面也較小，該段以螺紋接頭與中間段相接。
溫度傳感器封裝在導管的位置是可變的，即根據需要(如爐壁受浸蝕而減薄，傳感器需后撤一點)，溫度傳感器伸入導管的長度是可以控制的。并且當傳感器損壞或出故障時，可將其更換。
溫度傳感器可由各種光導體或光敏元件組成。通入導管的惰性氣體的流量為0.5～9.5克/毫米2·分，該流量所產生的壓力足以保證鋼液不會進入導管內。由于吹入惰性氣體所引起的環境變化以及冶煉過程中爐況變化均是有規律可循的，它們對測量的影響可通過計算機處理得以校正。
與現有技術相比，本發明具有如下優點1、溫度傳感器可免受鋼液的直接浸蝕和污染，使用壽命長，光電效應靈敏，測溫準確。
2、由于對導管采用外側水冷和管內通惰性氣體兩種方式進行冷卻，故冷卻效果好，使溫度傳感器始終處于室溫狀態下工作，保證測溫準確。同時，由于水冷效果好，可大大降低通入導管內的惰性氣體流量。惰性氣體流量小，一是可降低成本，二是消除氣體流量所帶來的對鋼液不必要的攪動。攪動多，則溫度失真程度大。
3、可利用計算機修正或校正鋼液吹入冷卻氣體后所引起的溫度變化以及由于煉鋼爐或盛鋼罐耐火材料受浸蝕所引起的溫度傳感器和鋼液間距離變化所導致的溫度誤差。
附圖為鋼液連續測溫裝置的示意圖。
圖中1為鋼液，2為氣泡，3為爐壁或爐底，4為導管，5為惰性氣體進口，6為溫度傳感器，7為溫度測量儀表，8為計算機，9為封裝圈，10、11、分別為冷卻水的進、出口，12為耐火材料填料層，13為水冷系統。在爐壁或爐底上開通的直通孔，先襯一層耐火材料填料層12，再鑲入導管4，溫度傳感器6封裝在導管4的一端，這種封裝既密封，又可拆卸;水冷系統在導管外壁與耐火材料填料層之間位置處于靠近爐壁或爐底外表面的一側，其長度為爐壁或爐底厚度的 1/4 ～ 1/3 。
權利要求
1.一種鋼液連續測溫裝置，它包含有導管、溫度傳感器、溫度測量儀表和計算機等，導管安裝在煉鋼爐或盛鋼罐液面以下任何部位的爐壁或爐底的直通孔內，溫度傳感器封裝在導管的一端，導管另一端是開口孔，直接伸向鋼液面，一種正壓的惰性氣體，通過導管，吹入鋼液，其特征在于導管采用階梯錐狀式和直筒式兩種，導管的冷卻方式采用水冷系統和惰性氣體冷卻兩種，溫度傳感器封裝在導管的一端上是可拆卸和可調換的。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于階梯錐狀式導管由三段組成靠近爐壁或爐底內表面的一段截面較小;靠近爐壁或爐底外表面的一段為中間段，其截面較大，且與截面較小一段的相接處呈階梯錐狀形;另一段導管處于爐壁或爐底的外側，截面也較小，該段以螺紋接頭與中間段相接。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于通過導管進入鋼液的惰性氣體的流動速度為0.5～9.5克/毫米2·分。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于溫度傳感器封裝在導管的位置是可調節可變的，即根據需要，溫度傳感器伸入導管的長度(即接近鋼液的距離)是可以控制的。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于導管的水冷系統處于導管外壁和耐火材料填料層之間。
6.根據權利要求1和5所述的裝置，其特征在于水冷系統的位置在靠近爐壁或爐底外表面的內側，其長度為爐壁或爐底厚度的 1/4 ～ 1/3 。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于溫度傳感器可由各種光導體或光敏元件組成。
全文摘要
本發明屬于溫度計量領域。主要適用于鋼液連續測溫。其特征是采用非接觸式溫度傳感器，在煉鋼爐或盛鋼罐液面以下任何部位的爐壁或爐底安設直通導管，將傳感器置于導管內，傳感器外接溫度測量儀表和計算機。通過光感和光電效應，連續測其鋼液溫度，導管采用階梯錐狀式和直筒式兩種。導管的冷卻方式采用水冷系統和惰性氣體冷卻。本發明不僅可實現連續測溫，而且壽命長，成本低。
文檔編號G01J5/02GK1045648SQ9010174
公開日1990年9月26日 申請日期1990年4月5日 優先權日1990年4月5日
發明者張榮生, 何平, 謝效方, 鄧開文 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院