在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的方法和裝置，以電動勢測量點產生的高精度電動勢信號作為測量參數，計算機系統對不同風口和不同出鐵口數據進行程序代碼分析，得到爐缸的液面及死料柱信息。測量依據是渣鐵蓄熱能力不同引起的爐缸的耐火材料和爐殼傳遞熱量的變化，測量值為耐火材料和爐殼所傳遞的熱量。負責代碼處理的計算機系統作為數據可視化系統，電動勢測量點內部由電阻、測量探頭及線路組成，實現對各電動勢測量點產生的電動勢直接進行分析和計算。本發明專利技術測量方法和測量器實時掌握爐缸內的液面的變化，指導高爐及時出鐵出渣，這將有利于從日常操作上監控和實現爐缸的穩定和長壽。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種高爐爐缸工況的檢測方法和裝置，還涉及一種液面測量的方法和其裝置，特別是涉及一種測量高爐爐缸內液固界面區域的信息的方法和裝置，應用于高爐冶煉工藝和裝備

技術介紹
隨著高爐大型化的發展，高爐穩定性和長壽是一代高爐的重要指標。爐缸工況決定著高爐穩定性與長壽的主要因素之一。目前反映爐缸工況的數據很有限，僅有熱電偶溫度和冷卻水溫度，且這些數據只是對異常爐缸工況有所幫助。這些數據遠遠不能正常反映爐缸工況，比如渣鐵液面情況。一般情況下操作者依靠這些有限的數據作出經驗性的判斷，然后操作高爐。爐缸液面在出渣鐵過程的變化可以很好的反映爐缸工況。但是現階段高爐生產中，爐缸渣鐵液面的測量和可視化國內還是空白，國外雖有這方面的研究和應用，還只是停留在初期的研發和異常信號的讀取和解碼上。
技術實現思路
為了解決現有技術問題，本專利技術的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的方法和裝置，能進行爐缸液面的測量和可視化輸出，通過對爐缸圓周指定位置上進行熱感應電動勢的測量，得到反映爐缸液面的數據，然后對數據進行處理和分析，處理過程和結果進行可視化輸出，以此進行高爐冶煉生產的自動化工藝實施，從而達到高爐穩定性控制和實現高爐長壽的目的。為達到上述專利技術創造目的，本專利技術采用下述專利技術構思：由于物質本身物理性質的不同，如比熱容、傳熱系數等存在差異，在爐缸出渣鐵過程中，隨著渣鐵的排出，渣層和鐵水層所具有的熱量就會減少。這些減少的熱量在經過爐缸耐火材料的傳熱后，會在耐火材料和爐殼上產生一定差異。此差異可以用來間接表征爐缸內渣鐵的總量。由于爐缸容積是一定的，也可以用這些差異反映渣鐵層厚度的變化，即液面位置。根據上述專利技術構思，本專利技術采用下述技術方案：一種在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的方法，包括如下步驟：a.在高爐爐缸設定高度位置、風口中心水平面高度位置和鐵口中心的水平面高度位置的高爐爐缸位置處，分別對應設置于不同層的一系列電動勢測量點，使處于相同高度位置的同層的電動勢測量點沿爐缸的水平圓周上對稱、均勻分布安裝，組成傳感器分布測量系統，分別采集與高爐爐缸的對應測量點處的能量信息對應的電動勢信號，并輸出電動勢信號測量值，作為實時測量值；b.設置另外一個電動勢測量點，將其安裝在爐缸底部位置，采集與爐缸底部的溫度信息對應的電動勢信號，并輸出電動勢信號參考值，作為參考數據；c.將在步驟a中采集的電動勢信號測量值與在步驟b中采集的電動勢信號參考值進行分析和處理，得到實時測量的高爐爐缸內的渣鐵液面位置信息。作為優選的技術方案，將在步驟a中采集的電動勢信號測量值與在步驟b中采集的電動勢信號參考值進行分析和處理，還能得到實時測量的死料柱的狀態信息。作為優選的技術方案，在步驟a和步驟b中設置的電動勢測量點的測量值為高爐爐缸的耐火材料和爐殼所傳遞的熱量對應的電動勢數據，通過繪制電動勢變化趨勢圖，得到實時測量的高爐爐缸內的渣鐵液面位置信息或死料柱的狀態信息。