一种测温光纤在高炉内的布设安装结构的制作方法

本实用新型属于高炉炼铁辅助设备技术领域，尤其涉及一种测温光纤在高炉内的布设安装结构。

背景技术：

高炉生产时需要对炉衬或冷却壁的温度进行检测，通过检测炉内温度，一方面能够分析炉衬的侵蚀程度，另一方面能够分析炉内生产状态，特别是对软熔带位置的分析意义重大。可是，目前的高炉测温技术大多还是采用传统的埋热电偶方法，虽然现代高炉设计了很多测量点，但由于高炉体型巨大，测点间距仍较远，故仍然存在着分析模型准确性较差的技术缺陷。随着光纤测温技术的发展，测温点间距离可以控制在20-200mm之间，这样的分布密度，较传统的埋热电偶技术有了长足的进步，加之光纤具有体积小、重量轻、柔性弯曲、耐腐蚀、测量范围大、灵敏度高等特点，尤其其传感技术用于温度测量上还具有响应快、频带宽、防爆、防燃、抗电磁干扰等优点，于是便有了将光纤测温技术用于高炉测温领域的实践。然而，由于高炉内复杂的生产环境，比如荒煤气流高速冲刷炉衬，一旦接触到光纤将会造成光纤损坏；又比如炉体与炉衬间的不均衡热胀，倘若安装不当便可造成光纤的直接切断；等等。故使得光纤测温在高炉上的应用遇到了诸多难题。近年来，也有厂家试行在冷却壁面上开槽的方式进行安装，但由于此法一方面增加了冷却壁的制造难度，另一方面也因冷却壁之间存在的间隙需要填料，故不方便光纤的固定和施工，所以仍存有技术缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，针对上述现有技术之不足，提供一种测温光纤在高炉内的布设安装结构，该结构不仅可以确保光纤在高炉内的正常测温工作，而且安全可靠，便于安装及更换。

其技术解决方案如下：一种测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：在位于高炉侧壁的上层冷却壁与下层冷却壁之间的炉衬之平面内设置环形导热板，在环形导热板内设有凹槽，在凹槽内布设光纤丝，光纤丝的进口端和出口端通过连接于导热板的保护管引出炉壳外。

这里所说环形导热板由基板和盖板封接组成，在基板上根据光纤走向设置凹槽。在这里，还可以再将基板变更为由底板和槽板封接组成，其光纤丝布设于槽板之板槽内。而所谓的环形导热板则是由若干块便于炉内安装的任意形状的板块拼接而成。

这里所说的光纤丝之布设方式为，其进口端与出口端的圆心角为90°、120°、180°或小于360°的任意角度。其布设的光纤丝数量可以为1根、2根或3、4、5、6根。若只是1根时，或者近炉壳侧，或者近炉衬内缘侧；若是两根或多根时，其中有1根近炉壳侧，有另1根近炉衬内缘侧。

这里，需要在保护管外与炉壳之间空隙采用石棉绳密封，并需在保护管内填充环氧树脂以固定光纤丝。并在保护管外的炉壳上设有波纹管。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、由于采用导热板封装光纤丝，可使光纤丝固定于预设的测温点，这样不仅为光纤在高炉内的正常测温工作提供保证，而且也便于光纤丝在上、下冷却板之间的安装施工，并不受冷却板之间的填料所影响，故能切实保护光纤丝不被损坏，因此安全可靠。

2、由于导热板封装光纤丝在一个平面内，因此导热板既可以分为基板和盖板两层，也可以分为底板、槽板、盖板三层，这样就为选择光纤槽的加工工艺和安装操作提供了方便。这里导热板的形状只是因应光纤丝的布设需要，而导热板本身并不是铁板一块，而是采用常规技术通过若干不同形状的板块拼接而成，这就为导热板在高炉内的施工安装以及休风期更换提供了方便。

3、由于光纤丝的进、出口可以在炉体内呈1/4周、1/3周、1/2周等角度任意布设，因此能够满足各种方位、部位的测温需要。

4、由于保护管的设置，能把光纤丝安全引入、引出炉壳，而波纹管的设置，则可补偿和吸收炉体不均匀膨胀形成的剪力，因此可以防止光纤丝被切断，同时也防止炉内煤气外泄。

5、由于本发明可以容易实现测温光纤在高炉内的布设安装，从而实现了光纤在高炉内恶劣条件下的多点分布，必将大大提高高炉测温分析模型的准确性，因此为后续的智能炼铁提供有力的硬件支撑。

附图说明

图1为测温光纤在炉体横断面炉衬上的布设示意图。

图2为测温光纤在炉体纵断面进出口部位的局部放大示意图。

图3是图2的a-a剖俯视图。

图中附图标记如下：炉壳1导热板2炉衬3光纤进口端4光纤丝5光纤出口端6光纤安装槽7波纹管9环氧树脂10石棉绳11上层冷却壁12下层冷却壁13保护管14导热板基板21导热板盖板22。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2所示，本实用新型提供的一种测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：在位于高炉侧壁的上层冷却壁12与下层冷却壁13之间的炉衬3之平面内设置环形导热板2。

