专利名称：高炉及工业炉窑炉衬测厚装置和方法
技术领域：
本发明属于高炉及工业炉窑炉衬的检测技术领域。
高炉及工业炉窑是一个巨大的高温反应器，炉衬受到机械碰撞、静压力、气流及熔渣的冲刷作用，承受化学浸蚀和热应力的侵害，不可避免地被浸蚀和磨损。炉衬的损坏会降低炉窑的使用寿命，甚至发生重大事故。如果在高炉及工业炉窑的运行过程中，能及时准确地监测炉衬的状况，有目的地改进操作，采取适当的保护措施，对延长炉龄和安全生产具有重要意义。
高炉生产等是个封闭系统，使得在线测量炉衬的烧损等较为困难。目前工业炉窑的炉衬厚度检测技术，以高炉为例，有以下几种①多点热电偶法，在炉衬深度埋设多支热电偶，假设炉内温度值，用稳定态温度场理论，根据各点温度推算炉衬厚度(《高炉自动化学术会议论文集》第二分册，143～148页);②触发响应法，在炉衬不同深度埋设热电偶，当炉内温度变化时，对各热电偶的温度变化曲线进行相关分析，得出传递时间，用不稳定态温度场理论推算炉衬厚度(《科技资料》高炉炉衬译文集，161～168页);③热流计法，在炉体的钢壳上安置热流计，由热流值推算炉衬厚度(《科技资料》高炉炉衬译文集，142～149页)。上述测量工业炉窑炉衬厚度从而纤维从低速辊喂入高速辊出机，完成无损伤分梳全过程。(见图1)山羊绒无损伤分梳方法的工艺结构可作为分梳机主体部分。每一列分梳单元由喂入风筒(1)、托毛板(2)、喂入辊(3)、分毛辊(4)、档风板(5)、下脚托板(6)、下脚刮板(7)出机辊(8)净绒风筒(9)、下脚风筒(10)等构成。(见图1)。当然也可采用其它的喂入和出机方法。
山羊绒无损伤分梳方法的工艺流程是经过开松去土、去杂的纤维块在喂入风筒内，被强大的气流推动下送到各个喂入辊;喂入辊表面粗大的钢针抓住纤维块缓慢地旋转到托毛板。由于托毛板与喂入辊钢针之间的隔距较小，纤维块被压入针隙之中。第一分毛辊和喂入辊速比较大，且运动规律相同，单数辊速度变化时，喂入辊也相应变化。第一分毛辊在剥取点握持住纤维，并对纤维头端进行梳理。当第一分毛辊的钢针旋转弧长超过握持住纤维的长度时，纤维被转移到第一分毛辊的针面上;其尾部受到喂入辊钢针的梳理。纤维块在这种牵伸，梳理的作用下变成较大的毛束。设第一分毛辊与喂入辊的速比为i1倍;那么在剥取时喂入辊L弧长上的纤维转移到第一分毛辊针面时，纤维分布在第一分毛辊针面i11弧长上，纤维束被牵伸了i1倍。在这个牵伸减薄的过程中，一些没有被钢针握持住的粗刚毛和较大的杂质暴露出来，在重力的作用下落到档风板上，滑到集尘通道内。此时，如果第二分毛辊处于高速状态时，第二分毛辊与第一分毛辊有速比i2倍，在第二剥取点第二分毛辊将握持住第一分毛辊旋转到第二剥取点的纤维束，并对之牵伸、梳理、减薄、去粗去杂。转移到第二分毛辊针面的纤维束又被牵伸了i2倍。在这个剥取转移过程中，由于分毛辊表面的钢针的背角设计在自锁区内，纤维只能在剥取点前作绕针运动。这样分毛辊针背不仅能有效地握持纤维，而且能对纤维束产生分劈作用，加快了在牵伸中分解纤维束的过程。此后，双数辊减速，单数辊升速，第三分毛辊与第二分毛辊有速比i3倍;第一分毛辊与第二分毛辊有速比i2′倍;且第三分毛辊的转速大于第一分毛辊的转速，第一、第三分毛辊剥取第二分毛辊针面上的纤维，第二分毛辊针面的纤维被转移到第一、第三分毛辊上，且第三分毛辊剥取到的纤维量大于第一分毛辊。第三分毛辊剥取到的纤维束又被牵伸了i3倍，并且在剥取过程中又一次梳理、减薄、去粗、去杂。第一分毛辊从第二分毛辊剥取到的纤维又被牵伸了i2′倍，并在剥取过程中去粗去杂。这一部分纤维与第一分毛辊剥取喂入辊上的纤维混合在一起等待下一次第二分毛辊的剥取，同样，此后单数辊减速，双数辊升速，第三分毛辊针面上的纤维将被第二、四分毛辊剥取;且第四分毛辊剥取到的纤维量要大于第二分毛辊剥取到的纤维量。