一種爐內鋼坯溫度跟蹤測試的方法
2023-12-02 03:10:41 4
專利名稱：一種爐內鋼坯溫度跟蹤測試的方法
技術領域：
本發明涉及溫度測量的方法，具體涉及熱工測量技術領域，特別是用於鋼鐵行業 在線測量高溫加熱爐爐內鋼坯表面與內部溫度的方法。
背景技術：
為了研究加熱爐供熱制度、溫度制度、制定和優化鋼坯合理的加熱工藝制度，均需 對鋼坯在爐內加熱過程中的表面和內部溫度進行直接在線連續測量，利於真實了解鋼坯爐 內加熱情況，可用於加熱爐功能考核、數學模型係數提取和模型驗證、加熱問題診斷和加熱 工藝優化等多方面。目前，測量鋼坯溫度，一般採用輻射高溫計。它通過接收鋼坯表面熱輻射的能量， 顯示出鋼坯表面的溫度。利用輻射高溫計測溫的不足之處是只能測得鋼坯表面溫度的近似 值，由於加熱爐內高溫環境的影響、表面又被一層氧化鐵皮包圍，測得的鋼坯表面溫度與其 表面真實溫度相差甚遠，更難以測量鋼坯內部溫度。「黑匣子」測溫法是目前比較流行的一種在線直接測量爐內鋼坯溫度的測試技術， 此方法為，把熱電偶熱端插入到鋼坯表面或內部鑽孔並固定後和經過耐熱處理的溫度記錄 儀隨鋼坯一起進入爐內加熱。在整個加熱過程中，熱電偶信號不斷通過傳感器傳輸到「黑匣 子」溫度記錄儀記錄存儲。目前在線測量爐內鋼坯溫度一般採用鎧裝熱電偶。鎧裝熱電偶是將熱電偶絲和陶 瓷絕緣材料一起緊壓在金屬保護管中經拉拔而成的組合體，當熱電偶中間部位的溫度超過 6000C時，其絕緣層的電阻就下降而產生分流誤差。在鎧裝熱電偶現場安裝過程中，由於安 裝所需，要把鎧裝熱電偶彎曲(最大時接近90° )，偶絲容易斷裂，如果從外部不知道偶絲斷 裂還繼續使用，溫度測試就得不到正確結果，費時費力。同時，一般的鎧裝熱電偶使用溫度 範圍多在iioo°c以內，iioo°c以上的測試精度就不能保證了。可見，採用鎧裝熱電偶在線測 量高溫爐內鋼坯的溫度時存在一定弊端。測溫過程中，熱電偶的安裝與密封也是工藝上的難點。測定鋼坯溫度的熱電偶偶 頭，如果在開始固定時與鋼坯接觸不良或在運動過程中鬆動，測量值就會受爐氣的影響失 真，測量精度下降。熱電偶插入到鋼坯測孔內，在熱電偶和鋼坯之間存在一定間隙。目前一 般都是用耐火纖維填充或氧化鐵皮填充空隙，也有採用填充耐火泥的辦法。由於耐火纖維、 氧化鐵皮屑和耐火泥的導熱係數和比熱與所測鋼坯差距很大，破壞了測點處的溫度場，從 而產生靜態誤差。在固定熱電偶時，目前一般採用螺母焊接壓緊電偶或楔入鐵皮、鋼套等措 施使之固定，由於測試時鋼坯要經歷步進(推鋼)等運動過程受到其它設備劇烈衝擊，且熱 電偶和固定裝置受熱產生熱應力發生變形，熱電偶容易鬆動甚至脫落，從而影響測溫精度。由以上可見，爐內鋼坯溫度在線測試技術中，現有的熱電偶型式及其安裝和固定 方式均存在一定的弊端，影響了測量的可靠性及測量精度。
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的缺陷，提供一種爐內鋼坯溫 度跟蹤測試的方法，它能提高鋼坯溫度測試的準確性和可靠性。本發明為解決上述提出的問題所採用解決方案為一種爐內鋼坯溫度跟蹤測試的 方法，它包括前期準備的步驟和爐內跟蹤測試的步驟。所述前期準備的步驟具體為 步驟(1)、在待測鋼坯上鑽孔的步驟；
步驟(2)、將熱電偶的熱端部插入步驟(1)鑽好的孔內，並使熱電偶的熱端和孔的底部 接觸；用與待測鋼坯相同材質的鐵粉將孔內空餘空間填實壓緊；
步驟(4)、把熱電偶測量端連接到溫度記錄儀上，溫度記錄儀隨鋼坯一起進入爐內，進 行爐內跟蹤測試的步驟。上述方案中，方法還包括步驟(3)、錘擊孔的頂部邊緣，使孔的頂部邊緣向孔中 心變形。上述方案中，所述熱電偶包括兩根偶絲和耐火纖維布；兩根偶絲上分別套裝有絕 緣瓷管，兩偶絲的一端連接形成熱電偶的熱端；所述絕緣瓷管為多段，絕緣瓷管一段段連續 套在偶絲上；熱端部之外的絕緣瓷管外部用耐火纖維布包裹並綑紮。上述方案中，所述熱電偶的熱端部的絕緣瓷管外徑沿熱端方向逐步減小。與現有「黑匣子」測溫法相比，本發明具有以下優點
