[发明专利]对冶金设施中的耐火元件的状况进行跟踪和评估的系统

说明书

用于对冶金设施中的可更换的耐火元件的状况进行跟踪和评估的系统，包括：a)多个可识别的冶金容器(1)，例如钢包，其中所述可识别的冶金容器中的每一个包括可移除的耐火元件(1p)例如滑动闸阀板；b)多个备用耐火元件(1r)，其中每个备用耐火元件包括机器可读取的识别标签(1t)，该机器可读取的识别标签包括耐火元件识别数据；c)读取站(2)，例如RFID工作台，以读取定位在该读取站(2)的读取区(21)内的备用耐火元件(1d)的机器可读取的识别标签(1t)；d)耐火元件状况工具(3)，以便对与所述冶金容器(1)中的任何一个联接的耐火元件的状况进行评估；e)监测单元(4)，该监测单元可连接至读取站(2)和耐火元件状况工具(3)。

技术领域

本发明涉及一种用于对冶金设施(包括冶金容器例如钢包)中的可更换的耐火元件例如滑动闸阀板的状况进行跟踪和评估的系统。

背景技术

在冶金设施中，许多耐火元件是在苛刻条件下进行操作的，并且随着时间的推移而磨损，因此必须对其进行频繁更换。这种要频繁更换的耐火元件的一个示例是滑动闸阀板。

滑动闸阀是本领域众所周知的。滑动闸阀用于控制从上游冶金容器向下游容器浇注的熔融金属的流量。例如，从熔炉到钢包，从钢包到中间包，或者从中间包到铸锭模。例如，US-A-0311902或US-A-0506328公开了布置在浇铸钢包底部的滑动闸阀，其中使设有通孔的成对的耐火滑动闸阀板相对于彼此滑动。当浇注孔口对齐或部分重叠时，熔融金属可以流过滑动闸阀(“浇铸通道”打开)，而当浇注孔口之间没有重叠时，熔融金属的流动完全停止(“浇铸通道”关闭)。浇注孔口的部分重叠允许通过对熔融金属流进行节流来调节熔融金属的流量。尽管滑动闸阀在过去的几十年中已经有了相当大的改进，但原理保持不变，即一块板相对于另一块板滑动以控制两块板的通孔之间的重叠水平。

JP 2008221271公开了一种用于对冶金容器中的滑动闸阀板的磨损状态进行评估的设备。这种设备允许检查滑动闸阀板中是否有过度磨损的迹象，从而向操作者提供关于滑动闸阀是否必须通过更换其滑动闸阀板来进行翻新的指示。然而，该现有技术的设备不能实现一旦已将滑动闸阀板放置在冶金容器中就对其进行跟踪。尽管这种滑动闸阀板可以具有载有识别号的标签，但是一旦将熔融金属浇注到冶金容器中，这种标签就会被破坏或变得几乎无法读取。因此，现有技术的这种设备允许做出关于是否必须更换一组滑动闸阀板的及时决定，但是不能实现收集和存储每个滑动闸阀板的历史磨损数据，并且例如将这些历史数据与滑动闸阀板的制造特征相关联、典型地与滑动闸阀板的批号或识别号相关联。为了增加对耐火元件的生产过程对其使用性能的影响的了解，期望有一种允许将耐火元件的历史状况数据与其制造特征和金属生产参数(与耐火元件在金属铸造过程中的使用有关)相关联的系统。

文件WO 2005/007325公开了不同的方法，用于例如通过对滑动闸阀的孔口的理论节流率和实际节流率进行比较来客观地确定滑动闸阀的耐火板是否可以重复使用或应当进行处置。然而，所描述的方法难以实施，这是因为其需要在金属铸造过程中对若干参数例如熔融金属通过滑动闸阀的瞬时流量进行测量，以便推断滑动闸阀的孔口的实际节流率。所述方法还需要根据物理定律来计算熔融金属的理论瞬时流量，因此需要在冶金容器、滑动闸阀和熔融金属之间的力学相互作用的精确物理模型。由于在金属铸造过程中的物理测量不完善以及用于对穿过滑动闸阀的理论熔融金属流量进行计算的模型的近似性，因此在该现有技术文件中描述的方法同时难以实施并且准确性有限。此外，没有公开用于使不同板组的状况数据的收集以及将所述状况数据存储在计算机存储器中自动化的方法或系统。

文件WO 2010/057656公开了一种用于对冶金系统的系统或部件的特定数据进行主动跟踪的监测系统和方法。该方法使用RFID标签，该标签固定于冶金设施的各个部件或系统，因此不适用于耐火元件例如滑动闸阀板，所述耐火元件要承受由熔融金属引起的热应力、机械应力和化学应力。放置在滑动闸阀板上的RFID标签确实不能抵抗金属铸造操作，因此不能用于跟踪使用中的滑动闸阀板。此外，该文件没有公开用于对耐火元件例如滑动闸阀板的状况进行实际评估的任何系统或方法。

发明内容