析的并且该方程式包括两个未知的值，即液态金属的水平和液 态金属/熔渣的整体水平，将以下已建立的参数代入：竖炉的几何结构、代表竖炉的组成材 料的性质的参数、竖炉的外壁在每个测量点处的厚度、液态金属和熔渣的密度；以及
[0025]-求解所述方程式并获取炉缸中的液态金属的液面水平和熔渣的液面水平。
[0026] 由于特定的冶金竖炉（例如电炉或转换器）不能在超压下操作，所以不必测量压 力。
[0027] 本发明的第二方面涉及一种冶金竖炉的炉缸的外壁，所述外壁包括防护件并且设 置有用于测量在炉的炉缸中的液态金属的液面水平和熔渣的液面水平的装置，其中，所述 装置包括附接至所述防护件上的多个应变仪传感器和一个或多个热传感器，其中，传感器 安装成以便在竖直平面中对齐，并且其中，两种类型的传感器在竖直平面中交替布置。
[0028] 本发明的第三方面涉及一种鼓风炉，该鼓风炉包括具有外壁的炉缸，所述外壁包 括设置有如上所述的用于测量炉缸中的铸铁的液面水平和熔渣的液面水平的装置。
[0029] 根据优选的实施方式，本发明将由以下特性特征中的一个或适当的组合来限定：
[0030]-在鼓风炉的情况下，调整外壁连续的周向应变的一般方程式是：
[0031]
【主权项】
1. 一种测量在冶金竖炉的炉缸（1)中的液态金属的液面水平（13)和熔渣的液面水平 (14)的方法，所述炉缸包括外壁（2)，所述外壁设置有由钢制成的防护件（4)以及流出孔， 所述外壁的所述防护件（4)围绕与所述液态金属接触的耐火厚度（3)，所述防护件（4)的外 表面上设置有多个应变仪传感器（6)并设置有一个或多个热传感器（7)，这些传感器（6、7) 安装成以便在竖直平面中在所述流出孔的任意侧上对齐，并使得两种类型的传感器在所述 竖直平面中交替地布置，所述方法包括以下步骤： -在所述炉缸的所述外壁（2)的多个点处测量以下变量： -所述外壁（2)的周向应变，借助于附接至所述防护件（4)上的所述应变仪传感器（6) 测量所述周向应变； -所述外壁（2)的温度，借助于附接至所述防护件（4)上的所述热传感器（7)测量所述 温度； -选择性地测量在所述竖炉中的热鼓风的循环压力或静态压力； -将以下确定的参数考虑在内：所述竖炉的几何结构、表示所述竖炉的组成材料的性 质的参数、所述竖炉的所述外壁在每个测量点处的厚度、所述液态金属和所述熔渣的密度， 在调整连续周向应变的一般方程式中代入在所述炉缸的所述外壁上的多个点处测量的所 述变量，所述一般方程式的解是能解析的，并且所述一般方程式包括两个未知的值，即液态 金属的水平以及液态金属和熔渣的整体水平；以及 _求解所述方程式并获取在所述炉缸（1)中的所述液态金属的液面水平（13)和所述熔 渣的液面水平（14)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在鼓风炉的情况下，调整所述外壁的所述 连续周向应变的所述一般方程式如下：
其中，匕和F2是在每个测量高度处用于给定的鼓风炉的常量： F1 =cosh(入X)cos(人X)(2) F2=cosh(入X)sin(入X)+sinh(入X)cos(入X)(3) 以及
其中，y是测量的并根据所测量的温度校准的水平偏移（或位移），X是竖直位置，R是 在每个高度处的平均半径，t是在每个高度处的壁的厚度以及V是泊松比； 基于施加到所述竖炉的所述壁的压力的其他项： -yo是在喷嘴的高度处的偏移或位移； -步是应变的所述壁在所述喷嘴的高度处的角度； -LT是与施加到结构上的力成比例的载荷项； 在压力P下进行最后的变换以便将所述鼓风炉的所述炉缸是由具有不同机械特性的 材料、耐火材料以及钢壳构造的事实考虑在内，并将构造成根据高度而具有变化的厚度差 考虑在内（Ex =材料x的杨氏模量）：
其中，由关系式P=P.g.h确定静态压力P与所述液态金属或所述恪澄的高度h之间 的关系，其中，P是液态金属/熔渣的平均密度并且g是重力加速度。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续地和/或实时地进行周向应变和温度 的测量。
4. 一种冶金竖炉的炉缸的外壁（2)，所述外壁包括防护件（4)并且所述外壁设置有用 于测量在所述竖炉的炉缸（1)中的液态金属的液面水平（13)和熔渣的液面水平（14)的测 量装置，其特征在于，所述测量装置包括附接至所述防护件（4)的多个应变仪传感器（6)和 一个或多个热传感器（7)，其中，这些传感器（6、7)安装成在竖直平面中对齐，并且其中这 两种类型的传感器在所述竖直平面中交替地布置。
5. 根据权利要求4所述的壁，其特征在于，应变仪（10)焊接至所述防护件⑷本身，并 且其中所述应变仪传感器（6)包括保护罩（11)，所述保护罩机械地附接在所述防护件（4) 上，通过弹性密封垫片确保所述保护罩相对于所述防护件的密封。
6. 根据权利要求4所述的壁，其特征在于，所述应变仪传感器（6)包括四个应变仪 (IO)0
7. 根据权利要求6所述的壁，其特征在于，所述应变仪（10)中的两个不完全地附接至 所述防护件。
8. 根据权利要求4所述的壁，其特征在于，每个所述热传感器（7)均是铂电阻温度计。
9. 根据权利要求4所述的壁，其特征在于，所述测量装置布置在槽式冷却回路的槽（9) 之间，所述槽式冷却回路安装至所述壁上或安装在所述壁中。
10. -种鼓风炉，所述鼓风炉包括炉缸，所述炉缸设置有外壁（2)，所述外壁包括防护 件（4)，所述防护件设置有根据权利要求4至9中任一项所述的测量在所述炉缸（1)中的铸 铁的液面水平（13)和熔渣的液面水平（14)的测量装置。
【专利摘要】本发明涉及一种测量冶金竖炉的炉缸(1)中的液态金属的液面水平(13)和熔渣的液面水平(14)的方法，该方法包括以下步骤：在炉缸的外壁(2)的一个或多个点处测量以下变量：所述外壁(2)中的周向应变，借助于固定至炉缸的外壁(2)的防护件(4)的多个应变仪传感器(6)而测量；所述外壁(2)的温度，借助于固定至炉缸的外壁(2)的防护件(4)的一个或多个温度传感器(7)而测量；将在炉缸的外壁上的多个点处测量的变量引入到调整周向应变的一般方程式中，该一般方程式的解是能解析的，并且该一般方程式包括两个未知量，即液态金属的水平和液态金属/熔渣的整体水平；以及求解所述方程式并获取给出炉缸(1)中的液态金属液面水平(13)和熔渣液面水平(14)的解析解。
【IPC分类】C21B7-24, B22D11-18, G01F23-22, C21C5-46, G01F23-14
【公开号】CN104823028
【申请号】CN201380047667
【发明人】阿罗约 克劳迪奥·奥赫达, 弗雷德里克·迪里厄, 埃里克·埃塞尔
【申请人】冶金研究Asbl中心
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2013年7月9日
【公告号】EP2877819A1, US20150218667, WO2014009367A1