一種在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的裝置，包括一系列電動勢測量點和計算機系統，各電動勢測量點采集的信號向計算機系統輸送，電動勢測量點包括測量風口位置溫度信號的第一電動勢測量點、測量出鐵口位置溫度信號的第二電動勢測量點和測量爐缸底部位置溫度信號的第三電動勢測量點，一系列電動勢測量點分別對應設置于爐缸的不同層高度上，使處于相同高度位置的同層的電動勢測量點沿爐缸的水平圓周上對稱、均勻分布安裝，組成傳感器分布測量系統，第一電動勢測量點和第二電動勢測量點分別采集與高爐爐缸的對應測量點處的溫度信息對應的反應信號，并輸出電動勢信號測量值，作為實時測量值向計算機系統輸送，第三電動勢測量點安裝在爐缸底部位置，采集與爐缸底部的溫度信息對應的反應信號，并輸出電動勢信號參考值，作為參考數據向計算機系統輸送，計算機系統將第一電動勢測量點和第二電動勢測量點分別采集的電動勢信號測量值與第三電動勢測量點采集的電動勢信號參考值進行計算分析和數據處理，得到實時測量的高爐爐缸內的渣鐵液面位置信息或死料柱的狀態信息。各電動勢測量點在爐缸圓周上均勻分布；第二電動勢測量點安設在一個的出鐵口處，那么在其同圓周位置的風口處安放第一電動勢測量點。由每一個測量器獲得的信號通過數據線傳輸到計算機系統，計算機系統利用程序代碼對由各電動勢測量點傳遞來電動勢信號進行處理、分析和可視化處理。把沿爐缸圓周上的各位置點的電勢數據進行處理，由第一電動勢測量點和第二電動勢測量點的各個測量點的電勢減去第三電動勢測量點測量的參考電動勢后，得到一個相對電動勢，然后除去相對電動勢中的噪音信號，即得到呈現爐缸渣鐵液面實時動態三維狀態數據。本專利技術測量方法和測量器實時掌握爐缸液面的變化，指導高爐及時出鐵出渣，這將有利于從日常操作上監控和實現爐缸的穩定和長壽。作為優選的技術方案，對應測量每個風口位置溫度信號和出鐵口位置溫度信號的第一電動勢測量點和第二電動勢測量點皆由兩個電動勢測量點組成，即，每個第一電動勢測量點和第二電動勢測量點由設置于出鐵口左右兩側的左側電動勢測量點和右側電動勢測量點組成一組電動勢測量點系統。上述電動勢測量點的感應端皆優選設置于爐缸的耐火材料爐殼中的設定位置處。上述第三電動勢測量點優選安裝在爐缸底部碳磚位置處。上述第一電動勢測量點和第二電動勢測量點優選分別包括4、8或16個。作為上述方案的進一步優選的技術方案，各電動勢測量點皆由接線盒和保險套管連接而成，在保險套管內設有導線、絕緣套管和高精度測量探頭，其中導線被絕緣套管包裹，導線的一端連接測量探頭，導線的另一端設置于接線盒內并與計算機系統的信號端連接。作為上述方案的進一步優選的技術方案，電動勢測量點還包括設置于測量爐缸設定高度位置溫度信號的第四電動勢測量點，第四電動勢測量點采集與高爐爐缸設定位置處的溫度信息對應的反應信號，并輸出電動勢信號測量值，作為實時輔助測量值向計算機系統輸送，第四電動勢測量點設置于第一電動勢測量點和第二電動勢測量點之間的設定高度位置處。本專利技術與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：1.本專利技術測量方法和測量裝置在獲得數據時對液態渣鐵采用非接觸式測量方式，避免了液體高溫渣鐵液對測量設備破壞的影響，在爐殼上安裝測量裝置改善了電動勢測量點的工作環境，使得其壽命很長，這樣可以降低了該專利技術的使用成本；2.本專利技術能在線連續獲得爐缸局部液面、二維液面、三維液面信息，實時反饋爐缸的液面高低及變化信息，實現爐缸液面的可視化；讓高爐操作者隨時掌握爐缸的工況，主要檢測渣鐵液面信息，調整高爐操作，從而結束簡單地依靠理論計算和經驗來估計爐缸液面的現狀；3.本專利技術能實時在線獲得死料柱的狀態信息，比如浮式(floating)、坐式(sitting)的死料柱的狀態信息，輔助高爐操作；4.本專利技術測量方法和測量裝置能實時掌握爐缸液面的變化，指導高爐及時出鐵出渣，這將更有利于從日常操作上監控和實現爐缸的穩定和長壽。附圖說明圖1為本專利技術優選實施例連續在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的裝置的結構示意圖。