本发明专利技术是用于高炉炉缸连续测温用的装置，它由纯石墨碳砖、双石墨碳纤维热电偶，以及配套的显示系统组成。轴心处有双石墨碳纤维热电偶的纯石墨碳砖安装在铁口水平线的炉壁上；该系统可连续检测炉缸内的温度，具有耐高温、抗腐蚀、使用安全可靠、综合性能好、投资少等优点。安装本发明专利技术设备后，吨铁焦比至少可降低１０～２０ｋｇ，按高炉年产２０万吨生铁计算，年效益约为４０万元。经北京相关研究所测试结果为：一是设备技术指标达到：温度测量范围：８００－２０００℃；温度分辨率：在大于１６００℃时，温度分辨率仍可达±８℃；热电势指标：９００－１７００℃时３ｍｖ／１００℃；１７００－２０００℃时大于２ｍｖ／１００℃；二是系统功能为：实现和完成高炉炉缸连续测温功能，精确提供炉缸温度变化趋势，指导高炉工作者正确判断炉况，提高高炉生产的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁冶炼中的测试设备，特别涉及的是炼铁中的高炉炉缸装置及其制作方法
技术介绍
利用连续测温技术检测高炉炉缸内的温度变化过程，以指导高炉操作，是近年来国内外高炉一直设想采用的先进方法。但由于高炉本身是一个密闭的反应器，炉缸工作条件恶劣，除在风口处能够观察炉内风口区情况外，其余只能通过看渣、看铁、比较料速和借助各种仪表的综合分析，才能间接判断炉况，进而采取有效措施。到目前为止，只检索出三篇与高炉炉温有关的专利，申请号为02212863.8及02110077.2《高炉炉衬烧蚀监测装置及其监测方法》，是以烧断埋在炉壁中导线报警的方式提示炉衬烧蚀情况的，而不能连续测温；第三篇是专利申请号99241371.0《高炉测温装置》，它只能测量炼铁高炉上部的温度，此处温度低，而能连续测试高炉炉缸层面温度的装置未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能用来连续测量高炉炉缸的温度变化趋势，并具有耐高温、耐强腐蚀、抗还原、适应炉况变化能力强等优点的炉缸测温装置及其制作方法。本专利技术的目的是由以下方案实现的。高炉炉缸连续测温技术的开发与应用，一直是国内外科技工作者长期研究的重要课题之一，申请人及专利技术人经多年研究、试验、改进，炉缸测温装置结构如下①测温装置由纯石墨碳砖、双石墨碳纤维热电偶组成；纯石墨碳砖的外形尺寸与高炉炉缸砌砖相似；②双石墨碳纤维热电偶位于纯石墨碳砖轴向中心凹槽中；③双石墨碳纤维热电偶顶端与纯石墨碳砖的顶部齐平；双石墨碳纤维热电偶中的热电偶丝由保护管绝缘，其尾端穿过炉壁引出。炉缸测温装置的制作方法如下①制作测试砖，将与炉缸砌砖外形相似的纯石墨碳砖于中心部位切割为上下两部分，并在其切面上开凹槽；②制作热电偶，选用双石墨碳纤维热电偶为一次测温元件，每根电偶丝外套有耐高温绝缘管；③将双石墨碳纤维热电偶镶嵌到纯石墨碳砖的凹槽中，使热电偶顶端与纯石墨碳砖的顶部齐平，且在凹槽中充满耐高温粘合剂作为填充材料，再将纯石墨碳砖上下两部分粘合为一体；④在炉缸出铁口中心线上至少安装一支带有双石墨碳纤维热电偶的纯石墨碳砖；一般分东西南北四个方向各安装一支带有双石墨碳纤维热电偶的纯石墨碳砖；最后将电偶丝通过高温绝缘套管引出，并与外置显示系统连接，即随时可显示炉缸内温度变化情况。本专利技术是由高炉炉缸专用纯石墨碳砖和碳纤维双石墨热电偶以及配套的计算机数据处理系统组成。该系统可连续检测高炉炉缸的实际温度，具有耐高温、抗腐蚀、使用安全可靠、综合性能好、投资少等优点。安装本专利技术设备后，吨铁焦比至少可降低10～20kg，如按容积130m3高炉年产20万吨生铁计算，年效益约为20/1000*200000*0.1＝40万元。一个月即可收回投资，如果连同克服因炉况不顺造成的损失计算在内，其经济效益还要可观。按济钢集团总公司现有不同规模高炉14座，按照每座高炉平均600m3，利用系数3.0，年产生铁600万吨，年效益过亿元。由此可见，如广泛推广应用该项技术，经济效益前景非常可观。经北京相关研究所测试结果为1.设备技术指标达到 温度测量范围800-2000℃；温度分辨率在大于1600℃时，温度分辨率仍可达±8℃；电势指标900-1700℃时3mv/100℃；1700-2000℃时大于2mv/100℃；2.系统功能为实现和完成高炉炉缸连续测温功能，精确提供炉缸温度变化趋势，指导高炉工作者正确判断炉况，提高高炉生产的经济效益。附图说明图1为本专利技术安装结构示意2为本专利技术局部放大结构示意中1是电偶，2是纯石墨碳砖，3是电偶引线，4是高炉冷却壁，5是炉缸，6是连接盒，7是纯石墨碳砖前端，8是电偶前端，9是铁口中心水平线。