專利名稱：冶煉爐渣層厚度測量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及冶煉爐渣層厚度測量技術(shù)。
背景技術(shù)：
冶金行業(yè)冶煉金屬時爐內(nèi)的渣層厚度對冶煉成的金屬質(zhì)量及成分有較大影響，例如在煉鋼過程中，渣層厚時渣容易到鋼水中去，渣層薄時鋼水中雜質(zhì)含量大，因此，合適的渣層厚度是煉鋼的一個主要技術(shù)參數(shù)。目前對冶煉爐中渣層厚度沒有一個準確可靠的測量方法，只是憑操作人員的經(jīng)驗觀察估計冶煉爐內(nèi)的渣層厚度，這種用觀察估計的辦法必然有很大誤差，使冶煉的金屬質(zhì)量沒有保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種冶煉爐渣層厚度測量傳感器，該傳感器可準確地測量出冶煉爐內(nèi)渣層厚度，同時還可測出鋼水液面位置，使用本渣層厚度測量傳感器能通過冶煉工藝控制冶煉爐中渣層厚度，從而能提高金屬冶煉的質(zhì)量。
為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種冶煉爐渣層厚度測量傳感器，包括耐火泥頭、紙管、導(dǎo)線支架、銅線、鐵片、熔點高的金屬絲、紙帽、保護紙筒和快干水泥層；所述耐火泥頭為倒置的凸臺形，中心部位有一圓形孔，在該耐火泥頭的上端面中心部位設(shè)有一圓形凹槽，所述紙管與泥頭的下端固定連接，紙管的內(nèi)孔直徑與泥頭的內(nèi)孔直徑相同，所述導(dǎo)線支架為一絕緣材料管，該管的外徑與紙管的內(nèi)徑相匹配，支架的底端有一圓環(huán)形凸臺，凸臺的外徑等于紙管的外徑，所述銅線為兩根，其下端分別固定在導(dǎo)線支架上，兩根銅線的上端分別伸出導(dǎo)線支架的上端，所述鐵片為兩個細長的鐵片，其下端分別焊接在兩根銅線的上端，所述兩根熔點高的金屬絲的下端分別焊接在兩個細長鐵片的上端，上述導(dǎo)線和導(dǎo)線支架一起插入紙管及泥頭的中心孔內(nèi)，導(dǎo)線支架底端圓環(huán)形凸臺卡緊在紙管的下端面，所述兩根熔點高的金屬絲的上端高出泥頭的上端面，所述快干水泥層位于導(dǎo)線支架的上端、耐火泥頭的中心圓孔內(nèi)，所述紙帽扣在泥頭的上端，并由快干水泥層固定在泥頭上端的凹槽內(nèi)，所述保護紙筒的外徑與凸臺形耐火泥頭的上半部圓筒體外徑相同，紙筒的上端固定粘接在泥頭的凸臺上。
所述耐火泥頭為倒置的凸臺形，其上半部圓筒體直徑大于下半部圓筒體直徑，在泥頭的中心部位有一個圓形通道，所述導(dǎo)線支架的上部及導(dǎo)線放置在該圓形通道內(nèi)，在上半部圓筒體內(nèi)的上部有一凹槽，所述紙帽固定在該凹槽內(nèi)。
所述導(dǎo)線支架為一絕緣材料制作的異形圓管，該管的外徑與紙管的內(nèi)徑相匹配，在導(dǎo)線支架的底端外圍為一圓環(huán)形凸臺，凸臺的外徑等于紙管的外徑，導(dǎo)線支架插入紙管及泥頭的中心孔內(nèi)時，該圓環(huán)形凸臺卡緊在紙管的下端面。
所述熔點高的金屬絲為鎢絲，或鉬絲，或鉬鎢合金絲等。
本發(fā)明提供的冶煉爐渣層厚度測量傳感器有如下的有益效果1、能準確地測量冶煉爐內(nèi)的渣層厚度，使冶煉的金屬質(zhì)量得到提高。本冶煉爐渣層厚度測量傳感器的工作原理是將固定在傳感器內(nèi)導(dǎo)線支架上的兩根銅導(dǎo)線與電阻測量儀表接通，再將渣層厚度測量傳感器垂直于冶煉爐放置，使紙帽位于最下端，保護紙管位于最上端，通過自控裝置使傳感器勻速下落至冶金爐內(nèi)，由于爐內(nèi)溫度很高，位于傳感器下端的紙帽被燒掉，兩根難熔金屬絲(例如鉬絲)在與鋼渣接觸前顯示的電阻值極大，當接觸到渣層時，由于渣層導(dǎo)電，使電阻測量儀表顯示的電阻值迅速下降為KΩ級，此時可自動記錄渣層厚度初始值，隨著傳感器向下運動，電阻值繼續(xù)下降，當鉬絲接觸到渣層底部的鋼水時，由于爐渣渣層導(dǎo)電性能與鋼水導(dǎo)電性能的不同，在電阻測量儀上顯示的電阻值瞬間變?yōu)楹苄。