專利名稱：可伸縮式高爐測溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶金高爐測溫技術(shù)領(lǐng)域，適用于煉鐵高爐測溫的一種可伸縮式高爐測溫裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)冶金行業(yè)，測定高爐喉部溫度是為了推測出高爐上部爐料的溫度分布。從爐料溫度分布可以推測出高爐氣流狀況。從某種意義上講控制煉鐵高爐就是控制調(diào)節(jié)高爐的氣流，所以進行高爐喉部溫度分布是非常重要的?，F(xiàn)在普遍應(yīng)用的十字測溫裝置，有兩端固定的“扁擔”型和一端固定的懸臂型；懸臂型十字測溫裝置又分水冷和無水冷兩類。由于高爐容量很大，以2000m3高爐為例，一晝夜可以出鐵5000噸。爐中裝入的爐料約一千多噸。由于現(xiàn)有的十字測溫裝置，都是固定的；其測溫裝置的下面投影部分，會難于添加爐料。從而影響爐料的合理分布——在裝置覆蓋的部分容易形成“十字溝”，嚴重時會使形成“管道”。特別是高爐中心部位，由于4個測溫探測器集中在這里，爐料添加最困難，更容易形成“管道”，一旦形成“管道”，高爐氣流異常，會明顯影響高爐的生產(chǎn)。
由于高爐喉部溫度較高，中心部經(jīng)常達到攝氏800度以上。加之爐料沖刷，使得十字測溫工作條件極為惡劣，導(dǎo)致十字測溫探測器壽命較低。以兩端固定十字測溫“扁擔式”為例，盡管結(jié)構(gòu)本體通水冷卻，但是實際壽命也只有半年作用，提出此種設(shè)計的日本公司，其產(chǎn)品壽命只保證三個月。懸臂使用耐熱合金制成的結(jié)構(gòu)壽命可以長些，但是當爐料中含硫量過高或者操作不當，超高爐溫保持時間過長時，也會使十字測溫探測器壽命明顯減短，提前損壞。對于水冷十字測溫結(jié)構(gòu)除增加生產(chǎn)成本外，還因為承受較大的熱應(yīng)力，容易發(fā)生向上翹曲的變形。并其耐爐料沖刷磨損性能差，使其容易發(fā)生漏水事故，造成提前損壞，綜合起來使用壽命都不長。
現(xiàn)有裝置上布置的熱電偶主要承受料面的熱輻射和周圍爐氣的對流傳熱?？梢哉f現(xiàn)有測溫裝置測定的是裝置所在位置爐后的料面和料面上混合后的爐氣溫度。由于受到不斷添加爐料的干擾，所測定結(jié)果回大大受輻射熱和周圍爐氣熱量傳遞條件變化的影響。使測定出溫度的準確度被大打折扣，表現(xiàn)出現(xiàn)有的十字測溫裝置測出的沿高爐徑向溫度分布的溫度差異較小。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，避免因十字測溫裝置阻礙布料，形成“十字溝”和“管道”影響生產(chǎn)，本實用新型提供一種可伸縮式高爐測溫裝置；能準確、間歇地測出真實的能代表高爐上部爐料的徑向溫度分布，又不影響高爐爐頂布料，使用安全、壽命長。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案所述的可伸縮式高爐測溫裝置，具有工控機、電氣控制柜和伸縮式機械裝置；其工控機由傳輸線連接電氣控制柜，電氣控制柜經(jīng)控制線連接伸縮式測溫機械裝置，伸縮式測溫機械裝置包括爐口密封裝置、測溫探測器、導(dǎo)向裝置和傳動機構(gòu)；其爐口密封裝置固定連接在高爐殼體的水套上，密封裝置內(nèi)套有可水平移動地測溫探測器，測溫探測器的前部可伸入高爐殼體內(nèi)，尾端經(jīng)法蘭盤連接導(dǎo)向車體，導(dǎo)向車體設(shè)置在導(dǎo)向裝置上，導(dǎo)向車體連接傳動機構(gòu)；傳動機構(gòu)包括機械傳動、液壓式傳動和氣動式傳動。
所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其水套固定連接在高爐殼體的加強板上，水套周圍固定有數(shù)個加強筋。
所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其爐口密封裝置呈管形的一端設(shè)置有法蘭盤，法蘭盤由螺栓固定連接高爐殼體的水套上，其內(nèi)壁與測溫探測器之間置有耐磨密封填料。
