[发明专利]一种顶吹炉炉渣测温取样装置及方法

说明书

一种顶吹炉炉渣测温取样装置及方法，所述装置包括第一管壳、第二管壳、高温热电偶、高温热电偶接线盒、第一管壳法兰、热电偶法兰、吊环和升降钢绳；第一管壳顶部固定设有第一管壳法兰，内部开设有通孔；第二管壳一端开口，另一端为球状端头；第二管壳的外壁上开设有环状槽；高温热电偶穿过第一管壳法兰和第一管壳，并插入到高温热电偶的测量端头距离第二管壳球状端头内壁5mm处；热电偶法兰固定于高温热电偶上部，并通过螺栓与第一管壳法兰连接；设置于高温热电偶顶部的高温热电偶接线盒温度信号输入到炉子DCS系统。本发明可以准确测得顶吹炉在冶炼过程中炉膛内及熔池中不同高度位置的温度，同时还可以完成对应的炉渣取样。

技术领域

本发明属于有色金属冶金设备技术领域，具体涉及一种顶吹炉炉渣测温取样装置及方法。

背景技术

顶吹浸没熔池熔炼技术作为一种高效、物料适应性极强的冶炼技术在铅、铜、锡冶炼中得到了较为广泛的应用，其核心设备为一座垂直放置的圆筒形炉子，作业时将一根经特殊设计的喷枪由炉顶垂直插入炉膛内，炉料从炉顶上的加料口直接加入，空气或者富氧空气和燃料从喷枪末端喷入熔体，在炉内形成一个剧烈翻腾的熔池，在熔池内及熔池上方发生冶炼的各种物理化学反应完成冶炼过程。

熔池温度是整个冶炼过程需要控制的核心要素之一，但由于熔池内部工况复杂，目前没有能够准确实时直接测量熔池温度的方法及装置，实际操作中主要通过两种方法来判断熔池温度：1)用红外测温仪测量排放口排放出的熔融金属或者熔渣的温度，只能在排放的时候测量，因此无法反应生产过程中的实时温度；2)用红外测温仪从下料口处测量炉内温度，往往测量光点只能打到炉壁的固定位置，且由于炉膛内充满含尘烟气，对测量精度产生影响。无论采用上述哪种方法都不能真实反映熔池内部实时温度，从而制约了冶炼技术人员对炉况的精准掌握并制定针对性的技术措施，影响技术经济指标的提升及炉子寿命的延长，同时，上述的方法也不能实现在测温的同时完成对所测炉渣的取样。

发明内容

基于上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种顶吹炉炉渣测温取样装置及方法。

本发明通过如下技术方案予以实现：

一种顶吹炉炉渣测温取样装置，所述测温取样装置通过顶吹炉炉盖上的炉盖开孔插入到顶吹炉内的熔池中；测温取样装置包括第一管壳、第二管壳、高温热电偶、高温热电偶接线盒、第一管壳法兰、热电偶法兰、吊环和升降钢绳；

所述第一管壳顶部固定设有所述第一管壳法兰，内部开设有通孔，且远离第一管壳法兰一端通孔的内径大于靠近第一管壳法兰一端通孔的内径；所述第二管壳一端开口，另一端为球状端头；第二管壳的外壁上开设有环状槽，环状槽内填充耐火粘结料；第二管壳插入到第一管壳内径大的通孔内；第一管壳法兰的外径大于炉盖开孔的直径；

所述高温热电偶穿过第一管壳法兰和第一管壳，并插入到高温热电偶的测量端头距离第二管壳球状端头内壁5mm处；所述热电偶法兰固定于高温热电偶上部，并通过螺栓与第一管壳法兰连接；设置于高温热电偶顶部的高温热电偶接线盒温度信号输入到炉子DCS系统；

所述吊环设置于测温取样装置正上方，并通过钢绳与第一管壳法兰两端连接；所述升降钢绳与吊环固定连接，升降钢绳连接至提升机构。

较佳地，所述第一管壳外径60～70mm，管壁厚度20～26mm；第二管壳外径30mm，管壁厚度3～6mm，长度200～600mm。

较佳地，所述环状槽的数量为1-5个，开槽深度为2mm。

较佳地，所述第一管壳材质为普通碳钢或不锈钢，第二管壳材质为碳化硅或二硅化钼或刚玉等耐温材料。

较佳地，所述第一管壳内径大的通孔的长度比第二管壳长30～100mm，即第二管壳安装到位后，第一管壳内径大的通孔端头比第二管壳球状端头长30～100mm。