话銥棣讣?，此時自動記錄渣層厚度的終止值，于是渣層厚度就能直接顯示出準確的數(shù)值。與原來采用人工觀測方法相比，采用本裝置能科學(xué)地準確地測量出冶煉爐內(nèi)渣層厚度，由于能準確測出渣層厚度，才能有利于控制渣層厚度，使冶煉質(zhì)量得到提高。
2、能準確測量出鋼水液面位置。通過本冶煉爐渣層厚度測量傳感器還可同時測量出鋼水液面位置，如前所述，當鉬絲接觸到鋼水液面時，電阻瞬間變?yōu)楹苄?，可以通過計量裝置顯示出鋼水液面位置。


圖1為冶煉爐渣層厚度測量傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為導(dǎo)線支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的俯視圖。
具體實施例方式
參照附圖1，用耐火泥制成凸臺形泥頭1，將凸臺倒置，其上半部為外徑30mm、長8mm的圓筒體，下半部為外徑18mm、長20mm的圓筒體，泥頭1的中心部位開有直徑為10mm的圓孔，形成圓筒形通道，在上半部圓筒體內(nèi)開有直徑為20mm、高為4mm的圓形凹槽，所述紙管2用壁厚為2mm的硬紙板卷制成內(nèi)孔為10mm、長度為36mm的圓筒體，并用耐火泥將紙管2粘接在泥頭1的下端面。參照附圖2和附圖3，導(dǎo)線支架3的下部為一塑料板制成圓形管，圓形管的外徑與紙管2的內(nèi)徑相匹配，均為10mm，在圓形管的底部外圍有一圓環(huán)形凸臺，該凸臺的外徑14mm，高度為2mm，當導(dǎo)線支架3插入紙管2及泥頭1構(gòu)成的圓筒形通道時，該圓環(huán)形凸臺卡緊在紙管2的下端面。所述導(dǎo)線支架3的上部為塑料板制成的十字形架，該十字形架座落在塑料圓管上端，并與塑料圓管注塑為一體。將兩根銅線4的下端分別固定在導(dǎo)線支架3的塑料圓形管管壁的不同部位上，將兩根銅線4的上端分別穿過十字形架相對應(yīng)的兩側(cè)部位后伸出導(dǎo)線支架3的上端，再將兩個細長的鐵片5的下端分別焊接在兩條銅線4的上端，然后將兩根鉬絲6的下端分別焊接在鐵片5的上端，隨后將固定好上述導(dǎo)線的導(dǎo)線支架3由紙管2的內(nèi)孔穿入由泥頭1和紙管2構(gòu)成的圓筒形通道內(nèi)，如圖1所示，將導(dǎo)線支架3底端的圓環(huán)形凸臺卡緊在紙管2的底端，兩根鉬絲6的上端伸出泥頭1上端的距離大約在12mm左右，將兩根鉬絲6分開擺放垂直位置，然后用快干水泥9澆注到泥頭1的圓孔內(nèi)使鉬絲6固定，所述紙帽7的外徑為19mm，高度為20mm，將紙帽7扣在泥頭1的上端，用快干水泥10將紙帽7固定在泥頭1上端的凹槽內(nèi)，所述保護紙筒8為10mm厚的紙板卷制成外徑為30mm、長度為1000mm的圓筒體，將保護紙筒8用高溫膠粘接在泥頭1上半部圓筒體的下端面上，這樣就制成了冶煉爐渣層厚度測量傳感器。當需要對冶煉爐渣層厚度進行測量時，將導(dǎo)線支架3上的銅線4與電阻測量儀連接，將本傳感器垂直于冶煉爐放置，通過自控裝置使傳感器勻速下落至冶煉爐內(nèi)，其測試過程及原理如前所述。
權(quán)利要求