1、被壓入孔底的熱電偶熱端能與鋼坯直接接觸，熱惰性小，動態誤差小。由於孔內空隙 的填充物質是與鋼坯相同材質的鐵粉，對鋼坯溫度場破壞較小，提高了鋼坯溫度測試的準 確性和可靠性。2、利用孔邊緣變形金屬的變形力能夠緊緊卡住熱電偶，即使鋼坯受熱，鋼坯鑽孔 變形的部分隨之一起膨脹，能夠緊緊卡住熱電偶使之不會鬆動。3、採用的熱電偶的兩偶絲之間採取有效隔離，即使爐溫高達1400°C，也不會產生 分流誤差。絕緣瓷管為多段，彎曲角度可以很大而不會折斷，絕緣瓷管之間由耐火纖維布包 扎，偶絲不與爐氣相接觸，不會被氧化，即使鋼坯表面產生液態渣，也能防止其侵入瓷柱內 部造成電偶短路。4、熱電偶的熱端部的絕緣瓷柱外徑沿熱端方向逐步減小，有利於鐵粉填實壓緊， 防止熱電偶熱端部的偶絲與爐氣相接觸而被氧化。本發明方法可以準確和可靠地測量爐內鋼坯內部溫度。
圖1是熱電偶的結構示意圖。圖2是圖1的A-A向剖視圖。圖3是本發明方法實施例的裝配熱電偶在鋼坯上的安裝、固定示意圖。圖4是本發明方法實施例測溫系統組成示意圖。
具體實施例方式本發明爐內鋼坯溫度跟蹤測試的方法實施例，它包括前期準備的步驟和爐內跟蹤測試的步驟。所述前期準備的步驟具體為
步驟(1)、在待測鋼坯上鑽孔的步驟；孔徑大小大於測溫電偶直徑0. 5-lmm。步驟(2)、將熱電偶的熱端部插入步驟(1)鑽好的孔內，如圖3所示，並使熱電偶的 熱端和孔的底部接觸；用與待測鋼坯相同材質的鐵粉6將孔內空餘空間填實壓緊。步驟(3)、用鋼鑿錘擊孔的頂部邊緣，使孔的頂部邊緣向孔中心變形，以裹住熱電 偶外部和孔內的鐵粉6。所述熱電偶如圖1、2所示，它包括兩根偶絲2和耐火纖維布4 ；兩根偶絲上分別套 裝有絕緣瓷管3，兩偶絲的一端連接形成熱電偶的熱端；所述絕緣瓷管為多段，絕緣瓷管一 段段連續套在偶絲上；熱端部之外的絕緣瓷管3外部用耐火纖維布包裹並用耐高溫鋼絲5 綑紮牢固。每段絕緣瓷管3的長度可根據安裝彎曲半徑任意截取。如圖3所示，所述熱電偶的熱端部的絕緣瓷管3外徑沿熱端方向逐步減小。步驟(4)、把熱電偶測量端連接到溫度記錄儀7上(如圖4所示)，溫度記錄儀隨鋼 坯1 一起進入爐內，進行爐內跟蹤測試的步驟。測試鋼坯1在爐內運行過程中，熱電偶8 一直將溫度信號傳到溫度記錄儀7記錄 存儲。鋼坯出爐後從記錄儀中取出測溫結果。
權利要求
一種爐內鋼坯溫度跟蹤測試的方法，它包括前期準備的步驟和爐內跟蹤測試的步驟；其特徵在於所述前期準備的步驟具體為步驟(1)、在待測鋼坯上鑽孔的步驟；步驟(2)、將熱電偶的熱端部插入步驟(1)鑽好的孔內，並使熱電偶的熱端和孔的底部接觸；用與待測鋼坯相同材質的鐵粉將孔內空餘空間填實壓緊；步驟(4)、把熱電偶測量端連接到溫度記錄儀上，溫度記錄儀隨鋼坯一起進入爐內，進行爐內跟蹤測試的步驟。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於它還包括步驟(3)、錘擊孔的頂部邊緣，使孔的頂部邊緣向孔中心變形。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述熱電偶包括兩根偶絲和耐火纖維布；兩 根偶絲上分別套裝有絕緣瓷管，兩偶絲的一端連接形成熱電偶的熱端；所述絕緣瓷管為多 段，絕緣瓷管一段段連續套在偶絲上；熱端部之外的絕緣瓷管外部用耐火纖維布包裹並捆 扎。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述熱電偶的熱端部的絕緣瓷管外徑沿熱 端方向逐步減小。
全文摘要
本發明涉及一種爐內鋼坯溫度跟蹤測試的方法，它包括前期準備的步驟和爐內跟蹤測試的步驟。所述前期準備的步驟具體為步驟(1)在待測鋼坯上鑽孔的步驟；步驟(2)將熱電偶的熱端部插入步驟(1)鑽好的孔內，並使熱電偶的熱端和孔的底部接觸；用與待測鋼坯相同材質的鐵粉將孔內空餘空間填實壓緊；步驟(3)把熱電偶測量端連接到溫度記錄儀上，溫度記錄儀隨鋼坯一起進入爐內，進行爐內跟蹤測試的步驟。本發明方法能提高鋼坯溫度測試的準確性和可靠性。
文檔編號G01K7/04GK101968385SQ201010297988
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者丁翠嬌, 劉佔增, 吳傑, 宋中華, 楊超, 歐陽德剛, 董茂松, 蔣揚虎, 陳 勝, 陳超 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司