[发明专利]高炉冶炼过程连续测量装置及测量方法

说明书

本发明属于高炉运行检测装置。主要适用于测量高炉在生产过程中其炉内各项参数的变化情况。

高炉冶炼生铁是一个连续运行的过程，它是固态、液态和气态三相在一个密闭的容器中进行着复杂的物理化学反应过程。通过检测，了解其内部的固、液、气三相运行情况及工作状态，掌握其冶炼规律，使高炉生产达到高产、优质和低耗，具有重要意义，特别是对于实施高富氧大喷煤的高炉更有实际意义。因高炉在高富氧大喷煤冶炼条件下，由于负荷增加，同时，炉腹煤气量发生变化，这无疑使炉内的温度场和煤气流分布及软熔带将发生变化，这样就需要了解炉内的各种参数，了解工作状况。否则将给炉子寿命和操作带来不利的影响。

为此，国内外炼铁工作者进行了大量的科学研究工作，除了进行大量的实验室研究外，还对生产中的高炉利用不同类型的探针对炉内局部进行测定，甚至不惜工本对生产中的高炉进行解剖研究。

《STEEL TIMES》1988年第4期第199～200页提供了一种利用探针测量高炉炉内温度、气体和压力参数的技术。它是从高炉的侧墙上由外向里钻孔洞，然后将探针插入炉内测量炉内的温度、气体和压力。这种方法从高炉侧墙有限的位置钻孔开洞，进行测量，所以测量的数据只能是水平方向的固定位置的参数。上述方法仍有其局限性，均无法对生产状态下的高炉内部纵向和径向各点较全面地连续地测定各项参数变化，如炉内温度场、压力场的分布状态、煤气成分的变化规律和利用率、炉料下降速度等，以及它们之间的相互关系等。

本发明的目的在于提供一种能够连续地测量高炉内部沿纵向和径向各点的温度、压力、气体成分等各项参数变化的高炉冶炼过程连续测量装置及测量方法。

本发明高炉冶炼过程连续测量装置和测量方法的技术方案如下：

其测量装置由测温系统、测压和气体分析系统、反吹系统、密封系统和传送系统组成。

首先由测头、耐热金属软管、导管、支管、热电偶、测温仪、测压和气体分析装置组成测量系统。

测量系统的测头和与之相连的耐热金属软管由高炉料钟以下侧墙上预先钻好的孔洞中，通过保护套管伸入高炉炉内。伸入高炉炉内的测量系统至少是两组以上，即至少有两个以上的测头分布于高炉径向不同部位，这样就可测出炉内不同径向部位的参数；由于高炉炉料的不断加入，伸进炉内的测头则被炉料所埋，随着炉料的不断熔化下降，测头和与之相连的金属软管也随之下降。随着测头的不断下降，则可连续地测出炉内沿纵向不同位部的参数。测温用的热电偶的热端装在测头内，冷端通过补偿线接在多点测温仪上，为此可连续测出各点的温度；炉内的气体通过测头、金属软管、导管及支管，进入测压和气体分析装置，采集煤气样品，然后分析气体成分，同时测出炉内气体压力。由于径向分布多组探头垂直地不断地下降，这样就可以在高炉的冶炼过程中，了解炉内温度场、压力场的分布、煤气成分变化规律以及炉料下降速度等，便于控制和及时调整有关参数，使之达到优质高产低消耗。

本发明为了保证测量系统的畅通和稳定，在测量系统的炉外端部通过导管连接了气源，形成反吹系统。当测量系统发生碍障时，接通气源，使气体通过导管进入测量系统的导管、金属软管，直至测头，利用气体消除碍障，使测量系统畅通。

现通过附图，对本发明高炉冶炼过程连续测量装置及测量方法作进一步说明。

附图1为本发明高炉冶炼过程连续测量装置示意图。

附图2和3为高炉冶炼过程中沿纵向的煤气及温度分布图。

附图4为高炉冶炼过程中炉料下降曲线图。

附图5为高炉炉内压力分布图。

在附图1中，1为高炉，A为测头，2为耐热金属软管，3为保护套管，4为密封圈，5为小车，6为驱动电机，7为导板，8为滑轮，9为导轨，10为热电偶丝或补偿导线，12、13为支管，14、15、16、17为阀门，18为多点测温仪，19为测压和气体分析装置，20为返吹气源，21为保护套管导口，22为皮带链，23为导管，24为高炉上部侧墙上的孔。

其中，测头A为多孔的腔体，与金属软管2相通相连；金属软管2穿过保护套管3，保护套管3又固定在小车5上，小车5通过皮带链22和滑轮8与驱动电机6相连；导管23与金属软管2相接；支管12、13的一端与导管23相接，另一端与测压及气体分析装置19相连；热电偶10的热端装在测头A内，冷端或补偿导线与多点测温仪相连；返吹气源20也通过支管12、13与导管23相连；高炉侧墙上的孔24开在高炉的上部。