[实用新型]一种熔融液体温度连续测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及黑体空腔辐射高温测定，特别涉及一种用于连续测量熔融液体温度的装置。

背景技术

在冶金和玻璃生产等行业中，实现对熔融金属、玻璃等温度的连续测量对调整生产工艺、降低能耗、提高质量有重要意义。

美国专利US5180228公开了一种铁水或钢水温度测量的方法及装置，如图1所示，该技术方案利用黑体空腔辐射测温技术，具体方案为：一端开口的测温管11插入铁水或钢水14中，铁水或钢水14表面漂浮渣13，测温管11上端连接连接管12。工作方式为：测温管11插入铁水或钢水14中，插入深度与测温管11内径之比大于10，此时测温管11接近为一黑体空腔，底端感知铁水或钢水14的温度并发出辐射，接收所述辐射，经过分析得到铁水或钢水14的温度。测温管11使用锆系陶瓷，成本高。为了提高昂贵的测温管11的使用寿命，在所述测温管11外设置了可浮在渣13上的环形保护器15，把渣13与测温管11隔离开来，避免了在测温过程中渣13侵蚀所述测温管11，大大提高了测温管11的使用寿命。上述技术方案实现了对铁水或钢水温度的连续测量，但也有如下不足：1、结构复杂，需要专门配备一个新部件：环形保护器；2、测温精度低，由于是利用黑体空腔技术进行辐射测温，因此对插入液面的深度与测温管的内径之比有要求：通常大于某一特定值，而在整个测温过程中，液面是不断波动的，造成测温管插入深度会随着液面的波动而波动，然而上述技术方案中又是固定测温管的位置，因此，当液面下降时，如炼钢连铸工艺中更换大包时，中间包钢水液面通常会有较大幅度的下降，会出现插入深度不足，此时测温管不能被视为黑体空腔，进而造成测温精度严重下降。

日本专利JP7-12650公开了一种用于熔融金属连续测温的辐射温度计装置，如图2所示，该装置也是利用黑体空腔辐射测温技术，具体技术方案为：该装置包括测温管23及测温探头、分析仪表24。工作方式为：测温管23插入熔池21中的熔融金属22中一定深度，使测温管23接近于一个黑体，测温管23的底端感知熔融金属温度并发出辐射，测温探头接收所述辐射信号，经所述分析仪表24分析后得到熔融金属22的温度。该装置实现了对熔融金属内部温度的连续测量，但也有如下不足：

1、测温管成本高，体现在以下方面：第一，在测温过程中，测温管的位置固定，插入熔融金属的长度有限(测温管满足黑体空腔需要即可)，液面之上的测温管长度较长(尤其是当液面下降时)，而这部分测温管并没有起到测温作用，浪费了这部分测温管，提高了测温成本。第二，为了满足黑体空腔的要求，测温管插入深度与内径之比必须大于某一特定值，而由于模具的限制(测温管越长，所需的内腔模具也就越长，为保证模具强度，模具的直径就必须越大)，此类测温管内腔直径通常比较大，因此插入深度也就比较大，造成测温管总长度比较大。通常使用的测温管长度为1100mm左右，如果采用价格低廉的铝碳材料，重15公斤，而铝碳材料价格为30000元/吨，因此每根测温管的造价约为450元，采用锆系陶瓷的测温管价格更高。第三，熔融液体如钢水表面会有一层侵蚀性很强的渣，因此，测温管往往是在渣线处断裂，使用寿命大大下降。渣线处理手段有两种：一种是加大测温管在渣线位置的壁厚，另一种是强化测温管在渣线位置的材料(加强材料的成本很高)。对于位置固定的测温管，液面渣线波动，且不同应用场合渣线位置不同，所以，测温管若要进行渣线处理，则必须处理很长的范围(比如200mm)才能保证其普适性。测温管壁厚的增大提高了测温管的质量：会从15公斤提高到16公斤，如采用价格低廉的铝碳管，每天更换一根测温管，则每个应用点每年的耗材费用就超过17万元，因此降低测温的运行成本成了业界急需解决的问题。

2、测温管加工难，由于上述方案中使用的测温管较长，而要在较长的测温管内加工出较小的内径很难，对模具的要求也高。

3、测温精度低，由于是利用黑体空腔技术进行辐射测温，因此对插入液面的深度与测温管的内径之比有要求：通常大于某一特定值，而在整个测温过程中，液面是不断波动的，造成测温管插入深度会随着液面的波动而波动，然而上述技术方案中又是固定测温管的位置，因此，当液面下降时，会出现插入深度不足，此时测温管不能被视为黑体空腔，从而造成测温精度严重下降。