1.一種冶煉爐渣層厚度測量傳感器，其特征在于該傳感器包括耐火泥頭(1)、紙管(2)、導(dǎo)線支架(3)、銅線(4)、鐵片(5)、熔點高的金屬絲(6)、紙帽(7)、保護紙筒(8)、快干水泥層(9)和(10)；所述耐火泥頭(1)為倒置的凸臺形，中心部位有一圓形孔，在該耐火泥頭(1)的上端面中心部位設(shè)有一圓形凹槽，所述紙管(2)與泥頭(1)的下端固定連接，紙管(2)的內(nèi)孔直徑與泥頭(1)的內(nèi)孔直徑相同，所述導(dǎo)線支架(3)為一絕緣材料管，該管的外徑與紙管(2)的內(nèi)徑相匹配，支架(3)的底端有一圓環(huán)形凸臺，凸臺的外徑等于紙管(2)的外徑，所述銅線(4)為兩根，其下端分別固定在導(dǎo)線支架(3)上，兩根銅線(4)的上端分別伸出導(dǎo)線支架(3)的上端，所述鐵片(5)為兩個細長的鐵片，其下端分別焊接在兩根銅線(4)的上端，所述兩根熔點高的金屬絲(6)的下端分別焊接在兩個細長鐵片(5)的上端，上述導(dǎo)線(4)、(5)、(6)和導(dǎo)線支架(3)一起插入紙管(2)及泥頭(1)的中心孔內(nèi)，支架(3)底端圓環(huán)形凸臺卡緊在紙管(2)的下端面，所述兩根熔點高的金屬絲(6)的上端高出泥頭(1)的上端面，所述快干水泥層(9)位于導(dǎo)線支架(3)的上端、耐火泥頭(1)的中心圓孔內(nèi)，所述紙帽(7)扣在泥頭(1)的上端，并由快干水泥層(10)固定在泥頭(1)上端的凹槽內(nèi)，所述保護紙筒(8)的外徑與凸臺形耐火泥頭(1)的上半部圓筒體外徑相同，紙筒(8)的上端固定粘接在泥頭(1)的凸臺上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉爐渣層厚度測量傳感器，其特征在于所述耐火泥頭(1)為倒置的凸臺形，其上半部圓筒體直徑大于下半部圓筒體直徑，在泥頭(1)的中心部位有一個圓形通道，所述導(dǎo)線支架(3)的上部及導(dǎo)線(4)、(5)、(6)放置在該圓形通道內(nèi)，在上半部圓筒體內(nèi)的上部有一凹槽，所述紙帽(7)固定在該凹槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉爐渣層厚度測量傳感器，其特征在于所述導(dǎo)線支架(3)為一絕緣材料制作的異形圓管，該管的外徑與紙管(2)的內(nèi)徑相匹配，在導(dǎo)線支架(3)的底端外圍為一圓環(huán)形凸臺，凸臺的外徑等于紙管(2)的外徑，導(dǎo)線支架(3)插入紙管(2)及泥頭(1)的中心孔內(nèi)時，該圓環(huán)形凸臺卡緊在紙管(2)的下端面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉爐渣層厚度測量傳感器，其特征在于所述熔點高的金屬絲(6)為鎢絲，或鉬絲，或鉬鎢合金絲等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冶煉爐渣層厚度測量傳感器，該傳感器包括耐火泥頭、導(dǎo)線支架、導(dǎo)線、快干水泥層、紙帽及保護紙筒等，將熔點高的金屬絲固定在導(dǎo)線支架上，使金屬絲插入冶煉爐中，根據(jù)爐渣渣層導(dǎo)電性能與鋼水導(dǎo)電性能的不同，在電阻測量儀上反映出電阻變化的不同，當金屬絲接觸爐渣時，電阻為KΩ級，這時可記錄爐渣厚度的初始值，當金屬絲接觸到爐渣底部的鋼水時，電阻瞬間變?yōu)楹苄?，為Ω級，這時記錄爐渣厚度的終止值。與原來采用人工觀測爐渣渣層厚度的方法相比，采用本裝置能科學(xué)準確地測量出冶煉爐內(nèi)渣層厚度，有利于控制冶煉爐爐渣厚度，從而提高冶煉爐質(zhì)量，此外還可準確測量出鋼水液面位置。
文檔編號G01B7/02GK1487263SQ0315387
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月26日
發(fā)明者唐仁興, 王淑景, 葉俊林 申請人:北京市科海龍華工業(yè)自動化儀器有限公司, 北京市科海龍華工業(yè)自動化儀器有限公