用于测定鼓风炉中物料分布的方法和探测器的制造方法

用于测定鼓风炉中物料分布的方法和探测器的制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种用于测量鼓风炉的配料内的物料分布的测量探测器。该测量探测器包括具有发射器线圈和接收器线圈的传感器，该传感器受保护壳体的保护以免受高温和磨损。将交流电施加到发射初级交变磁场的发射器线圈，该初级交变磁场在初级交变磁场内的配料的任何导电性物料中感应出涡电流。该涡电流产生次级交变磁场，并且接收器线圈测量由初级交变磁场和次级交变磁场产生的电流。通过估算和控制单元来估算所测量的电流。该电流表示鼓风炉的配料内的物料分布。
【专利说明】
用于测定鼓风炉中物料分布的方法和探测器
技术领域
[0001 ] 本发明大体上涉及一种用于测定鼓风炉(blast furnace)内配料(burden)中物料分布的设备和方法。更具体地，本发明涉及用于在不直接接触测量设备的情况下基于配料的电导率(electrical conductivity)测定鼓风炉的配料中的物料分布的设备和方法。
【背景技术】
[0002 ]本领域中已知用于测定鼓风炉中物料分布的不同的方法和设备。鼓风炉中物料分布的测定是各种配料物料(例如焦炭和铁矿石物料)的径向分布的定量分析。由于鼓风炉是逆流反应器，所以气体渗透性对于该过程是重要的。为了影响气体渗透性，不是装填(charge，装填、填充)配料的均匀混合物，而是装填焦炭和铁矿石物料的不同层的界限分明的组合(we11-def ined scheme)。由于物料分布的测定，所以可测定鼓风炉中物料层的形状和厚度，并且如果必要可对其进行调整和优化以提高鼓风炉的性能。
[0003]已知用于测定鼓风炉中层的结构的多种方法。最常用的方法是雷达轮廓测定仪(profilometer)，其在每种物料层的装填后测量配料表面的形状。该测量限于配料表面，并因此没有记录在配料表面下面和在装填期间发生的动态效应(dynamic effect)。监管配料气体渗透性的可替换方法是在配料表面的上方或下方测量径向温度和气体分布轮廓。虽然这种方法直接导致了最终的结果，该结果是径向气体渗透性分布和中央烟囱的尺寸，但是因为没有测定不同层的详细结构，所以基于该测量的装填优化是困难的。
[0004]JP2007-155570提出了一种不同的方法。鉴于测量鼓风炉内物料的分布的困难，JP2007-155570提出了在将物料从料斗加入鼓风炉期间测定装填的物料的相对量。该测量方法的特征是，将电磁性质不同的物质的混合物置于施加有交流电的空心线圈的内侧，或者使该混合物穿过该线圈的轴线方向。测量由该线圈产生的输出电压，并基于该输出电压来测定该混合物内的物质的混合比率。
[0005]在相同的轴向方向上布置励磁线圈和测量线圈，然后将该混合物置于线圈的内侧或使该混合物穿过线圈的轴向方向，测量由该测量线圈产生的输出电压。通过提前测量该物质的质量与由该线圈所产生的输出电压之间的关系来获得校准曲线，基于该校准曲线来计算该混合物内的物质的混合比率。
[0006]虽然这样的方法和设备可能有助于在将物料加入鼓风炉期间测定不同物料的相对量，然而在已经装填物料之后，该方法不能用于精确地测定物料在鼓风炉的配料内如何分布。事实上，由于物料具有不同的密度和/或粒度，在装填操作期间物料可分离(segregate，分开、隔离)。在配料层的形成期间相互作用的物理现象是物料在配料表面上的滚动、由冲击力所引起的较低层中的物料的渗透、由上升的过程气体所引起的物料的搅拌以及与先前装填的物料的混合。此外，由于鼓风炉内的配料不是静止的而是向下移动并部分地被消耗，所以该配料的表面轮廓和所形成的层的形状随时间变化。
[0007]在EPI 029 085中已提出了一种测定鼓风炉中的层的结构的更适当的解决方案。重复地将探测器(probe)水平地插入鼓风炉中配料表面的下面。布置在探测器顶端的物料检测传感器指示焦炭或铁矿石物料的存在。通过探测器的快速水平移动和较慢的竖直配料下降速度的组合，获得物料分布的图像。
