专利名称：高炉炉温在线检测模型的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高炉炉温在线检测模型，属于自动化仪器仪表检测领域。适用于高炉的日常操作及监控之用。
背景技术：
由高炉冶炼流程可知，在高温、高压、封闭环境下的高炉炼铁过程，融化的铁水、炉渣、熔融状态的铁矿石及焦炭的混合物、热气流等构成了复杂的流体动力学问题。炉衬在这些强物理作用及化学反应下不断地被侵蚀，使得传统的直接检测手段无法得到应用。高炉炉温、炉衬厚度等数据往往是通过外部的、间接的、具有时滞性的测量方法得到的。
目前，高炉该部位的测温方法一般是采用热电偶来推导和判断炉内及炉衬的温度场变化。由于采用了热电偶，决定了测温方法造价高、间接、不连续，而且在测温点随着炉衬的浸蚀被烧蚀后，将无法得到测温数据。发明内容
本发明的目的在于提供一种实时在线的检测高炉炉温变化的检测模型。
技术解决方案
本发明在炉衬处至少设置一根金属测杆作为测距介质，测距介质的热端与炉衬里端对齐，介质的冷端置于炉壳外，靠近测距介质处至少设置四个测温点。
本发明在测距介质的冷端端部设有测距传感器，测距传感器通过导线与下位机连接，获得炉衬厚度数据。
在测温点处装有由热电阻构成的第一测温传感器、第二测温传感器、第三测温传感器、第四测温传感器，上述传感器分别与下位机连接，获得炉衬温度数据。
本发明以传热学理论为基础，将炉衬的受热看作是无限大面热源的持续导热问题，检测点的温度变化只与该点的厚度有关，即为一维导热问题。首先，在炉衬的厚度方向上埋设一金属测杆以测距，在金属测杆的周边的炉衬内安装热电阻以测温，在检测时间内， 以测杆为中心的Im2的炉膛面积上，其炉衬厚度和温度没有发生变化，那么，根据检测到的炉衬温度和距离，可计算出炉温。在关键部位增设监测点，可描绘出该部位炉衬厚度和炉温的面分布图。
本发明的有益效果为
1、由于部位兼具测距、测温功能，比照通过冷却壁水温差和热电偶判断炉内、炉衬的温度场来的直接、准确。
2、检测过程连续可靠， 避免了由于炉衬被侵蚀，给检测炉内、炉衬温度场带来的不确定性。
3、根据多点巡回检测数据，及炉衬厚度和炉温的分布情况，可以充实炉前信息，改善操作制度。
图1为高炉炉温在线检测装置的部分剖视图。
具体实施方式
检测装置
参见图1，发明包括炉衬厚度1、第一测温传感器3所处的位置2，第一测温传感器 3，第二测温传感器5所处的位置4，第二测温传感器5，炉衬6，填料7，炉壳8，法兰9，测距传感器10，测距信号11，炉温12，测距介质13，第四测温传感器14，第三测温传感器15， 第四测温传感器14所处的位置16，第三测温传感器15所处的位置17，第三测温传感器15 的信号18，第四测温传感器14的信号19。
在炉衬6处一根金属测杆作为测距介质13，测距介质13的热端与炉衬里端对齐， 测距介质13的冷端置于炉壳8外，并通过法兰9与炉壳8固定；靠近测距介质13处安装有由热电阻构成的第一测温传感器3、第二测温传感器5、第四测温传感器14、第三测温传感器15，第四测温传感器14、第三测温传感器15通过第三测温传感器15的信号18，第四测温传感器14的信号19与下位机连接，获得测温点的温度数据。
在测距介质13的冷端端部设有测距传感器10，并通过测距信号11与下位机连接， 获得炉衬厚度I的数据。
下位机将炉衬厚度1、炉衬6的温度数据通过有线或无线通讯系统传输给上位机， 经过计算可得炉内温度12。本发明在检测时间内，以金属测杆为中心的有限的炉膛面积上， 其炉衬6的形状和温度变化缓慢；又由于测温点距炉膛的距离为已知，根据传热学原理，可计算出该部位炉温。
测温模型
根据固体热传导原理，在一个无限大的瞬时面热源作用下的无限大的导热介质中，位于空间任意点M(x，y，z)处，在热源发热后τ时刻的温升Θ为
权利要求
1.高炉炉温在线检测模型，其特征在于，在炉衬(6)处至少设置一根金属测杆作为测距介质(13)，测距介质(13)的热端与炉衬里端对齐，介质(13)的冷端置于炉壳外，并通过法兰(9)与炉壳(8)固定；靠近测距介质(13)处，安装至少四个测温点。
2.根据权利要求1所述高炉炉温在线检测模型，其特征在于，在测距介质(13)的冷端端部设有测距传感器(10)，并通过导线(11)与下位机连接，获得炉衬厚度数据。
3.根据权利要求1所述高炉炉温在线检测模型，其特征在于，在测温点处装有由热电阻构成的第一测温传感器(3)、第二测温传感器(5)、第三测温传感器(14)、第四测温传感器(15)，第三测温传感器(14)、第四测温传感器(15)通过信号(18)、信号(19)与下位机连接，获得测温点的温度数据。
4.根据权利要求1所述高炉炉温在线检测模型，其特征在于，测温模型根据固体热传导原理，在一个无限大的瞬时面热源作用下的无限大的导热介质中，位于空间任意点 M(x, y, z)处，在热源发热后τ时刻的温升Θ为
全文摘要
本发明涉及一种高炉炉温在线检测模型，属于自动化仪器、仪表检测领域。其特点是炉体内至少埋设一根金属测杆作为测距介质，金属测杆热端与炉衬里端对齐，金属测杆冷端置于炉体外并通过法兰与炉体固定，金属测杆冷端端部设有测距传感器并通过导线与炉体外的下位机连接；位于炉衬处的金属测杆周围，安装位置相对固定的至少四个测温点，测温点处装有由热电阻构成的测温传感器，测温传感器通过导线与下位机连接；由传热学理论可知，炉衬的热传导可看作是无限大面热源的持续导热问题，测温点的位置是预先设置的，即使存在炉衬的侵蚀，距热源的距离和温度经检测可知，在确定了相关的参数后，可计算出对应的高炉炉温。
文档编号C21B7/24GK103031397SQ201210590478
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者董大明, 李丽荣, 刘艳丽, 武娥, 王月明, 李颖, 于涛, 李永治 申请人:内蒙古科技大学