所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其測溫探測器具有耐熱合金管、測溫傳感器；管內(nèi)設(shè)置有測溫傳感器，測溫傳感器為K型熱電偶。
所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其導(dǎo)向裝置具有兩個平行的導(dǎo)軌，兩個導(dǎo)軌之間設(shè)置有可移動地導(dǎo)向車體；其導(dǎo)軌的下方設(shè)置有數(shù)個導(dǎo)軌支架。
所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其導(dǎo)向車體兩側(cè)設(shè)置有車輪；車體的一端經(jīng)法蘭盤連接測溫探測器，車體連接傳動機構(gòu)。
所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其機械傳動包括鋼絲繩牽引傳動、鏈條傳動和齒條傳動；其鋼絲繩牽引傳動由一條鋼絲繩繞過滾筒和固定在高爐殼體加強板下部設(shè)置的定向滑輪連接到導(dǎo)向車體；另一條鋼絲繩也繞過滾筒和固定在導(dǎo)軌支架的定向滑輪連接到導(dǎo)向車體；鋼絲繩牽引動力裝置電動卷揚機固定在導(dǎo)向裝置下方；也可采用鏈條傳動或齒條傳動。
所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其液壓傳動機構(gòu)，液壓油缸固定連接在導(dǎo)向裝置上；油缸的活塞桿連接導(dǎo)向車體，活塞桿的伸縮由液壓系統(tǒng)控制。
所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其氣動傳動機構(gòu)，氣缸固定連接在導(dǎo)向裝置上；氣缸的活塞桿連接導(dǎo)向車體，活塞桿的伸縮由氣壓系統(tǒng)控制。
所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其電氣控制柜內(nèi)置有可編程控制器PLC、K型溫度擴展模塊和控制器件；其PLC經(jīng)傳輸線連接主控室的工控計算機，PLC經(jīng)控制器件由線路連接測溫機械裝置，伸縮式測溫探測器的測溫?zé)犭娕加裳a償導(dǎo)線連接到PLC上的K型溫度擴展模塊，將測試信號直接轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)值的K型溫度擴展模塊由傳輸線連接到遠程控制的工控機顯示、儲存和處理溫度數(shù)據(jù)。
由于采用如上所述的技術(shù)方案，本實用新型具有如下優(yōu)越性該可伸縮式高爐測溫裝置，可以準確測定高爐上部爐料溫度分布，而又不影響高爐爐頂布料，利用高爐采用爐頂加料機布料是間歇式的；當高爐不加料時，高爐頂部下料閘板關(guān)到位，本設(shè)計的裝置測溫探測器可以適時地伸入爐中，測定好溫度后再從爐中退出來，讓布料機方便地布料；該裝置由工控機、電氣控制柜和伸縮式機械裝置組成的自動控制裝置，與加料機的連鎖運行——在加料時，測溫裝置決不會伸入爐中。其在爐中停留時間很短，不超過30秒；探測器溫度也不會因溫度超高而損壞。況且由于探測器不受爐料沖刷，測溫探測器不會因受爐料磨損而損壞；所以這種十字測溫裝置主體結(jié)構(gòu)使用壽命可以很長——3-5年以上；每年只須更換易損件，由于大部分時間測溫探測器是在爐外，其檢修工作很方便，每年維修費用也很低。
該可伸縮式高爐測溫裝置使用可靠，解決了高爐開口動態(tài)密封問題，可靠性較目前的各種十字測溫裝置都好，與現(xiàn)有的十字測溫裝置測得的溫度相比更能代表高爐爐料上部橫截面爐氣的溫度分布；各測點受多方輻射的影響較小，所測定的溫度分布對于正確進行高爐操作更具有參考價值，使用安全可靠，壽命長。