[0008]基于该配料物料的可测量的物理特性，该物料检测传感器指示该配料物料的类型。在本领域中许多方法可用于鼓风炉。
[0009]第一实例是磁导率。矿样物料(ore-1ike burden，类似矿石的物料)的磁导率是高的，而焦炭具有类似于空气的磁导率的低磁导率。已经开发了多种方法来测定鼓风炉中的物料的磁导率以得出物料分布方面的结论。在GB 2 205 162中，单个线圈移动通过鼓风炉内的管道以测量物料的磁导率。在传感器线圈中测量该线圈的自感应。在所述线圈的磁场线内存在磁可穿透物料的情况下此值增加，并且如果此值增加，则检测到矿石。在DE 26 55297中，永久磁体与磁场传感器对准并安装在鼓风炉中。如果磁可穿透物料在永久磁铁的场力线内，则磁通量增加。如果磁场传感器指示了磁通量的这种增加，则检测到矿石。
[0010]关于物料分布测量中磁导率的问题(诸如DE26 55 297)是，存在大的温度范围，通常是从靠近鼓风炉壁的100°c至鼓风炉中央的900°C或以上。在此温度下，当该物料温度超过居里点时铁矿石的磁导率消失。对于铁矿石III(Fe2O3),居里点是在675°C，以及对于铁矿石I1-1II(Fe3O4)居里点是在585°C。因此，用来区分物料的特性消失了。磁导率不能用于测量鼓风炉中温度范围在居里点附近且特别是居里点以上的物料分布。
[0011]用于测定配料类型的特性的第二实例是铁矿石的剩余磁性。在DE26 37 275中，产生强磁场以激发矿石的自磁性(self-magnetism)。然后，关闭此场，并且感测设备可通过剩余磁场来检测矿石。然而，出现了与之前一样的问题，当在居里点以上时，矿石的自磁性也消失了。
[0012]第三实例是矿石的雷达波吸收，如在EPO 101 219中提出的。矿石的雷达波吸收高于焦炭的雷达波吸收。用于发射雷达波的雷达波天线和用于接收雷达波的雷达波天线布置在鼓风炉内。基于雷达波的反射和吸收来鉴定位于雷达波天线之间的物料。基于雷达测量的缺点是，雷达设备(特别是波导和天线部件)相当易损坏，以及在配料下面的探测器的安装在技术上非常成问题。
[0013]第四实例是基于焦炭和铁矿石的电导率，如在EP I 029 085和在DE 31 05 380中所描述的。由于已知焦炭的电导率在1300°C以及更高的温度下依然存在，所以电导率是优选的方法。
[0014]目前，通过将探测器水平地插入鼓风炉来测量物料分布(如在EPl029 085中所描述的)。两个电极布置在探测器的顶端上或探测器的顶端附近，这两个电极通过隔离器相互隔离并借助于电气测量电路(electric measuring circuit)彼此连接。当传感器的顶端插入鼓风炉中时，该电气测量电路测定电路的信号量。该信号量取决于在鼓风炉中的传感器周围的配料物料的电导率。当电极通过传导性物料的层连接时电路闭合。当传感器的顶端穿过非传导性物料的层时电极不连接。由于传导性物料和非传导性物料的测量结果之间的差异，该探测器能够测定附近存在哪种物料。
[0015]然而，当将探测器插入鼓风炉中时，在隔离器上不可避免地形成积尘(灰尘沉积物，dust deposit)。这些积尘是导电的，且在电极之间形成短路，从而不可能做出准确的测量结果。由于高量的焦炭、高气体速度以及可能由于附加燃料颗粒喷射，所以在鼓风炉中总是存在灰尘，解决方法是使用软陶瓷作为隔离器。这些陶瓷隔离器具有一定的磨损率，因而当进行测量时没有形成积尘。事实上，由于鼓风炉中的配料是热的且为磨损性的，在每次进行测量时，在探测器引入和收回时隔离器与配料的摩擦使得隔离器磨损，并因此不形成积尘。一定数量的测量之后，至少隔离器必须更换。这导致更高的成本和对常规维护的需要。
[0016]因此需要一种更有效的方法或设备以在已将物料装入鼓风炉之后测量鼓风炉的配料内的物料分布。
[0017]技术问题
[0018]本发明的目的是提供用于在任何温度下测定鼓风炉中的配料中的已装填的物料的物料分布的方法和探测器。
