[发明专利]在高炉中的冷却板厚度测量

说明书

公开了用于测量冷却板(12)厚度的装置(10)和方法。这种装置设计为适配在冷却板的冷却剂通道(16)内，并且包括具有传感器前侧(30)和相对的后侧(32)的探头保持器壳体(26)，超声探头(28)布置在探头保持器壳体(26)中。柔性索(60)连接到探头壳体，以辅助探头保持器行进通过冷却剂通道的长度。探头保持器包括可扩张结构(41)，其包括在相对的端部处铰接在壳体(26)上的前杆和后杆(44、46)，其中弹簧机构(63)布置为彼此相向地偏压所述杆(44、46)。所述可扩张结构配置为从紧凑配置扩张到扩张配置，扩张配置设计为顶靠在所述冷却剂通道(16)的内表面(42)上，并且偏压传感器壳体的传感器侧(30)靠在冷却剂通道的内表面(42)上。

技术领域

本发明总体上涉及用于冶金炉即高炉的冷却板，并且特别是涉及一种测量冷却板厚度的装置和方法。

背景技术

用于冶金炉的冷却板，也称为“冷却壁”，在本领域中是众所周知的。其用于覆盖冶金炉、例如高炉或电弧炉的外壳的内壁，以提供：

(1)在炉内部与外炉壳之间的散热保护屏障；和

(2)用于耐火砖衬里、耐火喷浆或炉内工艺产生的堆积层的锚固机构。

最初，冷却板是铸有冷却管的铸铁板。作为铸铁冷却壁的替代物，已经开发出铜冷却壁。如今，大多数用于冶金炉的冷却板由铜、铜合金或近期由钢制成。

耐火砖衬里、耐火喷浆材料或工艺产生的堆积层形成布置在板状本体的热面前方的保护层。该保护层有助于保护冷却板免受由炉内恶劣环境造成的损坏。然而，在实践中炉偶尔也会在没有该保护层的情况下运行，从而导致热面的层状肋受到侵蚀。

虽然高炉最初在冷却壁的正面装有耐火砖衬里，但根据运行条件，该衬里会在运行期间磨损。特别地，已经观察到，在炉膛部分，耐火衬里会相对较快地消失。虽然随后通常会在冷却板的热面形成熔渣和炉料的堆积层，但它实际上会不断累积和磨损，因此在某些时间段内，冷却板直接暴露于高炉内的恶劣条件下，导致冷却板本体磨损。

堆积层磨损的主要原因，并且当然也是衬里和冷却板磨损的主要原因，在于热气的向上流动以及下沉炉料(煤、矿石等)的摩擦。关于热气流，磨损不仅是由于热载荷，而且还由于在上升气体中携带的颗粒造成的磨蚀。

文献JP-A2-61264110公开了一种包括磨损检测系统的冷却壁，该磨损检测系统使用与冷却壁本体的背面接触的超声探头以检测其侵蚀。该系统允许测量在正面和背面之间的残余本体厚度。

文献KR20110076422公开了一种厚度测量系统，其中超声探头安装在柔性延伸构件的端部处，这允许将超声探头插入冷却剂通道的入口和出口区域中。因此可实际测量在冷却板正面和冷却剂通道之间的本体厚度。该信息很重要，因为其给出了至冷却剂通道的残余本体厚度，这对于高炉的安全运行至关重要，因为必须避免将水引入到高炉中。然而，该系统仅允许局部测量(在冷却剂通道的开始处和/或结束处)，并且如今认为这不足以正确评估冷却板的状况。实际上，经验表明，冷却板经常在中间本体比在末端部分磨损更多。基于该系统的评估因此导致对冷却板实际总体磨损的错误分析，并且因此导致对其残余寿命的错误预测。

KR 101 594 719 B1公开了冷却壁厚度测量设备，其中超声传感器单元连接到驱动单元，该驱动单元允许将超声传感器插入冷却壁中并在冷却壁内移动传感器。因此可沿冷却壁的整个长度进行厚度测量。然而，工作原理要求在每个测量点处安装超声传感器单元，例如展开接触腿或膨胀球囊，以确保在超声探头与冷却壁的内表面之间的紧密接触，这使整个测量过程复杂化。

用于冷却壁厚度测量的其他系统公开在文献JP2010271072A和JP2015169548A中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监测冷却板的磨损状态的替代方案且可靠方式。

该目的通过如权利要求1和11所述的测量冷却板厚度的装置和方法实现。