專利名稱：高爐及工業(yè)爐窯爐襯測厚裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐及工業(yè)爐窯爐襯的檢測技術(shù)領(lǐng)域。
高爐及工業(yè)爐窯是一個巨大的高溫反應(yīng)器，爐襯受到機械碰撞、靜壓力、氣流及熔渣的沖刷作用，承受化學(xué)浸蝕和熱應(yīng)力的侵害，不可避免地被浸蝕和磨損。爐襯的損壞會降低爐窯的使用壽命，甚至發(fā)生重大事故。如果在高爐及工業(yè)爐窯的運行過程中，能及時準確地監(jiān)測爐襯的狀況，有目的地改進操作，采取適當?shù)谋Ｗo措施，對延長爐齡和安全生產(chǎn)具有重要意義。
高爐生產(chǎn)等是個封閉系統(tǒng)，使得在線測量爐襯的燒損等較為困難。目前工業(yè)爐窯的爐襯厚度檢測技術(shù)，以高爐為例，有以下幾種①多點熱電偶法，在爐襯深度埋設(shè)多支熱電偶，假設(shè)爐內(nèi)溫度值，用穩(wěn)定態(tài)溫度場理論，根據(jù)各點溫度推算爐襯厚度(《高爐自動化學(xué)術(shù)會議論文集》第二分冊，143～148頁);②觸發(fā)響應(yīng)法，在爐襯不同深度埋設(shè)熱電偶，當爐內(nèi)溫度變化時，對各熱電偶的溫度變化曲線進行相關(guān)分析，得出傳遞時間，用不穩(wěn)定態(tài)溫度場理論推算爐襯厚度(《科技資料》高爐爐襯譯文集，161～168頁);③熱流計法，在爐體的鋼殼上安置熱流計，由熱流值推算爐襯厚度(《科技資料》高爐爐襯譯文集，142～149頁)。上述測量工業(yè)爐窯爐襯厚度從而纖維從低速輥喂入高速輥出機，完成無損傷分梳全過程。(見圖1)山羊絨無損傷分梳方法的工藝結(jié)構(gòu)可作為分梳機主體部分。每一列分梳單元由喂入風(fēng)筒(1)、托毛板(2)、喂入輥(3)、分毛輥(4)、檔風(fēng)板(5)、下腳托板(6)、下腳刮板(7)出機輥(8)凈絨風(fēng)筒(9)、下腳風(fēng)筒(10)等構(gòu)成。(見圖1)。當然也可采用其它的喂入和出機方法。
山羊絨無損傷分梳方法的工藝流程是經(jīng)過開松去土、去雜的纖維塊在喂入風(fēng)筒內(nèi)，被強大的氣流推動下送到各個喂入輥;喂入輥表面粗大的鋼針抓住纖維塊緩慢地旋轉(zhuǎn)到托毛板。由于托毛板與喂入輥鋼針之間的隔距較小，纖維塊被壓入針隙之中。第一分毛輥和喂入輥速比較大，且運動規(guī)律相同，單數(shù)輥速度變化時，喂入輥也相應(yīng)變化。第一分毛輥在剝?nèi)↑c握持住纖維，并對纖維頭端進行梳理。當?shù)谝环置伒匿撫樞D(zhuǎn)弧長超過握持住纖維的長度時，纖維被轉(zhuǎn)移到第一分毛輥的針面上;其尾部受到喂入輥鋼針的梳理。纖維塊在這種牽伸，梳理的作用下變成較大的毛束。設(shè)第一分毛輥與喂入輥的速比為i1倍;那么在剝?nèi)r喂入輥L弧長上的纖維轉(zhuǎn)移到第一分毛輥針面時，纖維分布在第一分毛輥針面i11弧長上，纖維束被牽伸了i1倍。在這個牽伸減薄的過程中，一些沒有被鋼針握持住的粗剛毛和較大的雜質(zhì)暴露出來，在重力的作用下落到檔風(fēng)板上，滑到集塵通道內(nèi)。此時，如果第二分毛輥處于高速狀態(tài)時，第二分毛輥與第一分毛輥有速比i2倍，在第二剝?nèi)↑c第二分毛輥將握持住第一分毛輥旋轉(zhuǎn)到第二剝?nèi)↑c的纖維束，并對之牽伸、梳理、減薄、去粗去雜。轉(zhuǎn)移到第二分毛輥針面的纖維束又被牽伸了i2倍。在這個剝?nèi)∞D(zhuǎn)移過程中，由于分毛輥表面的鋼針的背角設(shè)計在自鎖區(qū)內(nèi)，纖維只能在剝?nèi)↑c前作繞針運動。這樣分毛輥針背不僅能有效地握持纖維，而且能對纖維束產(chǎn)生分劈作用，加快了在牽伸中分解纖維束的過程。此后，雙數(shù)輥減速，單數(shù)輥升速，第三分毛輥與第二分毛輥有速比i3倍;第一分毛輥與第二分毛輥有速比i2′倍;且第三分毛輥的轉(zhuǎn)速大于第一分毛輥的轉(zhuǎn)速，第一、第三分毛輥剝?nèi)〉诙置佱樏嫔系睦w維，第二分毛輥針面的纖維被轉(zhuǎn)移到第一、第三分毛輥上，且第三分毛輥剝?nèi)〉降睦w維量大于第一分毛輥。第三分毛輥剝?nèi)〉降睦w維束又被牽伸了i3倍，并且在剝?nèi)∵^程中又一次梳理、減薄、去粗、去雜。第一分毛輥從第二分毛輥剝?nèi)〉降睦w維又被牽伸了i2′倍，并在剝?nèi)∵^程中去粗去雜。