如图2、图3所示，这里所说的导热板2由基板21和盖板22封接组成，在基板21上根据光纤走向设置凹槽7。在这里，也可以再将基板21变更为由底板和槽板封接组成，其光纤丝布设于槽板之板槽内。这样做，即将上、下两块板改变为上、中、下三块板只是出于加工和安装工艺考虑。这里所谓的环形导热板2并不是铁板一块，而是依常规技术由若干块便于炉内安装的任意形状的板块拼接而成。这里所谓的光纤丝5布设于环形导热板2的凹槽7内。

如图1、图2、图3所示，光纤丝5的进口端4和出口端6通过连接于导热板2的保护管14引出炉壳1外。这里所说的光纤丝5之布设方式：其进口端4与出口端6的圆心角为90°、120°、180°或小于360°的任意角度。其布设的光纤丝5数量可以为1根、2根或3、4、5、6根。若只是1根时，或者近炉壳1侧，或者近炉衬3内缘侧；若是两根或多根时，其中有1根近炉壳1侧，有另1根近炉衬3内缘侧。

如图2、图3所示，这里，在保护管14外与炉壳1之间需采用石棉绳11进行密封，并需在保护管14内填充环氧树脂10用以固定光纤丝5。并在保护管14外的炉壳1上设有波纹管9。

实施例：如图所示，某高炉中修时，更换上层冷却壁12和下层冷却壁13，需要在该两层冷却壁之间布置两环光纤丝5用于测温。每一根光纤丝5之出口端6与进口端4的圆心角为90°，其整体布设示意图如图1所示。其实施过程如下：在下层冷却壁13安装完成后，在其上面安放由2层金属板组成的环形导热板2，该导热板2采用q235钢板，宽200mm，其上层厚度为5mm，下层厚度10mm，并开有两环3mm深，3mm宽的弧形光纤安装槽7，其中一环安装槽7距离炉壳1内侧100mm，另一环安装槽7距离炉壳1内侧200mm；导热板2逐层安装及安放光纤5后，对其进行焊接固定，并将保护管14与之焊好，然后将光纤丝5之进、出口端伸出炉壳1，再在保护管14与炉壳1之间空隙用石棉绳密封；接着安装上层冷却壁12并进行正常填料，再将波纹管9焊接于保护管14周围的炉壳1上；最后在保护管14内填充环氧树脂固定光纤丝5。

本实用新型可广泛用于各种高炉测温。

技术特征：

1.一种测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：在位于高炉侧壁的上层冷却壁(12)与下层冷却壁(13)之间的炉衬(3)之平面内设置环形导热板(2)，在环形导热板(2)内设有凹槽(7)，在凹槽(7)内布设光纤丝(5)，光纤丝(5)的进口端(4)和出口端(6)通过连接于导热板(2)的保护管(14)引出炉壳(1)外。

2.根据权利要求1所述的测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：所谓的导热板(2)由基板(21)和盖板(22)封接组成，在基板(21)上根据光纤走向设置凹槽(7)。

3.根据权利要求2所述的测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：所谓的导热板基板(21)由底板和槽板封接组成，其光纤丝布设于槽板之板槽内。

4.根据权利要求1、2或3所述的测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：所谓的环形导热板(2)由若干块便于炉内安装的任意形状的板块拼接而成。

5.根据权利要求1、2或3所述的测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：所谓的光纤丝(5)之布设方式为，其进口端(4)与出口端(6)的圆心角为90°、120°、180°或小于360°的任意角度。

6.根据权利要求1所述的测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：所谓的在导热板(2)内布设的光纤丝(5)为1根、2根或3、4、5、6根。

7.根据权利要求6所述的测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：所谓的在导热板内布设的光纤丝，其中1根近炉壳(1)侧或/和1根近炉衬(3)内缘侧。

8.根据权利要求1所述的测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：在保护管(14)外与炉壳(1)之间采用石棉绳(11)密封，在保护管(14)内填充环氧树脂(10)固定光纤丝(5)。

9.根据权利要求1或8所述的测温光纤在高炉内的布设安装结构，其特征是：在保护管(14)外的炉壳(1)上设有波纹管(9)。

技术总结
一种测温光纤在高炉内的布设安装结构，为解决现有之埋热电偶测温技术缺陷和光纤测温在炉体内的布设安装困难而发明。其特征是：在位于高炉侧壁的上层冷却壁与下层冷却壁之间的炉衬之平面内设置环形导热板，在环形导热板内设有凹槽，在凹槽内布设光纤丝，光纤丝的进口端和出口端通过连接于导热板的保护管引出炉壳外。其光纤丝的进、出口圆心角可呈90°、120°、180°或小于360°的任意角度布设；其环形导热板可由若干块便于炉内安装的任意形状的板块拼接而成。本实用新型不仅可以确保光纤在高炉内的正常测温工作，而且安全可靠，便于安装及更换，可广泛用于各种高炉测温。

技术研发人员：魏小青;张佳兴
受保护的技术使用者：魏小青;张佳兴
技术研发日：2019.11.07
技术公布日：2020.09.08