[实用新型]一种炼钢转炉炉壳温度与出钢监测复合装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于冶金炼钢自动化控制领域，特别涉及一种炼钢转炉炉壳温度与出 钢监测复合装置。

背景技术

转炉炼钢在我国钢铁冶金行业中占到85％，节约成本、提高钢铁品质、保障炼钢生 产的安全性是冶金炼钢亘古不变的议题。

一方面，转炉炉体由炉壳和炉衬组成，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 监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。

目前已有的炉衬检测方法可归纳为两大类，即无损检测法和有损检测法。传统的无 损检测与评价的手段主要有：超声、射线、涡流、磁粉、渗透五大类。但在使用过程中 它们会受到某些因素的制约，如仪器对检测环境的要求，无法到现场检测；被测物体较 大，仪器无法测量；检测时间很长，结果分析很慢等。对于冶金炉(窑)的非接触式检 测法主要有超声波和红外诊断法等。有学者借鉴CT技术在医学和地质斟探上的成功应 用，开展了用于炉内情况检测的高炉CT方法研究。利用CT方法可以实时地获得高 炉内冶炼反应区某个横截面中炉料声速场图像，从而了解到炉料的径向分布与圆周分 布，观察到炉料分布的轴对称性；如果出现结瘤时，可以估计结瘤的位置及面积大小， 也可以了解结瘤处横截面的炉衬侵蚀情况。然而，由于冶金炉内的多尘、高温、烟雾等 特殊环境，而且声波测量的误差较大，故难于准确检测出炉衬的蚀损状态。上世纪中叶， 有学者探索应用红外检测方法检测冶金及化工炉(窑)设备耐火材料的蚀损位置和大小 等情况，其原理是基于炉衬蚀损导致炉体表面温度场变化的特征，通过分析表面温度场 的红外热图来确定炉衬的蚀损状态。该方法虽属定性诊断，但因其操作简单方便，投入 成本低，受到转炉炼钢行业的欢迎。

另一方面，转炉炼钢通过复杂的氧化还原反应完成钢水冶炼后，将钢水转移到大包 中，供下一道工艺使用，这一过程称为出钢。为了减少钢渣流入到大包中，影像钢水品 质，节约后期工艺成本，通常会采取以下两种方法：1)出钢前进行倒渣操作，减少转 炉中的钢渣总含量；2)控制出钢过程中流入大包中的钢渣量。

目前全国各大钢厂主要采用的转炉下渣检测方式有三种：人工目测法、线圈检测、 红外热像检测。

人工目测法是使用最多的一种检测方法，但由于灵敏度低，结果受操作人员的经验 及情绪影响较大，所以在提高钢品质和节约钢成本的角度考量需要更为准确和稳定的检 测方式以代替人工。

线圈检测法采用高温材料将初级、次级两个线圈隔离，根据注流中钢渣的电导率远 低于钢水的电导率，测量电磁场的差别检测下渣。此种方法检测灵敏度较人工高，但为 消耗式测量，线圈工作在高温环境寿命不稳定，备件费用高。

红外检测法是根据钢水与钢渣的红外发射率不同，通过红外热像仪在出钢末期对钢 流进行照射得到钢水钢渣混流图像，通过视频处理算法得出钢渣占钢流的比例而判断下 渣的方法。红外检测技术近年来越来越多地在工业现场获得广泛应用，由于红外检测有 非接触特性，针对钢铁冶炼的高温场合具有明显的优势。红外检测法具有灵敏度高，安 装操作简单，维护容易，运行成本低等特点，已逐步成为转炉出钢下渣检测的主要手段。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种简单快捷的炉壳温度 监测和出钢下渣监测的复合装置。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：