高炉冶炼过程连续测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高炉冶炼过程连续测量装置及方法。该装置具有由测头、金属软管、导管、支管、热电偶、多点测温仪和测压及气体分析装置组成的测量系统和由气源及相连管路组成的反吹系统。至少有两组以上的测量系统。两个以上的测头在高炉内沿径向分布，测头由高炉上部随炉料一起下降，故可测出高炉内沿径向和纵向的温度、压力及煤气成分，为正确掌握高炉冶炼行程提供了可靠的参数，有利于达到优质高产低耗。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高炉运行检测装置。主要适用于测量高炉在生产过程中其炉内各项参数的变化情况。高炉冶炼生铁是一个连续运行的过程，它是固态、液态和气态三相在一个密闭的容器中进行着复杂的物理化学反应过程。通过检测，了解其内部的固、液、气三相运行情况及工作状态，掌握其冶炼规律，使高炉生产达到高产、优质和低耗，具有重要意义，特别是对于实施高富氧大喷煤的高炉更有实际意义。因高炉在高富氧大喷煤冶炼条件下，由于负荷增加，同时，炉腹煤气量发生变化，这无疑使炉内的温度场和煤气流分布及软熔带将发生变化，这样就需要了解炉内的各种参数，了解工作状况。否则将给炉子寿命和操作带来不利的影响。为此，国内外炼铁工作者进行了大量的科学研究工作，除了进行大量的实验室研究外，还对生产中的高炉利用不同类型的探针对炉内局部进行测定，甚至不惜工本对生产中的高炉进行解剖研究。《STEEL TIMES》1988年第4期第199～200面提供了一种利用探针测量高炉炉内温度、气体和压力参数的技术。它是从高炉的侧墙上由外向里钻孔洞，然后将探针插入炉内测量炉内的温度、气体和压力。这种方法从高炉侧墙有限的位置钻孔开洞，进行测量，所以测量的数据只能是水平方向的固定位置的参数。上述方法仍有其局限性，均无法对生产状态下的高炉内部纵向和径向各点较全面地连续地测定各项参数变化，如炉内温度场、压力场的分布状态、煤气成分的变化规律和利用率、炉料下降速度等，以及它们之间的相互关系等。本专利技术的目的在于提供一种能够连续地测量高炉内部沿纵向和径向各点的温度、压力、气体成分等各项参数变化的。本专利技术高炉冶炼过程连续测量方法的技术方案如下首先由测头、耐热金属软管、导管、支管、热电偶、测温仪、测压和气体分析装置组成测量系统，测量系统的测头和与之相连的耐热金属软管由高炉料钟以下侧墙上预先钻好的孔洞中，通过保护套管伸入高炉炉内。伸入高炉炉内的测量系统至少是两组以上，即至少有两个以上的测头分布于高炉径向不同部位，这样就可测出炉内不同径向部位的参数;由于高炉炉料的不断加入，伸进炉内的测头则被炉料所埋，随着炉料的不断熔化下降，测头和与之相连的金属软管也随之下降。随着测头的不断下降，则可连续地测出炉内沿纵向不同位部的参数。测温用的热电偶的热端装在测头内，冷端通过补偿线接在多点测温仪上，为此可连续测出各点的温度;炉内的气体通过测头、金属软管、导管及支管，进入测压和气体分析装置，采集煤气样品，然后分析气体成分，同时测出炉内气体压力。由于径向分布多组探头垂直地不断地下降，这样就可以在高炉的冶炼过程中，了解炉内温度场、压力场的分布、煤气成分变化规律以及炉料下降速度等，便于控制和及时调整有关参数，使之达到优质高产低消耗。本专利技术为了保证测量系统的畅通和稳定，在测量系统的炉外端部通过导管连接了气源，形成反吹系统。当测量系统发生碍障时，接通气源，使气体通过导管进入测量系统的导管、金属软管，直至测头，利用气体消除碍障，使测量系统畅通。现通过附图，对本专利技术作进一步说明。附附图说明图1为本专利技术高炉冶炼过程连续测量装置示意图。附图2和3为高炉冶炼过程中沿纵向的煤气及温度分布图。附图4为高炉冶炼过程中炉料下降曲线图。附图5为高炉炉内压力分布图。在附图1中，1为高炉，A为测头，2为耐热金属软管，3为保护套管，4为密封圈，5为小车，6为驱动电机，7为导板，8为滑轮，9为导轨，10为热电偶丝或补偿导线，12、13为支管，14、15、16、17为阀门，18为多点测温仪，19为测压和气体分析装置，20为返吹气源，21为保护套管导口，22为皮带链，23为导管，24为高炉上部侧墙上的孔。其中，测头A为多孔的腔体，与金属软管2相通相连;金属软管2穿过保护套管3，保护套管3又固定在小车5上，小车5通过皮带链22和滑轮8与驱动电机6相连;导管23与金属软管2相接;支管12、13的一端与导管23相接，另一端与测压及气体分析装置19相连;热电偶10的热端装在测头A内，冷端或补偿导线与多点测温仪相连;反吹气源20也通过支管12、13与导管23相连;高炉侧墙上的孔24开在高炉的上部。