圖1是可伸縮式高爐測溫裝置電動式鋼絲繩牽引傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是可伸縮式高爐測溫裝置液壓式機械結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-測溫探測器；2-密封裝置；3-電動卷揚機；4-導(dǎo)軌；5-高爐殼體；6-加強板；7-法蘭盤；8-法蘭盤；9-水套；10-螺栓；11-定向滑輪；12-導(dǎo)軌支架；13-導(dǎo)向車體；14-加強筋；15-車輪；16-鋼絲繩；17-液壓油缸；18-活塞桿；19-定向滑輪。
具體實施例一
如圖1中所示該可伸縮式高爐測溫裝置，考慮到高爐容量很大，以2000m3高爐為例，一晝夜可以出鐵5000噸。爐中裝入的爐料約一千多噸，使得高爐截面上爐料溫度分布變化不會很敏感，熱惰性較大，溫度變化緩慢。由高爐操作工藝規(guī)定加料是斷續(xù)的，每次加料與下一批加料要間隔約2分鐘時間。高爐喉部實際的溫度范圍約200℃～800℃，按照K型熱電偶的性能對于溫度的響應(yīng)時間不會多于30秒，也就是在加料間歇時間足以來得及測定出溫度分布，所以不需要連續(xù)測定并顯示溫度數(shù)據(jù)。
本設(shè)計可伸縮式高爐測溫裝置，根據(jù)高爐煉鐵的加料操作是按照工藝自動控制的，加料也是間歇式的，其控制加料的PLC可以提供料尺開始啟動信號或加料閘板落下到位的信號，所以該裝置可以和加料裝置互鎖，組成交替運行程序，其工控機和電氣柜控制伸縮式測溫探測器進入或退出高爐爐體。其測溫機械裝置的結(jié)構(gòu)，由爐口密封裝置固定連接在高爐殼體(5)的水套(9)上，其爐口密封裝置(2)呈管形的一端設(shè)置有法蘭盤(8)，法蘭盤由螺栓(10)固定連接高爐殼體水套上(9)；水套焊接在高爐殼體的加強板(6)上，水套周圍固定由數(shù)個加強筋(14)；密封裝置(2)內(nèi)壁與測溫探測器之間有耐磨密封填料；密封裝置內(nèi)套置有可移動的測溫探測器(1)，測溫探測器由耐熱合金制成；測溫傳感器一般采用K型熱電偶，用于在加料間歇時間測定出溫度分布。測溫探測器的尾端經(jīng)法蘭盤(7)連接在導(dǎo)向車體(13)上，導(dǎo)向車體安裝在導(dǎo)向裝置的導(dǎo)軌內(nèi)，其導(dǎo)向裝置具有兩個平行的導(dǎo)軌(4)，兩個導(dǎo)軌之間設(shè)置有可移動地導(dǎo)向車體(13)；導(dǎo)軌的下方設(shè)置有數(shù)個導(dǎo)軌支架(12)，導(dǎo)軌的尾端導(dǎo)向支架上固定有定向滑輪(19)，其導(dǎo)向車體(13)兩側(cè)設(shè)置有車輪(15)；車體的一端經(jīng)法蘭盤(7)連接測溫探測器(1)，車體連接傳動機構(gòu)。其傳動機構(gòu)可分為機械式、液壓式和氣動式傳動；機械式還可分為鋼絲繩牽引式、鏈條牽引式和齒條式牽引傳動。鋼絲繩牽引傳動由電機、減速機構(gòu)、卷筒、鋼絲繩和滑輪組成。一條鋼絲繩(16)繞過滾筒和固定在高爐殼體加強板(6)下部設(shè)置的定向滑輪(11)連接到導(dǎo)向車體(13)；另一條鋼絲繩(16)也繞過滾筒和導(dǎo)軌支架(12)上的支架定向滑輪(19)連接到導(dǎo)向車體，鋼絲繩牽引動力裝置電動卷揚機(3)固定在導(dǎo)向裝置下方。其電氣控制柜內(nèi)置有PLC、K型溫度擴展模塊和控制器件；其PLC經(jīng)傳輸線連接主控室的工控計算機，PLC經(jīng)控制器件由線路連接測溫機械裝置，伸縮式測溫探測器的測溫?zé)犭娕加裳a償導(dǎo)線連接到PLC上的K型溫度擴展模塊，將測試信號直接轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)值的K型溫度擴展模塊由傳輸線連接到遠程控制的工控機顯示、儲存和處理溫度數(shù)據(jù)。