具体实施例方式由图1、2可看出，炉体中炉缸5位于炉体下部，铁口位于炉缸5中，高炉冷却壁4的外层是炉壳，高炉冷却壁4的内层是耐火砖，特制的纯石墨碳砖2与其它耐火砖相似，如同其它耐火砖一样，但要砌在与高炉铁口中心水平线9上；热电偶1位于纯石墨碳砖2中心轴线上，热电偶前端8与纯石墨碳砖前端7齐平；能直接测到炉缸中的温度；热电偶1选用双石墨碳纤维热电偶，充分利用其耐高温性；为了防渗漏在双石墨碳纤维热电偶1与纯石墨碳砖2连接凹槽中设有高温粘合剂；为了加强绝缘密封，在纯石墨碳砖2外端的炉壳上固定设密封的连接盒6，使双石墨碳纤维热电偶1中的碳纤维丝与热电偶引线3在连接盒6中安全接通。上述双石墨碳纤维热电偶1是以聚丙烯腈为原料制成的碳纤维，在真空炉内加热到3000℃进行石墨化，得到纯石墨线所做的电偶负极。再将石墨线在2700℃下进行硼扩散，制成含硼1.5％的硼石墨线作为电偶正极。该电偶抗拉强度大于2kg/m2，在900-2000℃范围内试用，灵敏度可达到3mv/100℃，而且稳定性好，完全可以满足工业测定要求。为了将双石墨碳纤维热电偶1位于纯石墨碳砖2的中心轴线上，将纯石墨碳砖2以中心轴线切成两半并开凹槽；热电偶1在凹槽中的封装方法是在外径10m的刚玉管内穿入双石墨碳纤维热电偶1，选用外径为16mm的刚玉管作为热电偶1的外保护管，两层保护管与高纯石墨碳砖2之间均选用热压氮化制成的高温粘合剂进行粘合，并由上下两部分纯石墨碳砖2将双石墨热电偶1牢固的粘合为一体，最后用不锈钢套管将热电偶丝通过在高炉炉壳上的开孔部位引出炉外与固定在炉壳上的密封连接盒6内连接，再通过密封连接盒6由引线3与外置显示系统相连；不锈钢套管外部的封装与高炉砌砖工艺相同。本专利技术安装时，应在高炉铁口中心水平线9上至少设1个镶有双石墨热电偶1的纯石墨碳砖2；实际工作中，一般分东西南北四个方向各安装1个含有双石墨碳纤维热电偶1的纯石墨碳砖2，共四支，这样设计连续测温效果较准确。根据Knguko和KyHuH的数据1300℃生铁的表面张力为1020尔格/cm2，1400℃为1120Cm2。考虑到最大可能炉缸乘铁水2m深，渣1m厚，风压0.2Kpa时，计算出炉缸压强为0.36kpa/Cm2。因此，在不考虑铁水沿炉墙孔隙向外穿透时随温度下降凝固堵塞孔隙的情况下，小于1mm的间隙时，铁水表面张力抵抗铁水穿透力远远大于渣、铁、风的压力。从安全生产角度考虑，完全可以排除炉缸烧穿的可能性。二炼铁厂1#高炉炉缸温度检测记录(实测) 注选用FU 189型数字万用表测得结果 记录崔建立关于温度和热电势的对比参数 注1)智能数字仪表的编程是按照以上参数进行设置。2)向上/向下的变化是按照5段的变化趋势成非线性标定。3)冷端补偿的设置为2度；微型打印机的设置为手动。以上数据由北京自动化仪表研究所提供。权利要求1.一种高炉炉缸测温装置，其特征为①测温装置由纯石墨碳砖、双石墨碳纤维热电偶组成；纯石墨碳砖的外形尺寸与高炉炉缸砌砖相似；②双石墨碳纤维热电偶位于纯石墨碳砖轴向中心凹槽中，凹槽中设有耐高温粘合剂；③双石墨碳纤维热电偶顶端与纯石墨碳砖的顶部齐平；双石墨碳纤维热电偶中的热电偶丝的外层由保护管绝缘，其尾端伸出两根引线。2.根据权利要求1所述的高炉炉缸测温装置，其特征为双石墨碳纤维热电偶引出的两根电偶引线通过固定在高炉炉壳上的密封连接盒6引出炉外，与外部显示及打印系统连接。3.根据权利要求1所述的高炉炉缸测温装置，其特征为凹槽中的粘合剂为热压氮化制成的C4-1耐高温粘合剂。4.根据权利要求1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高炉炉缸测温装置，其特征为：①测温装置由纯石墨碳砖、双石墨碳纤维热电偶组成；纯石墨碳砖的外形尺寸与高炉炉缸砌砖相似；②双石墨碳纤维热电偶位于纯石墨碳砖轴向中心凹槽中，凹槽中设有耐高温粘合剂；③双石墨碳纤维热电偶顶 端与纯石墨碳砖的顶部齐平；双石墨碳纤维热电偶中的热电偶丝的外层由保护管绝缘，其尾端伸出两根引线。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔建立，杨士岭，刘崇亭，陈玉明，
申请(专利权)人：崔建立，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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