[0019]通过如在权利要求1中要求保护的方法以及通过如在权利要求11中要求保护的探测器来实现此目的。

【发明内容】

[0020]为了实现此目的，本发明提供了一种测量探测器，用于通过将探测器插入鼓风炉内的配料中而不直接接触来测定鼓风炉中的配料中的物料分布。
[0021]该测量探测器包括:
[0022]-至少一个传感器，所述传感器包括:
[0023]ο具有发射表面的发射器线圈(transmitter coil，发射线圈)。
[0024]ο具有接收表面的接收器线圈(receiver coil，接收线圈)。
[0025]-保护壳体，传感器容纳于该保护壳体中，且该保护壳体保护发射器线圈和接收器线圈免受高温和磨损。
[0026]-交流电电源，将交流电施加到发射器线圈。
[0027]-发射器线圈发射初级交变磁场，该初级交变磁场在配料的任意导电性物料中感应出祸电流(eddy current)。该祸电流产生次级交变磁场，并且接收器线圈测量由初级交变磁场和次级交变磁场产生的电流。
[0028]-估算和控制单元(controland evaluat1n unit)，用于估算测得的电流，其中该电流指示鼓风炉内配料的物料分布。
[0029]因为该测量是基于电导率的，所以探测器可以在物料的任何温度(在居里点以上、在居里点之下或在居里点)可以说实时地测定鼓风炉的配料内的物料分布。与物料的磁导率相反，电导率是鼓风炉内的温度的整个范围内均可靠的合适特性。
[0030]得益于所感应的涡电流的检测，该传感器可在不直接接触配料的情况下测定物料分布。因为传感器置于保护壳体内，所以该传感器受到保护以免受高温和磨损。因此该传感器不直接遭受恶劣的鼓风炉条件，并从而耐用更久。影响使用寿命的主要因素是大量的灰尘、化学反应性和腐蚀性气氛、极度高温以及来自配料的导致磨损或破坏的力。因此与EP I029 085中所述的现有技术的传感器相比，该测量探测器的使用寿命增加。
[0031]根据本发明的测量探测器对灰尘(特别是对于传感器前面的保护壳体上的积尘)是不敏感的。灰尘颗粒仅引起了非常弱的、几乎不可检测的涡电流，该涡电流不会干扰该测量结果。为了除去积尘而磨损的解决方案(而这对实施EP I 029 085是必要的)将不再需要。
[0032]此外，与JP2007-155570相反，该物料不穿过空心线圈的内侧。根据本发明的优选实施例，该传感器可直接应用在保护壳体的内部上。可替换地，该传感器可以应用在支撑物或支撑层上，所述支撑物或支撑层应用在保护壳体的内侧上。在这种情况下，该传感器布置在该保护壳体和支撑层之间。该支撑物必须是耐高温的，并且必须是不导电的，诸如例如皂石(soapstone)或云母。
[0033]根据本发明的一个优选实施例，所述保护壳体包括不导电的陶瓷材料。从而足够好地保护了该传感器免受鼓风炉内的高温和磨损。使用具有厚度在10至25mm之间的范围内的保护壳体来获得好的测量结果。该壳体优选为环形圆筒。
[0034]该发射器线圈和接收器线圈优选地布置成使得该发射器线圈的磁通量与该接收器线圈的磁通量是同心的。
[0035]有可能的是，在该探测器的顶端布置多个传感器。在一个优选的实施例中，该线圈被设计成使得它们的磁场只是稍微地干扰。然后多个独立的传感器可以布置在同一保护壳体内的探测器的顶端。这大大提高了物料分布测定的分辨率。此外，这样的多传感器的布置降低了如在现有技术中所要求的对该探测器的快速水平速度的要求。
[0036]如在EPI 029 085中所用的接触电极必须足够强以承受鼓风炉配料力。因此，探测器上的电极是暴露于热配料的结实(massive，厚重)钢环。仅一个测量传感器可以置于探测器顶端。因为只有一个测量信号是可用的，这导致了对测量分辨率的限制以及对该探测器的高水平速度的要求。
[0037]有利地，发射器线圈具有I至20cm2的范围内的发射表面。该发射表面的尺寸通过使得将在配料中激发涡电流的磁场成形来限定测量点。发射表面越大，则测量点将越大。
