测量高炉的冷却壁温度的方法和高炉技术

本发明专利技术涉及冶炼技术领域，提供了一种测量高炉的冷却壁温度的方法和高炉。该方法包括以下步骤：预先在位于高炉同一层的所有冷却壁上沿其长度方向开设卡槽，以使所有卡槽共同构成环槽；将光纤嵌入环槽中；在高炉的外壳开设引出口；将光纤的两端从引出口穿出后与信号处理器电连接。该高炉包括外壳、冷却壁和耐火层，位于高炉同一层的所有冷却壁上沿其长度方向开设有卡槽，所有卡槽共同构成环槽；环槽中嵌设有光纤，外壳开设有引出口，光纤的两端从引出口穿出后与信号处理器电连接。本发明专利技术基于光纤测温原理能够对高炉的冷却壁的温度进行全面、准确的检测，降低冷却壁被烧坏的风险。

The method of measuring the cooling stave temperature of blast furnace and blast furnace

【技术实现步骤摘要】
测量高炉的冷却壁温度的方法和高炉
本专利技术涉及冶炼
，尤其涉及一种测量高炉的冷却壁温度的方法和高炉。
技术介绍
钢铁不论是在楼层建造还是在铁路建设中，都是不可缺少的一种重要资源。对于钢铁的制造而言有着基本有两个流程，其中一项重要的流程就是生产生铁，高炉冶炼是目前主要的炼铁方法。尽管世界各国研究开发了很多炼铁方法，但由于高炉冶炼工艺简单、产量大、劳动生产率高，因此高炉冶炼仍是现代炼铁的主要方法。高炉冶炼是指应用焦炭、含铁矿石和熔剂在高炉内连续生产铁水的方法。目前，大多数高炉都会安装20层左右的冷却壁，每层具有30块～50块冷却壁。由于高炉的冷却壁是高炉内侧砖衬的重要水冷件，能够有效地缓解铁水对砖衬的侵蚀、渗透和冲刷，因此冷却壁的正常运行是时高炉安全高效运行的保障，而衡量冷却壁是否正常运行的关键指标为冷却壁的温度。如图1所示，由于目前高炉的每层冷却壁通常仅间隔设置8个热电偶2，因此大多数冷却壁1的温度均无法被及时检测，极易出现冷却壁烧坏的事故发生。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种操作简单、可靠性高的测量高炉的冷却壁温度的方法，以对高炉的冷却壁的温度进行全面、准确的检测。根据本专利技术第一方面实施例的测量高炉的冷却壁温度的方法，该方法包括以下步骤：预先在位于高炉同一层的所有冷却壁上沿其长度方向开设卡槽，以使所有卡槽共同构成环槽；将光纤嵌入所述环槽中；在所述高炉的外壳开设引出口；将所述光纤的两端从所述引出口穿出后与信号处理器电连接，所述信号处理器用于向所述光纤发射激光脉冲以及将所述光纤散射回来的拉曼后向散射光转换为温度信号。根据本专利技术实施例的测量高炉的冷却壁温度的方法能够对高炉的冷却壁的温度进行全面、准确的检测，降低冷却壁被烧坏的风险，为高炉安全高效的生产提供保障。另外，根据本专利技术实施例的测量高炉的冷却壁温度的方法，还可以具有如下附加技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述光纤临近所述高炉的耐火层设置。根据本专利技术的一个实施例，还包括以下步骤：将所述高炉的冷却壁临近所述耐火层的一侧划分为多个区域块；根据测量温度和以下公式迭代计算不同导热系数下所述区域块内各个点的温度：其中，所述测量温度为与所述光纤在所述区域块内的散射区对应的温度信号；λ表示所述高炉的冷却壁、耐火层或挂渣的导热系数；T表示所述区域块内任意一点的温度；z表示所述区域块内任意一点所处的高度；r表示所述区域块内任意一点距离所述高炉中心轴的径向距离；θ表示所述区域块内任意一点相对所述高炉中心轴的方位角；根据所有所述区域块内各个点的温度确定所述高炉的温度场。根据本专利技术的一个实施例，还包括以下步骤：在所述高炉的外壳开设备用引出口，将所述光纤从其与所述备用引出口对应的位置剪断、以形成两个备用引出端，将两个所述备用引出端从所述备用引出口中穿出后与所述信号处理器电连接。根据本专利技术的一个实施例，所述备用引出口的数量为多个，多个所述备用引出口沿所述高炉的外壳的周向间隔设置。根据本专利技术的一个实施例，所述备用引出口的数量为3个。根据本专利技术的一个实施例，所述冷却壁上沿所述高炉的高度方向嵌设有多根所述光纤。根据本专利技术的一个实施例，与相邻两根所述光纤对应的所述引出口在同一水平面的投影具有夹角。根据本专利技术的一个实施例，所述光纤中相邻两个散射区的间距不小于100mm。