工作時，當高爐不加料時，控制柜的可編程控制器PLC會接到高爐頂部下料閘板傳感器關(guān)到位的信號，由電氣柜控制固定在導(dǎo)向裝置下方的電動卷揚機的滾筒轉(zhuǎn)動，滾筒上的鋼絲繩經(jīng)過加強板上的定向滑輪牽引導(dǎo)向車體，導(dǎo)向車體帶動測溫探測器向爐中伸入，待測溫探測器端部達到高爐中心，測溫探測器停止移動，開始測定溫度，測溫?zé)犭娕冀?jīng)補償導(dǎo)線傳輸?shù)絇LC上的K型溫度擴展模塊，轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)值傳輸?shù)竭h程控制的工控機中顯示、儲存和處理；其在爐中停留時間很短，不會超過30秒；測溫探測器也不會因溫度超高而損壞；況且由于探測器不受爐料沖刷，測溫探測器不會因受爐料磨損而損壞。測定好溫度后，按照程序控制電氣柜控制電動卷揚機的滾筒反轉(zhuǎn)，滾筒上的鋼絲繩經(jīng)過導(dǎo)向支架上的定向滑輪牽引導(dǎo)向車體，導(dǎo)向車體帶動測溫探測器從爐中退出來，讓布料機方便地布料。其與加料機的連鎖運行，使高爐在加料時，測溫裝置決不會伸入爐中，這種裝置是由控制柜的PLC自動控制。其PLC受安裝在主控室的工控計算機控制。當PLC接收到運行指令，便會按照既定程序完成測溫機械裝置的運行。
具體實施例二
如圖1中所示該可伸縮式高爐測溫裝置，其電動式傳動機構(gòu)也可采用鏈條牽引傳動或齒條牽引傳動；其鏈條牽引傳動就是將鋼絲繩(16)換成鏈條，加強板(6)上的定向滑輪(11)換成可轉(zhuǎn)動的鏈輪，尾端導(dǎo)軌支架(12)上的定向滑輪(19)換成主動鏈輪，主動鏈輪由電機經(jīng)減速后通過聯(lián)軸節(jié)提供動力；減速機輸出軸的鏈輪帶動鏈條傳動，鏈條繞過鏈輪帶動導(dǎo)向車體(13)，導(dǎo)向車體帶動測溫探測器(1)可以適時地測定出高爐內(nèi)的溫度分布，這種裝置是由工控機自動控制，其使用操作方法同鋼絲繩(16)牽引傳動一樣；同理齒條傳動的實施和使用操作方法同上述一樣。
具體實施例三如圖2中所示該可伸縮式高爐測溫裝置，也可采用液壓傳動機構(gòu)或氣動傳動機構(gòu)；液壓油缸(17)固定連接在導(dǎo)向裝置上；油缸的活塞桿(18)連接導(dǎo)向車體(13)，活塞桿(18)的伸縮由液壓系統(tǒng)控制，其測溫探測器(1)可以適時地測定出高爐內(nèi)的溫度分布。
高爐煉鐵操作使用時，當高爐不加料時，高爐頂部下料閘板關(guān)到位的信號，由電氣柜可編程控制器PLC控制液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)控制固定在導(dǎo)向裝置上的液壓油缸，液壓活塞桿推動導(dǎo)向車體連接的測溫探測器伸入爐中，探測器在爐中停留時間很短，不超過30秒；測定好溫度后，電氣柜控制液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)控制液壓油缸反向推動液壓活塞桿，液壓活塞桿連接導(dǎo)向車體反向轉(zhuǎn)動，使測溫探測器隨導(dǎo)向車體從爐中退出來，讓布料機方便地布料。其裝置由工控機自動控制與加料機連鎖運行，使高爐在加料時，測溫裝置決不會伸入爐中。
同理氣動伸縮式傳動機構(gòu)就是將液壓油缸更換成氣缸，氣缸固定連接在導(dǎo)向裝置上；氣缸的活塞桿(18)連接導(dǎo)向車體(13)，活塞桿(18)的伸縮由氣壓系統(tǒng)控制，其使用操作方法同上述一樣。
權(quán)利要求1.一種可伸縮式高爐測溫裝置，其特征在于具有工控機、電氣控制柜和伸縮式機械裝置；其工控機由傳輸線連接電氣控制柜，電氣控制柜經(jīng)控制線連接伸縮式測溫機械裝置，伸縮式測溫機械裝置包括爐口密封裝置、測溫探測器、導(dǎo)向裝置和傳動機構(gòu)；其爐口密封裝置固定連接在高爐殼體(5)的水套上(6)，密封裝置內(nèi)套有可水平移動地測溫探測器(1)，測溫探測器(1)的前部可伸入高爐殼體(5)內(nèi)，尾端經(jīng)法蘭盤(7)連接導(dǎo)向車體(13)，導(dǎo)向車體設(shè)置在導(dǎo)向裝置上，導(dǎo)向車體(13)連接傳動機構(gòu)；傳動機構(gòu)包括機械傳動、液壓傳動和氣動傳動。
2.如權(quán)利要求1所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其特征在于所述的水套(9)固定連接在高爐殼體的加強板(6)上，水套周圍固定有數(shù)個加強筋(14)。
3.如權(quán)利要求1所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其特征在于所述的爐口密封裝置呈管形的一端設(shè)置有法蘭盤(8)，法蘭盤(8)由螺栓(10)固定連接高爐殼體的水套(9)上，其內(nèi)壁與測溫探測器(1)之間置有耐磨密封填料。