[0038]优选地，该接收器线圈具有5至50cm2的范围内的接收器表面。由于所接收的信号受初级磁场的影响较少而受来自涡电流的次级磁场的影响较大，所以较大的尺寸将增加信号强度。
[0039]有利地，将具有0.5至5MHz之间的频率和I至1mA之间的强度的交流电施加到发射器线圈。将该频率选择得足够高以使得在焦炭中产生足够的涡电流，公知的是该涡电流在300°C下具有2-6Ω.cm的电阻率以及在1300°C下具有0.5-2Ω.cm的电阻率。在这个频率范围内，可以使用相当长的电缆将发射器线圈的信号发射到控制单元。对于高于5MHz的频率，由发射器线圈所产生的信号可能无法通过相当长的电缆可靠地发射到电子控制单元。
[0040]将该强度选择得足够高以用于合理的信噪比。高于1mA的强度可以被看作安全风险，因为在传感器故障的情况下理论上该强度可能引起电火花。
[0041]发射器线圈和接收器线圈优选为圆形或矩形的形状。然而本领域技术人员能够根据他的需要使发射器线圈和接收器线圈成形。
[0042]探测器可以相对于鼓风炉壳体在水平方向上移动地布置，使得该探测器被插入鼓风炉以测定鼓风炉中的物料分布。由于该可移动的布置，通过改变布置在鼓风炉中的探测器的位置可以在鼓风炉中不同水平位置处测定该物料分布，如在EP I 029 085中所述。该水平行进速度优选地大于配料降落速度以使得通过在重复移动期间收集数据可以测量配料的组成(即径向物料分布)。
[0043]在另一实施例中，将该探测器固定地布置在鼓风炉内的鼓风炉壳体上，且位于配料的顶部表面的下面。该探测器优选地在离鼓风炉壁不远处，并且该探测器设置可与DE3105 380中所述的“citoblock”系统中的类似。然后这样的探测器可以测量鼓风炉内固定半径处的物料的实时演变。目标是获得在一个径向位置处的随时间而变的量和物料类型(即物料分布)。
[0044]根据另一方面，本发明还涉及一种用于测定鼓风炉中配料内的物料分布的方法。该方法包括以下步骤:
[0045]-将测量探测器插入鼓风炉的配料中。该测量探测器具有传感器，该传感器具有接收器线圈和发射器线圈，所述传感器容纳在保护壳体内，
[0046]-将交流电施加到发射器线圈，以使得由发射器线圈产生初级交变磁场。该初级交变磁场在配料的物料中感应出涡电流。该涡电流产生次级交变磁场。
[0047]-通过接收器线圈测量由初级交变磁场和次级交变磁场产生的电流。
[0048]-基于接收器线圈中的电流来估算配料的物料分布。
[0049]优选地，该电流的估算用于控制鼓风炉的分配器斜槽。结果，基于由根据本发明的方法或设备而进行的测量可以调整物料的装填。
[0050]因此该探测器和方法允许测定径向物料分布和/或配料层的形状、大小和组成。
[0051]指示物料类型的信号(即通过接收器线圈测量的由初级交变磁场和次级交变磁场产生的电流)优选地使用模型进行处理。通过收集在半径(随探测器的水平移动而来的X轴，或者低成本固定的探测器的一个固定的X点)上和在时间(随竖直向下移动的配料降落而来的y轴)上的数据，测量了配料分布(就定位在配料柱内的物料而言)。如在下面更详细描述的模型结果用于理解和优化鼓风炉过程，并且如有必要，用于调节装填斜槽(chargingchute)的物料分布方案。
【附图说明】
[0052]参照所附的附图从非限制性的实施例的以下详细描述中，本发明的进一步的细节和优点将是显而易见的，附图中:
[0053]图1是根据本发明的优选实施例的测量探测器的示意图；
[0054]图2是根据本发明的优选实施例的多个传感器的布置的示意图(侧剖图)；
[0055]图3是根据本发明的优选实施例的测量的磁通量的示意图；
[0056]图4是当传导性物体接近探测器时，根据本发明的一个优选实施例的测量的改进(modified，修正)磁通量的示意图；
[0057]图5是在室温下存在多种典型的鼓风炉物料的情况下传感器的接收器信号强度；
[0058]图6是具有两个探测器的鼓风炉的示意图，所述两个探测器为一个可移动的探测器和一个固定的探测器，每个探测器配有传感器以测定物料分布；
