專利名稱：用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，應(yīng)用于冶金高爐冷卻水熱負(fù)荷檢測領(lǐng)域。若增加相應(yīng)的物理量檢測裝置，可擴(kuò)大本系統(tǒng)的檢測范圍。
背景技術(shù)：
冷卻水熱負(fù)荷是高爐生產(chǎn)中重要的檢測項(xiàng)目，主要檢測高爐冷卻水的溫差和流量。目前國內(nèi)外高爐生產(chǎn)中的溫差和流量檢測基本都采用人工檢測或者在線檢測的模式。采用人工檢測模式勞動強(qiáng)度大、發(fā)現(xiàn)問題不及時(shí)事故隱患大；采用在線檢測模式要穿管布線，所需耗材多，施工量大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)檢測、無線傳輸技術(shù)的優(yōu)勢越來越凸顯，它同時(shí)兼有人工和在線檢測模式的優(yōu)點(diǎn)且避免缺點(diǎn)，可以相信，這是今后工業(yè)檢測的發(fā)展方向。原有的工業(yè)檢測手段都要通過網(wǎng)絡(luò)手段改造，達(dá)到檢測智能化。但大工業(yè)尤其是已經(jīng)完成自動化檢測的較為先進(jìn)的工業(yè)(如我國的鋼鐵企業(yè))，要在不間斷生產(chǎn)的條件下進(jìn)行現(xiàn)有檢測技術(shù)智能化的改造，有一定的難度(改造會帶來的問題，會影響生產(chǎn))，會影響改造，長期下去，我國的工業(yè)檢測手段將落后于國外先進(jìn)行列。所以，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大型工業(yè)檢測智能化改造必須尋找一種有效的研究方法，本發(fā)明就在這樣的背景下提出冶金工業(yè)檢測智能化改造的方法問題。經(jīng)資料查詢，國內(nèi)外對高爐整體物理檢測系統(tǒng)進(jìn)行的功能模型研究例子很少，沒有見到本發(fā)明所講述的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)冶金高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測的高爐功能模型，借助網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)、傳輸技術(shù)對高爐冷卻水熱負(fù)荷進(jìn)行智能化的模擬檢測系統(tǒng)。技術(shù)解決方案本發(fā)明用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案①建造功能型高爐模型。首先按實(shí)際比例搭建冶金高爐為主體的目標(biāo)模型平臺，在目標(biāo)模型平臺上安裝涉及高爐生產(chǎn)需要的冷卻水熱負(fù)荷檢測裝置，能夠模擬檢測，形成具有熱負(fù)荷檢測能力的功能型高爐模型裝置；②運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將熱負(fù)荷檢測裝置檢測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，將高爐熱負(fù)荷功能模型轉(zhuǎn)為熱負(fù)荷數(shù)據(jù)模型；③應(yīng)用軟件系統(tǒng)對高爐數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測、分析，得出高爐熱負(fù)荷智能化檢測結(jié)果。所述目標(biāo)模型平臺包括外殼、高爐內(nèi)爐壁構(gòu)成，外殼頂部設(shè)有爐頂蓋，外殼下部側(cè)壁上設(shè)有配電系統(tǒng)，高爐內(nèi)爐壁底部設(shè)有加熱器，配電系統(tǒng)與加熱器電路連接，高爐內(nèi)爐壁外表面均勻分布有冷卻壁，冷卻壁整體用掛鉤懸掛于內(nèi)爐壁的外側(cè)表面；冷卻壁為金屬材料制成的矩形箱體式結(jié)構(gòu)，矩形箱體內(nèi)設(shè)有蛇形管通道，蛇形管兩個(gè)端口分別置于矩形箱體外部，蛇形管通道上設(shè)有兩個(gè)三通，每個(gè)三通出口端分別置于矩形箱體外部，蛇形管兩個(gè)端口及三通出口端分別設(shè)有閥門；兩相鄰冷卻壁通過閥門組成相互串通的水路系統(tǒng)；冷卻壁的進(jìn)水管上安裝有第一無線傳感流量計(jì)和第一無線傳感溫度計(jì)，冷卻壁的出水管上安裝有第二無線傳感流量計(jì)和第二無線傳感溫度計(jì)，通過單片機(jī)控制，第一無線傳感流量計(jì)、第一無線傳感溫度計(jì)及第二無線傳感流量計(jì)、第二無線傳感溫度計(jì)將檢測到的模擬信號經(jīng)過儀表放大器處理，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過發(fā)射天線無線發(fā)射傳輸，無線網(wǎng)關(guān)即信號接收器將接收到的數(shù)字發(fā)射信號傳入PC機(jī)中，PC機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后將檢測結(jié)果顯示到計(jì)算機(jī)顯示屏，再依照高爐冶煉知識模擬計(jì)算熱負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)高爐冷卻水熱負(fù)荷的智能化模擬檢測。