一種測量鋼包頂渣渣厚的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種能測量鋼包頂渣渣厚的裝置 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在煉鋼工序中，鋼水的帶渣量與煉鋼操作工藝息息相關(guān)，精確測量鋼水的帶渣量 對煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定順行非常重要，目前檢測鋼水的帶渣量普遍采用測渣厚的方法。在現(xiàn)有 技術(shù)中，一種方法是利用鋼水和爐渣的不同溫度來測渣厚。公開號為CN102384731A的中國 專利申請和公開號為CN102397999A的中國專利申請各自公開了如下內(nèi)容：將兩種熔點不 同的金屬同時插入鋼水內(nèi)，由于鋼水和爐渣的溫度不同，鋼水和爐渣分別熔化這兩種金屬， 然后測量這兩種金屬未熔部分的長度，取差值，即為爐渣渣厚，但由于爐渣和鋼液之間有溫 度梯度，溫度沿著鋼液-鋼渣界面-爐渣是逐漸降低，隨插入時間的不同，高熔點金屬的熔 化位置不一定是在爐渣-鋼液界面上，熔化位置在鋼渣界面上下波動，這給測量結(jié)果帶來 一定誤差，而且高熔點金屬的熔化速度一般比較慢，需插入鋼水較長時間才能熔化，給操作 帶來不便?，F(xiàn)有技術(shù)中還公開了一種利用爐渣和鋼液不同的導(dǎo)電率來測量渣厚的方法。公 開號為CN1196479的中國專利申請將一個不斷下降的電極插入爐渣中，測量它的下降距離 和導(dǎo)電率的變化情況，導(dǎo)電率急劇變化的位置為爐渣-空氣界面和爐渣-鋼液界面，這兩個 位置間的距離即為渣厚，但這種方法設(shè)備造價昂貴，設(shè)備的維護費用也比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種精確測量鋼包頂渣渣厚的裝置及方 法。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種測量鋼包頂渣渣厚的裝置，包括：鋼管1、 第一金屬絲2、第二金屬絲3、鋼管套4 ;其中，所述第一金屬絲2通過第一固定支架5固定 在鋼管1的內(nèi)部，所述第二金屬絲3通過第二固定支架6固定在鋼管1的外部，所述第一金 屬絲2與第二金屬絲3均與所述鋼管1的軸線平行；所述鋼管套4安裝在鋼管1的前端。
[0005] 上述技術(shù)方案中，所述第一金屬絲2采用恪點低于1000°C的金屬材料制成。
[0006] 上述技術(shù)方案中，所述第二金屬絲3采用恪點低于400°C的金屬制成。
[0007] 上述技術(shù)方案中，所述鋼管套4的形狀為錐形。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種采用測量鋼包頂渣渣厚的裝置所實現(xiàn)的測量方法，包括：
[0009] 步驟1)、測量第一金屬絲2的固定點和第二金屬絲3的固定點之間的距離h1;
[0010] 步驟2)、將測量鋼包頂渣渣厚的裝置插入鋼液中，在這一過程中，所述鋼管套4破 開爐渣后進(jìn)入鋼液，然后被鋼液燒掉，鋼液在大氣和爐渣的壓力下進(jìn)入所述鋼管1內(nèi)；鋼液 熔化掉與鋼液接觸的所述第一金屬絲2,爐渣熔化掉與爐渣接觸的所述第二金屬絲3 ;
[0011] 步驟3)、鋼管1插入鋼液3~4秒鐘后立即提起，然后分別測量第一金屬絲2的固 定位置與其熔化位置之間的距離h2，第二金屬絲3的固定位置與其熔化位置間的距離為h 3; 計算鋼管1內(nèi)鋼液和鋼管1外爐渣的液位差h4,其中，
[0012] h4=h ^h1-Ii3;
[0013] 步驟4)、計算鋼管1內(nèi)鋼液的上升高度h5;其中，
[0014]
[0015] 其中，P #；6表示鋼渣的密度；P 表示鋼液的密度；
[0016] 步驟5)、將步驟3)計算得到的鋼管1內(nèi)鋼液和鋼管1外爐渣的液位差h4、步驟4) 計算得到的鋼管1內(nèi)鋼液的上升高度h 5相加，得到爐渣渣厚h6;
[0017]
[0018] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0019] (1)本發(fā)明的測量鋼包頂渣渣厚的裝置中的第一金屬絲2、第二金屬絲3分別與爐 渣和鋼液接觸，能精確測量到爐渣和鋼液面的高度，避開了鋼液-鋼渣界面-鋼渣的溫度梯 度，能減少測量渣厚的誤差。
