[实用新型]一种炉衬测厚装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于冶金炼钢领域转炉内衬厚度的测量，特别涉及一种炉衬测厚装置。

背景技术

转炉炼钢是当今世界上的主要炼钢方法，约占世界钢铁总产量的60%。转炉炉衬在炼钢过程中, 直接与钢水、炉渣和炉气接触, 不断受到物理、机械和化学的侵蚀作用，当炉衬小于安全厚度时热量会从一千六百多度的钢水快速传递到转炉的金属炉壳，严重时会导致穿钢事故。炉衬的维护修补不仅可以延长炉衬寿命, 均衡炉衬损毁, 提高转炉的作业率, 降低生产成本, 而且有利于均衡组织生产, 促进生产的良性循环。国内外钢厂普遍采用了溅渣护炉及补炉技术, 要掌握最佳的溅渣和补炉时机,需要及时掌握炉衬的形状和厚度。因此, 炉衬厚度的检测工作对炼钢生产有着极其重要的作用。

随着冶金炉的大型化和冶金技术的进步，对冶金炉炉衬及其故障的检测与监测技术日益得到重视。多年来，现场操作人员一直渴望在操作室里就能看到冶金炉炉衬的烧损情况，准确掌握炉内的耐火材料在役运行情况，从而及时调节炉子的操作，选择适宜的补炉和重砌时机，有效地延长炉子的寿命，由此不断地探索减少炉衬蚀损的操作工艺；科技人员则从不同途径探索与现场操作相适应的炉衬蚀损与故障的监测、检测方法。由此应运而生了一些先进的检测方法，如多点热电偶法、触发响应法、电脉冲法、红外线温度摄像法等，但都有一定的局限性和不足，还不能准确地在线连续监测炉衬的侵蚀状况。

目前已有的检测方法可归纳为两大类，即无损检测法和有损检测法。为叙述方便，在此进一步细分为：人工式机械检测法、插入式点测量法、非插入接触式检测法和非接触式检测法四大类。

1）人工式机械检测法：此法是停炉检修时，用顶杆伸入炉内，通过测量顶杆伸入的长度而获得该处炉衬的剩余厚度，虽然采用这种方法通过积累的测量数据，可测出炉体侵蚀的推移过程，但这种测量方法有很大的局限性：每次测量必须在停炉时进行，不能在线连续监测；炉子每次定修时间短，只能选择几个点探测，得不出某一时刻全炉的侵蚀状况；因此，这种事后测量方法，既不全面也不科学。

2）插入式点测量法：该方法是在炉衬内沿垂直炉衬的方向埋设传感元件，元件的前端与炉衬内表面平齐，通过引线将元件与测量系统相连接。随着生产过程的进行，埋入炉衬内的传感元件与炉衬同步蚀损并输出变化信号，反映出炉衬变化状况。可实现检测点处炉衬厚度的在线测量。主要有热电偶法、热电偶触发响应以及电阻法等。插入式测量法属于有损检测法，是冶金生产所不希望的，另一方面也存在局限性，不能全面、准确在线连续监测炉衬厚度变化状况。

3）非插入接触式测量法：此类方法常用的有放射性同位素测定法(RI法)、光脉冲信号测定法、电容层析法等。它们有的测量精度差，所获信息量偏少，有一定的滞后性，有的投资巨大，维护和操作水平要求高。其中具有代表性的电容层析法是20世纪80年代中后期发展的电容层析成像技术，其原理为利用安装在炉衬外表面的多极板电容传感器阵列，通过极板间的介电参数变化检测炉衬侵蚀状况。但由于动态变化的炉衬及炉内物流影响，极板间的介电参数变化难以表征蚀损量，而且仍须预先将极板埋入炉衬与炉壳之间。

4）非接触式检测法：这类方法属于无损检测法。无损检测是一门研究在不破坏或不损伤受检对象的前提下，制定和评价物质内部或外表物理和力学性能，且包括各类缺陷和其他技术参数的综合型应用技术科学。据统计己有的无损检测方法多达七十余种，在已有的无损检测技术中，几乎所有形式的能量都曾用于确定结构的内部性质，如射线检测、电磁检测、超声检测和红外检测等。从原理上讲，这些方法都是首先由探头测量出缺陷对外界激励的响应，再使用适当的方法作识别分析。