這一部分纖維與第一分毛輥剝?nèi)∥谷胼伾系睦w維混合在一起等待下一次第二分毛輥的剝?nèi)。瑯?，此后單?shù)輥減速，雙數(shù)輥升速，第三分毛輥針面上的纖維將被第二、四分毛輥剝?nèi)?且第四分毛輥剝?nèi)〉降睦w維量要大于第二分毛輥剝?nèi)〉降睦w維量。在剝?nèi)∵^程中，進一步牽伸、梳理、去粗去雜。由此平行排列的分毛輥輥子串，前后輥子剝?nèi)≈虚g輥子時，前輥子總比后輥子剝?nèi)〉睦w維量大，使纖維有向前移動的運動。隨著時間的連續(xù)，纖維束被逐一傳遞到高速輥上。高速輥的轉(zhuǎn)速較高，離心力的作用較為顯著，針密較大，梳理作用加強。經(jīng)過多次牽伸、梳理的纖維束轉(zhuǎn)移到高速輥時已經(jīng)基本上變成單纖維狀態(tài)，纖維在這里受到較強的梳理、牽伸、去粗去雜作用，纖維的平行順直狀態(tài)非常好，纖維中殘存的粗毛與雜質(zhì)被充分暴露出來，在離心力的作用下被徹底地拋出，甩到集塵通道內(nèi)。此時可能有一些不能被鋼針握持住的短纖維也被離心力甩到集塵通道。只要控制住高速輥的最高轉(zhuǎn)速不超過落絨的臨界轉(zhuǎn)速和掌握住喂入量與速比，使輥子針面上的纖維量小于飽和量，這部分短纖維將是很微小的。分梳好的無毛絨轉(zhuǎn)移到出機輥，被凈絨風(fēng)筒中的氣流吸引出機。在低速區(qū)集塵通道內(nèi)的下腳含有大量的土雜，在氣流和重力的作用下落到下腳托板上，被下腳刮板排出機外。在高速區(qū)集塵通道內(nèi)含有部分短絨的下腳在氣流和重力的作用下向下運動，被下腳風(fēng)筒中的氣流排出機外，接受回收裝置的處理。
如前所述，由于間歇運動，前后輥子剝?nèi)≈虚g輥子，前輥子總比后輥子剝?nèi)〉睦w維量大。按照這個規(guī)律，完成了纖維從機尾轉(zhuǎn)移到機頭的運動。纖維在轉(zhuǎn)移過程中，由于有后輥剝?nèi)∏拜伒倪\動，就存在著返回負荷的作用。因為有返回負荷，所以使纖維在轉(zhuǎn)移過程中能夠受到反復(fù)梳理、牽伸、減薄、去粗去雜。間歇運動和返回負荷的作用是山羊絨無損傷分梳方法的最大特點，也是區(qū)別于其它分梳方法的特征。
在山羊絨無損傷分梳方法中，間歇運動存在著兩種速比。一種為定速比，就是按單數(shù)輥或雙數(shù)輥輥子之間的速比in(n-2)，如i31＝v3/v1或i42＝v4/v2這個速比可以依靠傳動機構(gòu)保證，是恒定的。另一種為不定速比△in(n-1)，
如△i32＝△v3/△v2＝f(t)，即相鄰兩輥子間的速比。這個速比是一個與時間成函數(shù)關(guān)系的速比，隨著時間的不同而變化，可以依靠圖2的差動機構(gòu)保證。
定速比保證纖維從進機到出機的移動。定速比的大小影響到轉(zhuǎn)移率和返回率。定速比大則轉(zhuǎn)移率大，返回率減小。當分毛輥轉(zhuǎn)速的最大值和最小值確定以后，總速比也就確定了。此時分毛輥的數(shù)目就唯一地與定速比有關(guān)。定速比愈大，輥子的數(shù)量就愈少，去粗點將減少，去粗效果將降低;同時返回率也就愈小，纖維受到的重復(fù)牽伸、梳理、去粗去雜的次數(shù)也就愈少，產(chǎn)品的質(zhì)量將降低;轉(zhuǎn)移率將升高，產(chǎn)量將增加。反之，定速比愈小，輥子的數(shù)目就愈多，去粗點將增加，去粗效果將升高;同時返回率將變大，纖維受到的重復(fù)梳理次數(shù)將增加，產(chǎn)品的質(zhì)量將提高;轉(zhuǎn)移率將降低，產(chǎn)量將減少。所以定速比的大小非常顯著地影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和機器的體積。
不定速比保證纖維的可靠轉(zhuǎn)移，是牽伸、梳理、去粗去雜的決定因素。它影響牽伸倍數(shù)和速度差。當轉(zhuǎn)速確定后，不定速比愈大，則速差愈大，牽伸減薄的程度愈大。但速差愈大，纖維受到的沖擊力愈大，當沖擊力超過纖維抗拉強度極限時，纖維發(fā)生斷裂。由于無損傷分梳方法的剝?nèi)∵^程是一種反復(fù)剝?nèi)。欢ㄋ俦戎灰源笥?都能使纖維得到可靠地轉(zhuǎn)移，速差可以調(diào)整到不損傷纖維長度的數(shù)值，所以能夠?qū)崿F(xiàn)山羊絨無損傷分梳。