[0020] (2)本發(fā)明的測量鋼包頂渣渣厚的裝置中，由于有鋼管套4撐開爐渣，第一金屬絲 2可以免受爐渣干擾，準(zhǔn)確的檢測出鋼液的液位高度。
[0021] (3)鋼管內(nèi)部固定的第一金屬絲2熔點很低，可以迅速被爐渣熔化；鋼管外部固定 的第二金屬絲3熔點較低，可以迅速被鋼液熔化；使得測渣厚所用時間變短，減少工人勞動 強度。
[0022] (4)鋼管套4可拆卸，材質(zhì)廉價，加工工藝簡單；鋼管可重復(fù)使用。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明的測量鋼包頂渣渣厚裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明的測量鋼包頂渣渣厚裝置測量鋼包頂渣渣厚過程中的示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0026] 參考圖1，本發(fā)明的測量鋼包頂渣渣厚的裝置包括：鋼管1、第一金屬絲2、第二金 屬絲3、鋼管套4 ;其中，所述第一金屬絲2通過第一固定支架5固定在鋼管1的內(nèi)部，所述 第二金屬絲3通過第二固定支架6固定在鋼管1的外部，所述第一金屬絲2與第二金屬絲 3均與所述鋼管1的軸線平行；所述鋼管套4安裝在鋼管1的前端。
[0027] 下面對該裝置中的各個部件做進(jìn)一步說明。
[0028] 所述第一金屬絲2采用熔點低于1000 tC的金屬材料制成，如銅、鋁、鉛、錫等。在一 個實施例中，所述第一金屬絲2采用銅絲制成。所述第一金屬絲2的長度應(yīng)保證本發(fā)明的 測量鋼包頂渣渣厚的裝置在操作時，所述第一金屬絲2能夠接觸到鋼液。
[0029] 所述第二金屬絲3采用熔點低于400°C的金屬制成，如鉛、錫等。在一個實施例中， 所述第二金屬絲3采用鉛絲制成。所述第二金屬絲3的長度應(yīng)保證本發(fā)明的測量鋼包頂渣 渣厚的裝置在操作時，所述第二金屬絲3能夠接觸到鋼液。
[0030] 所述鋼管套4采用具有一定強度、具有一定阻燃性能的材料制成，如硬紙板、塑料 等。所述鋼管套4的形狀可為錐形，以利于本發(fā)明的裝置在插入鋼水時，鋼管套4能撐開鋼 包頂部的爐渣并且不會燃燒。
[0031] 下面就采用本發(fā)明的測量鋼包頂渣渣厚的裝置測量鋼包頂渣渣厚的方法加以描 述。
[0032] 步驟1)、測量第一金屬絲2的固定點和第二金屬絲3的固定點之間的距離h1;
[0033] 步驟2)、將本發(fā)明的測渣厚裝置插入鋼液中，在這一過程中，鋼管套4破開爐渣后 進(jìn)入鋼液，然后在短時間內(nèi)迅速被鋼液燒掉，鋼液在大氣和爐渣的壓力下進(jìn)入鋼管1內(nèi)；鋼 液熔化掉與鋼液接觸的第一金屬絲2,爐渣熔化掉與爐渣接觸的第二金屬絲3 ;
[0034] 步驟3)、鋼管插入鋼液3~4秒鐘后立即提起，然后分別測量第一金屬絲2的固 定位置與其熔化位置之間的距離h2，第二金屬絲3的固定位置與其熔化位置間的距離為h 3; 計算鋼管1內(nèi)鋼液和鋼管1外爐渣的液位差。
[0035] 假設(shè)鋼管1內(nèi)鋼液和鋼管1外爐渣的液位差為h4，參考圖2,可采用如下公式計 算：
[0036] h4= h 2^!-^；
[0037] 步驟4)、計算鋼管1內(nèi)鋼液的上升高度；
[0038] 設(shè)由于爐渣的靜壓力，鋼管1內(nèi)鋼液上升高度為h5，根據(jù)壓力平衡方程得下式：
[0039]
[0040] 將該公式加以轉(zhuǎn)換，得到：
[0041 ]
[0042] 其中，P 表示鋼渣的密度，可通過測量得到；P ??表示鋼液的密度，可通過測量 得到。
[0043] 步驟5)、將步驟3)計算得到的鋼管1內(nèi)鋼液和鋼管1外爐渣的液位差、步驟4)計 算得到的鋼管1內(nèi)鋼液的上升高度相加，得到爐渣渣厚。
[0044] 假設(shè)爐渣渣厚為h6，根據(jù)圖2得下式：
[0045] 爐渣渣厚為：：
。