4.如權(quán)利要求1所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其特征在于所述的測溫探測器(1)具有耐熱合金管、測溫傳感器；管內(nèi)設(shè)置有測溫傳感器；測溫傳感器為K型熱電偶。
5.如權(quán)利要求1所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其特征在于所述的導(dǎo)向裝置具有兩個平行的導(dǎo)軌(4)，兩個導(dǎo)軌之間設(shè)置有可移動地導(dǎo)向車體(13)；其導(dǎo)軌的下方設(shè)置有數(shù)個導(dǎo)軌支架(12)。
6.如權(quán)利要求1所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其特征在于所述的導(dǎo)向車體(13)兩側(cè)設(shè)置有車輪(15)；導(dǎo)向車體(13)的一端經(jīng)法蘭盤(7)連接測溫探測器(1)，導(dǎo)向車體(13)連接傳動機構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的可伸縮式高爐測溫裝置，其特征在于所述的機械傳動包括鋼絲繩牽引傳動、鏈條傳動和齒條傳動；其鋼絲繩(16)牽引傳動由一條鋼絲繩(16)繞過滾筒和固定在高爐殼體加強板(6)下部設(shè)置的定向滑輪(11)連接到導(dǎo)向車體(13)；另一條鋼絲繩(16)也繞過滾筒和固定在導(dǎo)軌支架的定向滑輪(19)連接到導(dǎo)向車體(13)；鋼絲繩牽引動力裝置電動卷揚機(3)固定在導(dǎo)向裝置下方；也可采用鏈條傳動或齒條傳動。
8.如權(quán)利要求1所述的一種高爐用可伸縮測溫裝置，其特征在于所述的液壓傳動機構(gòu)，其液壓油缸(17)固定連接在導(dǎo)向裝置上；油缸的活塞桿(18)連接導(dǎo)向車體(13)，活塞桿(18)的伸縮由液壓系統(tǒng)控制。
9.如權(quán)利要求1所述的一種高爐用可伸縮測溫裝置，其特征在于所述的氣動傳動機構(gòu)，氣缸固定連接在導(dǎo)向裝置上；氣缸的活塞桿(18)連接導(dǎo)向車體(13)，活塞桿(18)的伸縮由氣壓系統(tǒng)控制。
10.如權(quán)利要求1所述的一種高爐用可伸縮測溫裝置，其特征在于所述的電氣控制柜內(nèi)置有PLC、K型溫度擴展模塊和控制器件；其PLC經(jīng)傳輸線連接主控室的工控計算機，PLC經(jīng)控制器件由線路連接測溫機械裝置，伸縮式測溫探測器的測溫?zé)犭娕加裳a償導(dǎo)線連接到PLC上的K型溫度擴展模塊，將測試信號直接轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)值的K型溫度擴展模塊，由傳輸線連接到遠程控制的工控機顯示、儲存和處理溫度的數(shù)據(jù)。
專利摘要一種可伸縮式高爐測溫裝置涉及冶金高爐測溫技術(shù)領(lǐng)域，具有工控機、電氣控制柜和伸縮式機械裝置；其伸縮式測溫機械裝置包括爐口密封裝置、測溫探測器、導(dǎo)向裝置和傳動機構(gòu)；其爐口密封裝置固定連接在高爐殼體(5)的水套上(6)，密封裝置內(nèi)套有可水平移動地測溫探測器(1)，測溫探測器(1)的前部可伸入高爐殼體(5)內(nèi)，尾端經(jīng)法蘭盤(7)連接導(dǎo)向車體(13)，導(dǎo)向車體設(shè)置在導(dǎo)向裝置上，導(dǎo)向車體(13)連接傳動機構(gòu)；傳動機構(gòu)包括機械傳動、液壓傳動和氣動傳動。其能準確、間歇地測出真實的能代表高爐上部爐料的徑向溫度分布，又不影響高爐爐頂布料，使用安全、壽命長。
文檔編號C21B7/24GK2903083SQ20062003027
公開日2007年5月23日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者隋靜嬋, 王延群, 隋永禮 申請人:隋靜嬋, 王延群, 隋永禮