山羊絨無損傷分梳的方法，采用分毛輥輥子串形式，同向剝?nèi)》绞?，纖維受到連續(xù)剝?nèi)　可?、平行順直狀態(tài)越來越好，有利于去粗去雜。采用間歇運動方式，可以調(diào)節(jié)速比，做到無損傷分梳;同時返回負荷大大增加剝?nèi)〈螖?shù)，保證大倍數(shù)的牽伸。采用多列，可以保證產(chǎn)量。
總之，山羊絨無損傷分梳方法，能提高無毛絨長度，改善山羊絨的可紡性能，擴大了山羊絨的使用范圍，能夠充分開發(fā)利用山羊絨資源。因而，山羊絨無損傷分梳方法是一種理想的山羊絨分梳方法。
最佳實施方案是采用多列立式平行布置的分毛輥輥子串為主體的分梳機構(gòu)。其特點是便于兩面落粗，占地面積小。


附圖1 山羊絨無損傷分梳方法工藝及設(shè)備示意圖。圖2 差動機構(gòu)示意圖。
權(quán)利要求
1.一種在線檢測高爐及工業(yè)爐窯爐襯厚度的裝置，其特征在于它由電阻元件、引線、信號變換器、直流電源、計算機、顯示器、打印機組成，電阻元件沿高爐的高度方向和圓周方向埋設(shè)在爐襯內(nèi)，通過引線，電阻元件與測量系統(tǒng)的信號變換器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于電阻元件由保護層、連接線路、多個電阻和引線組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于電阻元件分斷路型電阻元件、短路型電阻元件和復(fù)合型電阻元件三種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的裝置，其特征在于斷路型電阻元件由n(n＞1)個并聯(lián)的電阻R組成;短路型電阻元件由n(n＞1)個串聯(lián)的電阻組成;復(fù)合型電阻元件由多個串、并聯(lián)的電阻組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于電阻元件的埋設(shè)方向垂直于爐襯，且與爐襯內(nèi)外表面相齊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的裝置，其特征在于電阻元件由復(fù)合材料做成，使電阻值與其長度呈相關(guān)關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的裝置，其特征在于電阻元件可做成帶(片)狀或棒狀。
8.一種利用權(quán)利要求1所述的裝置，在線測量高爐及工業(yè)爐窯爐襯厚度的方法，其特征在于根據(jù)電阻元件與爐襯的同步磨損或浸蝕、電阻元件與其長度的相關(guān)關(guān)系，通過引線、信號變換器、直流電源，將電阻元件因磨損或浸蝕所引起的電阻變化的信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，并經(jīng)計算機運算、處理，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字，得出各測量點相應(yīng)部位爐襯的厚度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于檢測前，將電阻元件的電阻值與其長度的相關(guān)關(guān)系曲線、高爐內(nèi)型和爐襯的各項參數(shù)預(yù)先輸入計算機儲存。
全文摘要
本發(fā)明為高爐及工業(yè)爐窯爐襯厚度的檢測技術(shù)。其主要特征是在爐襯內(nèi)沿垂直爐襯的方向埋設(shè)電阻元件，且電阻元件的電阻值與其長度呈相關(guān)關(guān)系；電阻元件與爐襯同步磨損和浸蝕。通過測量電阻元件電阻值的變化和利用相應(yīng)的測量儀表，就可在線檢測爐襯的現(xiàn)存厚度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的測量精度高，測量裝置和測量方法簡單。
文檔編號G01N7/06GK1054831SQ9110061
公開日1991年9月25日 申請日期1991年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年2月4日
發(fā)明者高征凱, 黃履安, 鄧炳湯, 王玉珠, 陶榮堯, 寇宗義, 張興和 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院, 上海寶山鋼鐵總廠