[0046] 在一個實施例中，制作一件如圖1所示的測鋼包頂渣裝置，第一金屬絲2取材為 銅絲，第二金屬絲3取材為鉛絲，測渣厚前測量出銅絲固定點和鉛絲固定點之間的距離為 250mm，在鋼管前部安裝一個可拆卸的鋼管套4,鋼管套4的取材為硬紙殼，測渣厚裝置插入 鋼液過程中，鋼管套4破開爐渣，測渣厚裝置插入鋼液1秒鐘后鋼管套4迅速被鋼水燒掉， 鋼液由于大氣和爐渣的壓力進(jìn)入鋼管內(nèi)，鋼液熔化掉與鋼水接觸的銅絲，爐渣熔化掉與爐 渣接觸的鉛絲，鋼管插入鋼液3秒鐘后立即提起，測量銅絲固定位置和熔化位置間的距離 為515mm,測量鉛絲固定位置和恪化位置間的距離為220mm,鋼管內(nèi)鋼液和鋼管外爐渣的液 位差為h 4，計算公式為：
[0047] h4= h ^h1-Ii3= 45mm
[0048] 設(shè)爐渣渣厚為h6,取爐渣的密度P爐漁為3. 45g/cm3,取鋼液密度P雜夜為7. 8g/cm3 利用以上的爐渣渣后計算公式，并代入匕=45mm，得：
[0049] 爐渣渣厚為：
[0050] 最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參 照實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方 案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1. 一種測量鋼包頂渣渣厚的裝置，其特征在于，包括：鋼管（I)、第一金屬絲（2)、第二 金屬絲（3)、鋼管套（4);其中，所述第一金屬絲（2)通過第一固定支架（5)固定在鋼管（1) 的內(nèi)部，所述第二金屬絲（3)通過第二固定支架（6)固定在鋼管（1)的外部，所述第一金屬 絲（2)與第二金屬絲（3)均與所述鋼管（1)的軸線平行；所述鋼管套（4)安裝在鋼管（1) 的前端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量鋼包頂渣渣厚的裝置，其特征在于，所述第一金屬絲（2) 采用熔點低于1000 °C的金屬材料制成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量鋼包頂渣渣厚的裝置，其特征在于，所述第二金屬絲（3) 采用熔點低于400°C的金屬制成。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量鋼包頂渣渣厚的裝置，其特征在于，所述鋼管套（4)的形 狀為錐形。5. 采用權(quán)利要求1-4之一的測量鋼包頂渣渣厚的裝置所實現(xiàn)的測量方法，包括： 步驟1)、測量第一金屬絲（2)的固定點和第二金屬絲（3)的固定點之間的距離h1; 步驟2)、將測量鋼包頂渣渣厚的裝置插入鋼液中，在這一過程中，所述鋼管套（4)破開 爐渣后進(jìn)入鋼液，然后被鋼液燒掉，鋼液在大氣和爐渣的壓力下進(jìn)入所述鋼管（1)內(nèi)；鋼液 熔化掉與鋼液接觸的所述第一金屬絲（2)，爐渣熔化掉與爐渣接觸的所述第二金屬絲（3); 步驟3)、鋼管（1)插入鋼液3~4秒鐘后立即提起，然后分別測量第一金屬絲（2)的固 定位置與其熔化位置之間的距離h2，第二金屬絲（3)的固定位置與其熔化位置間的距離為 h3;計算鋼管（1)內(nèi)鋼液和鋼管（1)外爐渣的液位差h4,其中， h4=h2_hi_h3； 步驟4)、計算鋼管（1)內(nèi)鋼液的上升高度h5;其中，其中，P#?表示鋼渣的密度；P 表示鋼液的密度； 步驟5)、將步驟3)計算得到的鋼管（1)內(nèi)鋼液和鋼管（1)外爐渣的液位差匕、步驟4) 計算得到的鋼管1內(nèi)鋼液的上升高度h5相加，得到爐渣渣厚h6;
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測量鋼包頂渣渣厚的裝置，包括：鋼管、第一金屬絲、第二金屬絲、鋼管套；其中，所述第一金屬絲通過第一固定支架固定在鋼管的內(nèi)部，所述第二金屬絲通過第二固定支架固定在鋼管的外部，所述第一金屬絲與第二金屬絲均與所述鋼管的軸線平行；所述鋼管套安裝在鋼管的前端。
【IPC分類】G01B21/08
【公開號】CN105136090
【申請?zhí)枴緾N201510613000
【發(fā)明人】江洪廣, 劉洪銀, 李雪峰, 周振峰, 倪培亮, 王永剛
【申請人】山東鋼鐵股份有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月23日