由测头A、金属软管2、导管23、热电偶10和多点测温仪18组成测温系统;由测头A、金属软管2、导管23、支管12、13和测压及气体分析装置19组成测压和气体分析系统;由测头A、金属软管2、导管23、支管12、13和返吹气源20组成反吹系统。即测头A分别与测温系统、测压和气体分析系统、反吹系统相连。至少有两个以上的测头A即两组以上的测量系统。多个测头A通过保护套管4的导口21沿高炉径向分布。由密封圈4、保护套管3组成密封保护系统。由驱动电机6、小车5、滑轮8、皮带链22组成传送系统。具体的测量方法如下先由测头A、金属软管2、导管23、支管12、13、热电偶10与多点测温仪18、测压和气体分析装置19组成的测量系统，然后将测头A与金属软管2置于保护套管4内，开启驱动电机6带动小车5，测头A和金属软管2随保护套管4由高炉上部的侧墙孔24送入高炉内，多个测头A分别由保护套管4上的导口21进入高炉的径向不同部位。通过测头A1、A2……，打开多点测温仪18，可测出测头A1、A2……所在位置的温度，打开测压和气体分析装置，开启阀门14，关闭阀门15，则可测出测头A1所在位置的气压及对气体的成分;打开阀门15，关闭代门14，则可出测头A2所在位置的炉内气压及气体的成分。测头A由高炉上部进入高炉内后，由于不断加炉料，使之埋在炉料中，随着炉料的不断下降，测头A也随之下降。随着测头A1、A2……的不断下降，则可连续测出高炉内不同径向位置沿纵向(高炉高度方向)各点的温度、气体压力及气体成分。当需要反吹测头A1及所连测量系统时，则打开阀门16、开启气源20，则可实现。反吹测头A2及所连测量系统时，打开阀门17和气源20，则可达到反吹。本专利技术与现有技术相比，其主要优点是能够在不同的径向位置沿纵向连续测出温度、气体压力和煤气成分的分布，能够随时和掌握炉内的温度场、煤气流分布的变化，利于控制高炉的冶炼过程。另外本专利技术所述的测量装置结构简单，易于实现和操作。实施例。根据本专利技术所述的高炉冶炼过程连续测量装置的方法，在120米3的高炉上进行了两次连续测量工作。首先在该高炉料钟下的侧墙上开一孔洞，然后将测头、金属软管、橡胶管、导管、热电偶和多点温度仪、测压和气体分析装置组成测量系统，并将测头和金属软管置于保护套管中，由保护套管将测头送入高炉内，随着高炉炉料的不断下降，测头也不断下降，多点温度仪和测压及气体分析装置则连续测出沿高度各点的温度、煤气成分、气体压力和炉料下降速度，其结果分别列入图2、图3、图4和图5。在图2和图3中，横座标有三个标记，分别为温度(℃)、CO和CO2气体含量(%);纵座标为高度，该高度以保护套管导口21的位置为0点(基点)，由此点垂直向下计算高度。图2和图3中曲线T、CO和CO2分别为实施例第一、第二次试验所测量的温度、CO和CO2气体成分沿高度的分布曲线。图4中，横座标为时间(分钟)，纵座标为炉料下降速度(米/10分钟)，曲线b1、b2分别为第一次、第二次试验所测量的炉料下降速度。图5中，横座标为气体压力(KPa/cm2)，纵座标为高度(m)，与图2、3中的纵座标含义一样。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉冶炼过程连续测量装置，包含测头和测试仪器，其特征在于：［１］、该装置由测温系统、测压和气体分析系统、反吹系统、密封系统和传送系统组成；并通过测头（Ａ）、金属软管（２）、导管（２３）和支管（１２、１３）将多点测温仪（１８）、测压及 气体分析装置（１９）连为一体，组成测量系统；［２］、由测头（Ａ）、金属软管（２）、导管（２３）、热电偶（１０）和多点测温仪（１８）组成测温系统；［３］、由测头（Ａ）、金属软管（２）、导管（２３）、支管（１２、１３）和测压及气体分析装 置（１９）组成测压和气体分析系统；［４］、由测头（Ａ）、金属软管（２）、导管（２３）、支管（１６、１７）和气源（２０）组成反吹系统；［５］、由密封圈（４）和保护套管（３）组成密封保护系统；［６］、由驱动电机（６）、小车（５）、滑 轮（８）、皮带链（２２）组成传送系统；［７］、保护套管（３）固定在小车（５）上，小车（５）通过皮带链（２２）、滑轮（８）与驱动电机相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仲义，王永禄，
申请(专利权)人：冶金工业部钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]