[0059]图7是鼓风炉中已测定的物料分布的示意图。
【具体实施方式】
[0060]图1中示出了根据本发明的特别优选的实施例的测量探测器2的示意性布置。测量探测器2可以通过鼓风炉中的配料物料的电导率来测量该配料物料的物料类型，而无需在传感器(即发射器线圈4和接收器线圈6)与配料物料14之间直接接触。在水平的和/或竖直的维度上的许多测量允许测定鼓风炉的配料中的物料分布。
[0061]保护壳体8由能经受极端条件(特别是温度变化和来自鼓风炉中的配料以及摩擦的力)的陶瓷材料制成。保护壳体8的厚度在10和25mm之间的范围内。由于陶瓷材料比鼓风炉配料坚硬，所以在长期操作时间中该保护壳体可以经受磨损。由于在操作鼓风炉时进行测量，所以当探测器插入配料或穿越配料移动时该陶瓷保护壳体8保护发射器线圈4和接收器线圈6免于损坏。
[0062]测量探测器2包括发射器线圈4和接收器线圈6。在操作中，发射器线圈4产生了初级交变磁场，并且接收器线圈6接收交变磁场。发射器线圈4和接收器线圈6直接布置在保护壳体8上。该探测器如果是可移动的探测器的话则具有约5m的长度，以及如果是固定的探测器的话则具有约Im的长度。传感器布置在探测器的顶端附近，以使得该传感器可以被插入鼓风炉。通过导电线(未示出)将发射器线圈4和接收器线圈6电连接到位于鼓风炉之外的估算和控制单元10。
[0063]当从上方观察图1中的测量探测器2时，发射器线圈4和接收器线圈6具有环形形状，并通过保护壳体8与配料物料14隔开。发射器线圈4和接收器线圈6被布置成使得它们的磁场是同心的。发射器线圈4的表面(surface，表面面积)在I至20cm2之间，以及接收器线圈6的表面在5至50cm2之间。因此这两个线圈的表面的比率(发射器表面:接收器表面)在1:1和1:50之间。
[0064]待测量的物料的测量范围(S卩，体积)可通过改变一些用于产生和接收交变磁场的参数来进行调整。施加到发射器线圈4的信号的频率可以增加或减少，和/或发射器线圈4和/或接收器线圈6的表面可以增加或减少。交变磁场的测量体积可以相应地减少、增大或成形。在本发明的这个特别优选的实施例中，待测量的体积大致相当于椭圆形半球。
[0065]接收器线圈6的表面被选择成使得能够通过布置在配料物料14和测量传感器之间的保护壳体来测定配料的物料分布。由保护壳体的厚度来决定配料物料14与线圈4、6之间的最小距离。如果灵敏度不符合要求，则接收器线圈6的表面必须增大或该壳体厚度减少。
[0066]为了提高鼓风炉中物料分布的测定，多个传感器可以并排布置在探测器的顶端附近。因为涡电流仅是局部效应，所以如果该系统设计适当则它们不会干扰由其他线圈104a、104b、104c或者104d所感应的涡电流。同时在多个位置检测物料类型，以便增加局部分辨率。结果，可根据需要来增加和设计测量信号的数量和测量分辨率。在图2中，保护壳体8是环形圆筒，四个传感器布置在环形圆筒中。每个单独的传感器的测量体积覆盖圆筒圆周的约四分之一。在此具体实施例中，如果将环形圆筒安装在水平探测器的顶端，则在顶部有一个测量点，在中心有两个测量点，以及在底部有一个测量点。在三个不同的竖直位置处检测物料类型，导致与仅具有一个测量传感器的探测器相比高出三倍的测量竖直分辨率。
[0067]图2中的发射器线圈104a、104b、104c和图104d与图1中的发射器线圈4操作地连接到如图1中所例示的交流电电源12。在操作中，如在图3和图4中所示的施加到发射器线圈的交流电发射出初级交变磁场16。为了得到准确的测量和良好的结果，施加了具有约2MHz频率和5mA强度的交流电。
[0068]在图3中，在初级交变磁场16的范围内没有引入传导性物料，在传导性物料中没有感应出涡电流，并且没有产生次级交变磁场。传导性物体必须在初级交变磁场16的范围内后才能够测量出传导性物料的电阻。此外，通过发射器线圈4的尺寸和形状来限定初级交变磁场16。