圖2為在圖1中沿著A-A線的剖面圖。圖3為本專利技術優選實施例的電動勢測量點的內部結構示意圖。具體實施方式本專利技術的優選實施例詳述如下：在本實施例中，參見圖1～3，一種在線測量高爐爐缸渣鐵液面信本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的方法，其特征在于，包括如下步驟：a.在高爐爐缸設定高度位置、風口中心水平面高度位置和鐵口中心的水平面高度位置的高爐爐缸位置處，分別對應設置于不同層的一系列電動勢測量點，使處于相同高度位置的同層的電動勢測量點沿爐缸的水平圓周上對稱、均勻分布安裝，組成傳感器分布測量系統，分別采集與高爐爐缸的對應測量點處的溫度信息對應的反應信號，并輸出電動勢信號測量值，作為實時測量值；b.設置另外一個電動勢測量點，將其安裝在爐缸底部位置，采集與爐缸底部的溫度信息對應的反應信號，并輸出電動勢信號參考值，作為參考數據；c.將在所述步驟a中采集的電動勢信號測量值與在所述步驟b中采集的電動勢信號參考值進行分析和處理，得到實時測量的高爐爐缸內的渣鐵液面位置信息。

【技術特征摘要】
1.一種在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的方法，其特征在于，包括如下步驟：a.在高爐爐缸設定高度位置、風口中心水平面高度位置和鐵口中心的水平面高度位置的高爐爐缸位置處，分別對應設置于不同層的一系列電動勢測量點，使處于相同高度位置的同層的電動勢測量點沿爐缸的水平圓周上對稱、均勻分布安裝，組成傳感器分布測量系統，分別采集與高爐爐缸的對應測量點處的溫度信息對應的反應信號，并輸出電動勢信號測量值，作為實時測量值；b.設置另外一個電動勢測量點，將其安裝在爐缸底部位置，采集與爐缸底部的溫度信息對應的反應信號，并輸出電動勢信號參考值，作為參考數據；c.將在所述步驟a中采集的電動勢信號測量值與在所述步驟b中采集的電動勢信號參考值進行分析和處理，得到實時測量的高爐爐缸內的渣鐵液面位置信息。2.根據權利要求1所述在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的方法，其特征在于：在所述步驟c中，將在所述步驟a中采集的電動勢信號測量值與在所述步驟b中采集的電動勢信號參考值進行分析和處理，還能得到實時測量的死料柱的狀態信息。3.根據權利要求1或2所述在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的方法，其特征在于：在所述步驟a和步驟b中設置的電動勢測量點的測量值為高爐爐缸的耐火材料和爐殼所傳遞的熱量對應的電動勢數據，通過繪制電動勢變化趨勢圖，得到實時測量的高爐爐缸內的渣鐵液面位置信息或死料柱的狀態信息。4.一種在線測量高爐爐缸渣鐵液面信息的裝置，包括一系列電動勢測量點和計算機系統(10)，各所述電動勢測量點采集的信號向計算機系統(10)輸送，其特征在于：所述電動勢測量點包括測量風口(6)位置溫度信號的第一電動勢測量點(1)、測量出鐵口(8)位置溫度信號的第二電動勢測量點(2)和測量爐缸(9)底部位置溫度信號的第三電動勢測量點(5)，一系列電動勢測量點分別對應設置于爐缸(9)的不同層高度上，使處于相同高度位置的同層的電動勢測量點沿爐缸(9)的水平圓周上對稱、均勻分布安裝，組成傳感器分布測量系統，第一電動勢測量點(1)和第二電動勢測量點(2)分別采集與高爐爐缸(9)的對應測量點處的溫度信息對應的反應信號，并輸出電動勢信號測量值，作為實時測量值向計算機系統(10)輸送，所述第三電動勢測量點(5)安裝在爐缸(9)底部位置，采集與爐缸(9)底部的溫度信息對應的反應信號，并輸出電動勢信號參考值，作為參考數據向計算機系統(1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于要偉，李映，魏涵，楊宇男，
申請(專利權)人：上海大學，
類型：發明
國別省市：上海;31