[实用新型]冶金过程多相搅拌混合效果实时监控装置

说明书

技术领域    

本实用新型涉及一种冶金过程多相搅拌混合效果实时监控装置，属于工业过程实时监测控制技术领域。

背景技术    

熔池搅拌在冶金过程中的作用主要是提高熔池的传热、传质和冶金反应速率，从而促进渣与金属混合，加快固体料熔化，缩短冶炼时间，加速有害元素的去除，最终达到提高产品质量和生产率。然而熔池搅拌过强也会带来不良效果，如炉衬寿命降低，熔池喷溅或溢出严重，冶炼操作与控制发生困难等。熔池搅拌的方式很多，可以归纳为自然对流搅拌、人力搅拌、钢流冲击搅拌、机械搅拌、电磁搅拌和气体搅拌等6种。由于火法冶金是高温作业，最常用和最有效的搅拌方式是电磁搅拌和气体搅拌两种。为促进金属熔池的传质和传热过程并使金属液成分和温度均匀化而施加某种力以加强熔池流动的操作。搅拌作用的强弱和效果常常用熔体成分或温度的均匀程度及达到规定均匀程度所需时间来衡量。熔渣、气体和金属液的反应速率、固体料(废钢或铁合金)熔化的快慢及金属液中成分的均匀程度等无不与熔池搅拌强度有关，湿法冶金过程的浸出搅拌也涉及到搅拌强度及混合均匀性。目前，对高温熔池、立式搅拌槽1等非透明设备进行直接测量与观察都是比较困难的，其中工业性实测法是在工业性生产过程中对熔池搅拌过程中的某些指标或熔体行为进行直接测量与观察的方法。由于缺乏有效的检测手段，使得这一方法的采用受到很大限制。主要采用的方法有：通过测定渣中FeO等氧化物含量，定性确定熔池搅拌强弱；通过加入某种溶质元素并取样分析其含量来获得熔池均匀混合时间；采用加入放射性示踪剂的方法取得熔体中的流场分布等。

 目前，公知的工业过程层析成像系统（Process Tomography），是本世纪80年代中期正式形成和发展起来的一种以多相流为主要研究对象的过程参数（二维或三维分布状况的）在线实时测量的技术。电阻层析成像（electrical resistance tomography，简称ERT）系统的主要原理是基于不同媒质具有不同电导率这一性质，通过判断处于敏感场中的物体电导率分布来推断出物场的媒质分布状况，借助此技术可以实现冶金过程混合效果的监测及评价。 

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种冶金过程多相搅拌混合效果实时监控装置，把专利一种衡量流体混合效果的方法（200910094915.2）以软件形式建立混合效果实时监测评价系统，集成在微型计算机内，可以在火法/湿法冶金过程多相搅拌混合效果实时监控，实现不透明搅拌槽混合状况的非接触式可视化监控；同时装置简单，操作方便。 

本实用新型采用的技术方案：装置包括搅拌槽1、电极6、传感器2、电阻层析成像装置3和微型计算机4；电极6均匀固定在搅拌槽1中横截面上，电极引出端7与传感器2的输入端连接，传感器2的输出端口连接电阻层析成像装置3输入端，电阻层析成像装置3与微型计算机4连接。 

搅拌槽直径小于6米；火法冶金过程电极6固定在炉壁5的横截面上；火法冶金过程中炉壁5温度超过150度以上，电极6配有传感器2水冷装置，将传感器2置于环形钢管内，电极6采用钢制材料将传感器2连接在一起，钢管的外面安装一个水冷套管，循环冷却水10在水冷管内壁8和水冷管外壁9之间流动；湿法冶金过程电极6固定在浸出槽壁11的横截面上。 

传感器2选择接触式或者非接触式的传感器2；根据不同搅拌槽1尺寸确定电极6的个数和电极6的长度；一般情况，电极6的直径为1-2mm，电极6为16个电极6。 

本发明的有益效果是: 可以在冶金过程多相搅拌混合效果实时监控装置，实现不透明搅拌槽混合状况的非接触式可视化监控；同时装置简单，操作方便。 

附图说明  

图1为火法冶金过程实用新型结构示意图；

图2为火法冶金过程中电极固定位置示意图；

图3为传感器水冷装置示意图；

图4为湿法冶金过程实用新型结构示意图；

图5为湿法冶金过程电极固定位置示意图。

图中：1-搅拌槽、2-传感器、3-电阻层析成像装置、4-微型计算机、5-炉壁、6-电极、7-电极引出端、8-水冷管内壁、9-水冷管外壁、10-循环冷却水、11-浸出槽壁。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例子对该工艺及装置的特征作进一步的说明。