[0069]在图4中，配料物料14被引入初级交变磁场16中。在图5中该初级交变磁场16在配料物料14中感应出涡电流18。该感应的涡电流18产生了次级交变磁场20。估算和控制单元10基于由接收器线圈6所测量的初级交变磁场16和次级交变磁场20计算测量。接收器线圈6中的电流的强度表示配料物料14的电阻。
[0070]在图5中示出了接收器线圈的电流输出。如果配料物料14是矿石，或者如果不存在配料物料，则接收器线圈6中所测量的电流高于或等于5mA。当焦炭位于初级交变磁场内时，接收器线圈中的电流在5mA之下，通常比不存在配料物料的值低约10%，因此低至4.5mA。
[0071]为了检测物料类型，将接收器线圈的电流与阈值24进行比较。在本发明的这个特别优选的实施例中，将阈值24设置为4.9mA。本领域的技术人员能够根据需要来调节阈值24。这通常是在校准过程中进行的。为了校准测量探测器，当没有传导性物体但有焦炭灰尘存在于初级交变磁场16中时，将AC电流施加到交变的发射器线圈4。这导致了校准值22 ο将该阈值24限定为较低一点以将测量噪声考虑在内并防止灰尘的影响。在接收器线圈中低于该阈值24的电流中的每个变化均表示初级交变磁场16中存在导电配料物料14。
[0072]此外，接收器线圈6的电流随配料物料14的电导率而变。该电导率是在鼓风炉中整个温度范围内均可靠的特性。因此，其适合作为用于测定物料分布的特性。该系统被设计成对传导率具有良好的反应。在较小的程度上，次级交变磁场20取决于配料物料14在居里点以下的温度下的导磁率。磁导率的影响约等于校准值22或与校准值22的差异小于+2%。由于因为如果存在焦炭，则测量信号与校准值22的差异在O到-10%之间，因此此影响是无关紧要的。温度的变化或恒定磁通量不影响测量。小的焦炭和灰尘颗粒不会对测量有显著的影响。
[0073]为了进行测量，将如图6所例示的探测器插入鼓风炉。可移动的探测器以及固定的探测器都用于此鼓风炉中以测定鼓风炉中的物料分布。在下文中，仅描述了可移动的探测器的原理。至少一个传感器2布置在水平可移动的测量探测器的顶端附近。将探测器插入具有约1m直径的鼓风炉中。在配料的表面之下约4m处(通常是在物料开始软化前的区域中)进行测量。从鼓风炉壳体到鼓风炉中心并返回至鼓风炉壳体的行进花费约50秒。这种快速的水平移动依次重复。同时，配料以大约12cm/min的速度缓慢地但不断地下降。
[0074]在每个点连续地记录测量信号，并将它们与阈值24相比。这样，获得了如图7所例示的物料分布的图像。将从传感器2接收的数据布置在x-y图表中，X轴表示鼓风炉的半径，以及y轴表示鼓风炉的高度。图7中的像素对应于鼓风炉中所测量的物料分布。每个像素表示约1cmX 1cm的配料。人们可以清楚地认识到，从鼓风炉的中心直到1.3m的半径处，只存在焦炭26。过程气体可基本上沿此中央烟囱向上穿过焦炭26，但几乎不穿过矿样配料28层。这是用于向上逸出的过程气体的中央烟囱。此外，各层被布置成使得该过程气体可以与矿样物料层的底部部分接触。
[0075]进一步可能的是，应用信号处理方法来从原始测量信号中提取更多信息。例如，在对像素栅格化期间，可以获得物料混合值，而不是焦炭和矿样物料之间的单纯的差异。此夕卜，可以从接收器电流强度信号的波动中来提取焦炭颗粒大小的信息。
[0076]根据本发明的这个特别优选的实施例而测量到该物料分布的温度的范围从鼓风炉壁附近的约100°C到鼓风炉中心的900°C或以上。特别是在鼓风炉的中央烟囱(其处于内径达Im处)中，该温度达到极度的高峰。另一方面，此烟囱的尺寸是应从测量中得出的主要信息之一。对于在鼓风炉中所使用的典型的铁矿石，居里点远低于这些温度。用来区分矿样物料与焦炭的磁性能消失。然而，由于该测量是基于电导率的，并且由于焦炭的电导率在目前的温度下保持完好(intact)，所以在居里点以上、在居里点或在居里点之下以及在物料的熔点之下均能测定该物料分布。