根据本专利技术第二方面实施例的高炉，包括由外至内依次设置的外壳、冷却壁和耐火层，位于所述高炉同一层的所有冷却壁上沿其长度方向开设有卡槽，所有卡槽共同构成环槽；所述环槽中嵌设有光纤，所述外壳开设有引出口，所述光纤的两端从所述引出口穿出后与信号处理器电连接。本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本专利技术基于光纤测温原理，通过将光纤嵌入位于高炉同一层的所有冷却壁上就可利用光纤中各个散射区散射的拉曼后向散射光获得对应散射区所处位置的温度，从而便能实现每块冷却壁的温度测量。可见，相比现有技术中采用多个热电偶来测量温度，本专利技术利用一根光纤不仅可以对每块冷却壁的温度都进行测量，而且相邻两个测温区即散射区之间的间距在厘米级别远小于采用热电偶时的米级间距，从而显著提高了测量的准确性和全面性，为高炉安全高效的生产提供了可靠保障。此外，采用本专利技术测量时只需在高炉的外壳开设用于穿出光纤的引出口即可，显著降低了高炉的外壳上开孔的数量，进而大幅降低了高炉发生漏气、穿铁等事故的风险。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1现有技术中热电偶在高炉的冷却壁上的安装示意图；图2是本专利技术实施例中光纤在高炉的冷却壁上的安装示意图；图3是本专利技术实施例中光纤的测温原理图；图4是本专利技术实施例中光纤在冷却壁上的布置图；图5是本专利技术实施例中冷却壁的局部轴侧示意图；图6是本专利技术实施例中冷却壁的局部轴侧示意图；图7是本专利技术实施例中高炉的冷却壁的区域块的示意图；图8是本专利技术实施例中光纤在冷却壁上的另一种布置图。附图标记：1：冷却壁；1.1：卡槽；2：热电偶；3：光纤；3.1：激光脉冲；4：信号处理器；5：引出口；6：备用引出口；7：外壳。具体实施方式为使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合专利技术中的附图，对专利技术中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量高炉的冷却壁温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n预先在位于高炉同一层的所有冷却壁上沿其长度方向开设卡槽，以使所有卡槽共同构成环槽；/n将光纤嵌入所述环槽中；/n在所述高炉的外壳开设引出口；/n将所述光纤的两端从所述引出口穿出后与信号处理器电连接，所述信号处理器用于向所述光纤发射激光脉冲以及将所述光纤散射回来的拉曼后向散射光转换为温度信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量高炉的冷却壁温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
预先在位于高炉同一层的所有冷却壁上沿其长度方向开设卡槽，以使所有卡槽共同构成环槽；
将光纤嵌入所述环槽中；
在所述高炉的外壳开设引出口；
将所述光纤的两端从所述引出口穿出后与信号处理器电连接，所述信号处理器用于向所述光纤发射激光脉冲以及将所述光纤散射回来的拉曼后向散射光转换为温度信号。


2.根据权利要求1所述的测量高炉的冷却壁温度的方法，其特征在于，所述光纤临近所述高炉的耐火层设置。


3.根据权利要求2所述的测量高炉的冷却壁温度的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将所述高炉的冷却壁临近所述耐火层的一侧划分为多个区域块；
根据测量温度和以下公式迭代计算不同导热系数下所述区域块内各个点的温度：



其中，所述测量温度为与所述光纤在所述区域块内的散射区对应的温度信号；λ表示所述高炉的冷却壁、耐火层或挂渣的导热系数；T表示所述区域块内任意一点的温度；z表示所述区域块内任意一点所处的高度；r表示所述区域块内任意一点距离所述高炉中心轴的径向距离；θ表示所述区域块内任意一点相对所述高炉中心轴的方位角；
根据所有所述区域块内各个点的温度确定所述高炉的温度场。


4.根据权利要求1所述的测量高炉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董立元，张孝博，李立军，武丽帅，
申请(专利权)人：北京华创智芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11