所述冷卻壁相互間的串連接采用的直串聯(lián)、斜串聯(lián)連接組合。所述加熱器由殼體、耐火材料及硅鑰加熱棒組成，加熱器與配電系統(tǒng)電路連接。所述外殼頂部安裝無線測溫裝置，用于模擬高爐爐頂溫度的智能化測量。所述外殼上安裝無線測應(yīng)力裝置，用于模擬高爐外殼應(yīng)力的智能化測量。所述外殼頂部安裝無線二氧化碳檢測裝置，用于模擬高爐焦炭燃燒率的智能化測量。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)本發(fā)明通過按實(shí)際高爐比例，在實(shí)驗(yàn)室建造高爐模型，安裝流量和溫度檢測裝置，使聞爐I旲型實(shí)現(xiàn)冷卻水熱負(fù)荷檢測功能。再基于網(wǎng)絡(luò)檢測與傳輸技術(shù)將聞爐冷卻水熱負(fù)荷檢測功能型模型向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)變，可以在不影響高爐生產(chǎn)的情況下，分析尋找冶金高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化檢測的規(guī)律問題。這種既不同于單純數(shù)學(xué)模型，也不同于工業(yè)展示模型的研究方法，可以節(jié)約大量的資金，又能聯(lián)系實(shí)際。本發(fā)明建造功能模型結(jié)合運(yùn)用數(shù)據(jù)模型，尋找工業(yè)智能化檢測規(guī)律的方法，可為其他大型工業(yè)設(shè)備檢測智能化的研究提供方法參考，是個(gè)創(chuàng)新。`


圖1為本發(fā)明高爐模型示意圖；圖2為本發(fā)明冷卻壁直串聯(lián)示意圖；圖3本發(fā)明冷卻壁斜串聯(lián)示意圖；圖4為本發(fā)明冷卻壁及近、出端口流量與溫度檢測裝置位置結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明無線傳感流量計(jì)示意圖；圖6為本發(fā)明無線傳感溫度計(jì)示意圖；圖7為本發(fā)明無線傳感流量計(jì)和無線傳感溫度計(jì)工作原理圖；圖8為本發(fā)明冷卻壁內(nèi)蛇形管連接示意圖；圖9為本發(fā)明加熱器結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明①建造高爐模型按實(shí)際高爐比例搭建冶金高爐為主體的目標(biāo)模型平臺，在目標(biāo)模型平臺上安裝涉及高爐生產(chǎn)需要的冷卻水熱負(fù)荷檢測裝置，使其具有熱負(fù)荷模擬檢測的能力，形成具有高爐冷卻水熱負(fù)荷檢測能力的功能型模型裝置；②運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)、傳輸技術(shù)將冷卻水熱負(fù)荷檢測裝置檢測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，將高爐冷卻水熱負(fù)荷功能模型轉(zhuǎn)為高爐冷卻水熱負(fù)荷數(shù)據(jù)模型；③應(yīng)用軟件系統(tǒng)對高爐數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測結(jié)果O本發(fā)明高爐模型I包括爐殼2和高爐內(nèi)爐壁3，爐殼2形成爐體，高爐內(nèi)爐壁3由金屬材料依照實(shí)際高爐內(nèi)腔形狀按比例制成(見圖1)，為框架鑲嵌結(jié)構(gòu)，可拆卸，外殼2頂部設(shè)有爐頂蓋7，外殼2下部側(cè)壁上設(shè)有配電系統(tǒng)5，高爐內(nèi)爐壁3底部設(shè)有加熱器6 (見圖9)，配電系統(tǒng)5與加熱器6電路連接，加熱器由殼體16、耐火材料17及硅鑰加熱棒18組成，高爐內(nèi)爐壁3外表面均勻分布有冷卻壁4，冷卻壁4整體用掛鉤12懸掛于內(nèi)爐壁3的外側(cè)表面；冷卻壁4為金屬材料制成的矩形箱體式結(jié)構(gòu)，矩形箱體內(nèi)設(shè)有蛇形管通道，蛇形管兩個(gè)端口分別置于矩形箱體外部，蛇形管通道上設(shè)有兩個(gè)三通14，每個(gè)三通14出口端分別置于矩形箱體外部，蛇形管兩個(gè)端口及三通14出口端分別設(shè)有閥門15 (見圖8);兩相鄰冷卻壁4通過閥門15組成相互串通的水路系統(tǒng)；當(dāng)冷卻壁4間采用豎直串聯(lián)時(shí)(見圖2)，將兩相鄰的兩個(gè)冷卻壁4豎直設(shè)置的兩個(gè)水管接頭通過水管連接，形成相互串通的水路系統(tǒng)，冷卻壁4的進(jìn)水管上安裝有第一無線傳感流量計(jì)8和第一無線傳感溫度計(jì)9，冷卻壁4的出水管上安裝有第二無線傳感流量計(jì)10和第二無線傳感溫度計(jì)11 (見圖4)，所有進(jìn)、出水管上的無線傳感器(流量計(jì)和溫度計(jì))都通過內(nèi)部的發(fā)射電路連接發(fā)射天線13，第一無線傳感流量計(jì)8和第二無線傳感流量計(jì)10以及第一無線傳感溫度計(jì)9和第二無線傳感溫度計(jì)11都將信號通過單片機(jī)控制經(jīng)過儀表放大器處理，再將模擬信號轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號，通過發(fā)射天線13發(fā)射無線傳輸(見圖5、圖6)，無線網(wǎng)關(guān)即信號接收器將接收到的發(fā)射數(shù)據(jù)信號傳入PC機(jī)中。下面詳細(xì)描述模型設(shè)計(jì)原理及工作過程加熱器6通電，加蓋爐頂蓋7烘烤內(nèi)爐壁3，在懸掛冷卻壁4中通入冷卻水。加熱器6的烘烤使冷卻壁4受熱，加熱冷卻水，由無線傳感溫度計(jì)9和11分別檢測冷卻壁4進(jìn)、出水的溫度信號，通過無線傳感流量計(jì)8和10分別檢測進(jìn)、出水的流量信號，所有被檢信號通過各自傳感器中的單片機(jī)控制、經(jīng)儀表放大器處理，并將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過發(fā)射天線13發(fā)射傳輸。無線網(wǎng)關(guān)即信號接收器接收發(fā)射信號并將數(shù)據(jù)傳入PC機(jī)中(見圖7)，并依照高爐冶煉知識模擬計(jì)算冷卻水熱負(fù)荷，得出結(jié)果，將檢測結(jié)果顯示到計(jì)算機(jī)顯示屏，從而實(shí)現(xiàn)對高爐冷卻水熱負(fù)荷的智能化模擬檢測過程。本發(fā)明如果有必要可以進(jìn)行冷卻水檢漏的研究，能進(jìn)行不同材質(zhì)冷卻壁的熱負(fù)荷研究，或進(jìn)行不同冷卻壁間的串聯(lián)(見圖2、圖3)對熱負(fù)荷的影響等研究。實(shí)施例2本發(fā)明在高爐爐頂蓋7上安裝高溫?zé)o線傳感溫度計(jì)，被檢信號通過傳感器中的單片機(jī)控制、儀表放大器處理，并將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過發(fā)射天線13發(fā)射傳輸。無線網(wǎng)關(guān)即信號接收器接收發(fā)射信號并將數(shù)據(jù)傳入PC機(jī)中，可以完成爐頂溫度智能化模擬檢測。實(shí)施例3
本發(fā)明在高爐爐頂蓋7上安裝無線二氧化碳檢測傳感器，被檢信號通過傳感器中的單片機(jī)控制、儀表放大器處理，并將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過發(fā)射天線13發(fā)射傳輸。無線網(wǎng)關(guān)即信號 接收器接收發(fā)射信號并將數(shù)據(jù)傳入PC機(jī)中，可以解決高爐焦炭燃燒率智能化模擬檢測。
權(quán)利要求
1.用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，其特征在于， ①建造高爐模型搭建冶金高爐為主體的目標(biāo)模型平臺，在目標(biāo)模型平臺上安裝涉及高爐生產(chǎn)需要的冷卻水熱負(fù)荷檢測裝置，形成功能型高爐模型裝置，完成對高爐冷卻水熱負(fù)荷的模擬檢測； ②運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)、傳輸技術(shù)將冷卻水熱負(fù)荷檢測裝置檢測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，將高爐冷卻水熱負(fù)荷功能模型轉(zhuǎn)為冷卻水熱負(fù)荷檢測的高爐數(shù)據(jù)模型； ③應(yīng)用軟件系統(tǒng)對高爐數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出高爐冷卻水熱負(fù)荷的智能化模擬檢測結(jié)果O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，其特征在于，目標(biāo)模型平臺包括外殼(2)、高爐內(nèi)爐壁(3)，外殼(2)頂部設(shè)有爐頂蓋(7)，外殼(2)下部側(cè)壁上設(shè)有配電系統(tǒng)(5)，高爐內(nèi)爐壁(3)底部設(shè)有加熱器(6)，配電系統(tǒng)(5)與加熱器(6)電路連接，高爐內(nèi)爐壁(3)外表面均勻分布有冷卻壁(4)，冷卻壁(4)整體用掛鉤(12)懸掛于內(nèi)爐壁(3)的外側(cè)表面；冷卻壁(4)為金屬材料制成的矩形箱體式結(jié)構(gòu)，矩形箱體內(nèi)設(shè)有蛇形管通道，蛇形管兩個(gè)端口分別置于矩形箱體外部，蛇形管通道上設(shè)有兩個(gè)三通(14)，每個(gè)三通(14)出口端分別置于矩形箱體外部，蛇形管兩個(gè)端口及三通(14)的兩個(gè)出口端分別設(shè)有閥門(15);兩相鄰冷卻壁(4)通過閥門(15)組成相互串通的水路系統(tǒng)；冷卻壁(4)的進(jìn)水管上安裝有第一無線傳感流量計(jì)(8)和第一無線傳感溫度計(jì)(9)，冷卻壁(4 )的出水管上安裝有第二無線傳感流量計(jì)(10 )和第二無線傳感溫度計(jì)(11)，通過單片機(jī)控制，第一無線傳感流量計(jì)(8)、第一無線傳感溫度計(jì)(9)及第二無線傳感流量計(jì)(10)、第二無線傳感溫度計(jì)(11)將檢測到的模擬信號經(jīng)過儀表放大器處理，再把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由發(fā)射天線(13)無線發(fā)射傳輸，無線網(wǎng)關(guān)即信號接收器將接收到的數(shù)字發(fā)射信號傳入PC機(jī)中，PC機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后將檢測結(jié)果顯示到計(jì)算機(jī)顯示屏，再依照高爐冶煉知識模擬計(jì)算冷卻水熱負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)對高爐冷卻水熱負(fù)荷的智能化模擬檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，其特征在于，冷卻壁(4)相互間的連接采用直串聯(lián)、斜串聯(lián)連接組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，其特征在于，加熱器(6)由殼體(16)、耐火材料(17)及硅鑰加熱棒(18)組成，加熱器(6)與配電系統(tǒng)(5)電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，其特征在于，在外殼(2)頂部安裝無線測溫裝置，用于模擬高爐爐頂溫度的智能化測量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，其特征在于，在內(nèi)爐壁(3)上安裝無線應(yīng)力檢測裝置，用于模擬高爐外殼(2)應(yīng)力的智能化測量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，其特征在于，在外殼(2)頂部安裝無線二氧化碳檢測裝置，用于模擬高爐焦炭燃燒率的智能化測量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用高爐功能模型對高爐冷卻水熱負(fù)荷智能化模擬檢測系統(tǒng)，應(yīng)用于冶金高爐冷卻水熱負(fù)荷檢測領(lǐng)域。本發(fā)明首先建造高爐為主體的目標(biāo)模型平臺，在平臺上安裝涉及冷卻水熱負(fù)荷檢測的裝置，形成熱負(fù)荷功能型高爐模型；運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)、傳輸技術(shù)將熱負(fù)荷數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，將高爐熱負(fù)荷功能模型轉(zhuǎn)為熱負(fù)荷數(shù)據(jù)模型；應(yīng)用軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出高爐熱負(fù)荷智能化檢測結(jié)果。本發(fā)明為高爐冶金工業(yè)在不間斷生產(chǎn)的條件下進(jìn)行檢測智能化的改造研究提供了模擬手段。本發(fā)明在高爐爐頂處安裝二氧化碳檢測裝置和溫度檢測裝置，在爐體外殼上安裝應(yīng)力檢測裝置，可以增加本系統(tǒng)智能化模擬檢測的范圍。
文檔編號C21B7/24GK103060501SQ20121059109
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者楊友松, 李淑俊, 李麗榮, 劉先龍, 李永峰, 趙存虎, 劉艷麗, 崔大福 申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)