[0077]最后，根据所需的物料分布来调整鼓风炉的装填斜槽的物料分布方案。如果测定出不想要的物料分布，则校正装填斜槽的物料分布方案。该目标是通过优化装填来提高鼓风炉的效率、生产率和使用寿命。
[0078]图例:
[0079]2探测器
[0080]4发射器线圈
[0081]6接收器线圈
[0082]8保护壳体
[0083]10估算和控制单元
[0084]12交流电电源
[0085]14传导配料物料
[0086]16初级交变磁场
[0087]18涡电流
[0088]20次级交变磁场
[0089]22不具有任何物体的信号级
[0090]24用于焦炭检测的信号级阈值[0091 ] 26 焦炭物料
[0092]28矿样物料
[0093]108保护壳体
[0094]104a、104b、104c、104d 发射器线圈
[0095]106a、106b、106c、106d 接收器线圈
【主权项】
1.一种用于测定鼓风炉中配料内的物料分布的测量探测器，所述测量探测器包括: -至少一个传感器，所述至少一个传感器包括: 。具有发射表面的发射器线圈， 。具有接收表面的接收器线圈， -保护壳体，所述至少一个传感器容纳于所述保护壳体中， -交流电电源，向所述发射器线圈施加交流电， 所述发射器线圈发射初级交变磁场，其中，所述初级交变磁场在所述初级交变磁场中的所述配料的任何导电性物料中感应出涡电流， 所述涡电流产生次级交变磁场， 所述接收器线圈测量由所述初级交变磁场和所述次级交变磁场产生的电流， -估算和控制单元，用于估算测量的所述电流，其中所述电流表示鼓风炉内配料的所述物料分布。2.根据权利要求1所述的测量探测器，其中，所述至少一个传感器布置在所述保护壳体内的支撑物上。3.根据前述权利要求中任一项所述的测量探测器，其中，所述保护壳体包括陶瓷材料。4.根据前述权利要求中任一项所述的测量探测器，其中，所述接收器线圈的磁场与所述发射器线圈的磁场是同心的。5.根据前述权利要求中任一项所述的测量探测器，其中，所述保护壳体是基本环形的圆筒，或者是具有厚度在10至25mm之间的板。6.根据前述权利要求中任一项所述的测量探测器，其中，所述发射器线圈具有在I至20cm2之间的发射表面。7.根据前述权利要求中任一项所述的测量探测器，其中，所述接收器线圈具有在5至50cm2之间的接收表面。8.根据前述权利要求中任一项所述的测量探测器，其中，将频率在0.5和5MHz之间且强度在大约I和1mA之间的交流电施加到所述发射器线圈。9.根据前述权利要求中任一项所述的测量探测器，包括多个传感器。10.根据前述权利要求中任一项所述的测量探测器，其中，所述线圈为椭圆形、圆形或矩形的。11.一种用于测定鼓风炉内配料的物料分布的方法，所述方法包括以下步骤: -将测量探测器插入所述鼓风炉的配料，所述测量探测器具有传感器，所述传感器具有接收器线圈和发射器线圈，所述传感器容纳于保护壳体内， -向所述发射器线圈施加交流电，从而由所述发射器线圈产生初级交变磁场，其中所述初级交变磁场在所述配料的所述物料中感应出涡电流，所述涡电流产生了次级交变磁场， -通过接收器线圈测量由所述初级交变磁场和所述次级交变磁场产生的电流， -基于所述电流估算配料的所述物料分布。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述物料分布的所述估算用于控制所述鼓风炉的分配器斜槽。13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述探测器以水平方向移动进入所述鼓风炉的所述配料中。14.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述测量探测器固定地布置在所述鼓风炉内所述配料的表面之下。
【文档编号】C21B7/24GK105899688SQ201580003987
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月8日
【发明人】珍·弗朗索瓦·斯达姆佩尔
【申请人】Tmt–出铁测量技术有限公司