在剥取过程中，进一步牵伸、梳理、去粗去杂。由此平行排列的分毛辊辊子串，前后辊子剥取中间辊子时，前辊子总比后辊子剥取的纤维量大，使纤维有向前移动的运动。随着时间的连续，纤维束被逐一传递到高速辊上。高速辊的转速较高，离心力的作用较为显著，针密较大，梳理作用加强。经过多次牵伸、梳理的纤维束转移到高速辊时已经基本上变成单纤维状态，纤维在这里受到较强的梳理、牵伸、去粗去杂作用，纤维的平行顺直状态非常好，纤维中残存的粗毛与杂质被充分暴露出来，在离心力的作用下被彻底地抛出，甩到集尘通道内。此时可能有一些不能被钢针握持住的短纤维也被离心力甩到集尘通道。只要控制住高速辊的最高转速不超过落绒的临界转速和掌握住喂入量与速比，使辊子针面上的纤维量小于饱和量，这部分短纤维将是很微小的。分梳好的无毛绒转移到出机辊，被净绒风筒中的气流吸引出机。在低速区集尘通道内的下脚含有大量的土杂，在气流和重力的作用下落到下脚托板上，被下脚刮板排出机外。在高速区集尘通道内含有部分短绒的下脚在气流和重力的作用下向下运动，被下脚风筒中的气流排出机外，接受回收装置的处理。
如前所述，由于间歇运动，前后辊子剥取中间辊子，前辊子总比后辊子剥取的纤维量大。按照这个规律，完成了纤维从机尾转移到机头的运动。纤维在转移过程中，由于有后辊剥取前辊的运动，就存在着返回负荷的作用。因为有返回负荷，所以使纤维在转移过程中能够受到反复梳理、牵伸、减薄、去粗去杂。间歇运动和返回负荷的作用是山羊绒无损伤分梳方法的最大特点，也是区别于其它分梳方法的特征。
在山羊绒无损伤分梳方法中，间歇运动存在着两种速比。一种为定速比，就是按单数辊或双数辊辊子之间的速比in(n-2)，如i31＝v3/v1或i42＝v4/v2这个速比可以依靠传动机构保证，是恒定的。另一种为不定速比△in(n-1)，
如△i32＝△v3/△v2＝f(t)，即相邻两辊子间的速比。这个速比是一个与时间成函数关系的速比，随着时间的不同而变化，可以依靠图2的差动机构保证。
定速比保证纤维从进机到出机的移动。定速比的大小影响到转移率和返回率。定速比大则转移率大，返回率减小。当分毛辊转速的最大值和最小值确定以后，总速比也就确定了。此时分毛辊的数目就唯一地与定速比有关。定速比愈大，辊子的数量就愈少，去粗点将减少，去粗效果将降低;同时返回率也就愈小，纤维受到的重复牵伸、梳理、去粗去杂的次数也就愈少，产品的质量将降低;转移率将升高，产量将增加。反之，定速比愈小，辊子的数目就愈多，去粗点将增加，去粗效果将升高;同时返回率将变大，纤维受到的重复梳理次数将增加，产品的质量将提高;转移率将降低，产量将减少。所以定速比的大小非常显著地影响产品的质量、产量和机器的体积。
不定速比保证纤维的可靠转移，是牵伸、梳理、去粗去杂的决定因素。它影响牵伸倍数和速度差。当转速确定后，不定速比愈大，则速差愈大，牵伸减薄的程度愈大。但速差愈大，纤维受到的冲击力愈大，当冲击力超过纤维抗拉强度极限时，纤维发生断裂。由于无损伤分梳方法的剥取过程是一种反复剥取，不定速比只要略大于1都能使纤维得到可靠地转移，速差可以调整到不损伤纤维长度的数值，所以能够实现山羊绒无损伤分梳。
山羊绒无损伤分梳的方法，采用分毛辊辊子串形式，同向剥取方式，纤维受到连续剥取、牵伸、平行顺直状态越来越好，有利于去粗去杂。采用间歇运动方式，可以调节速比，做到无损伤分梳;同时返回负荷大大增加剥取次数，保证大倍数的牵伸。采用多列，可以保证产量。
总之，山羊绒无损伤分梳方法，能提高无毛绒长度，改善山羊绒的可纺性能，扩大了山羊绒的使用范围，能够充分开发利用山羊绒资源。因而，山羊绒无损伤分梳方法是一种理想的山羊绒分梳方法。
最佳实施方案是采用多列立式平行布置的分毛辊辊子串为主体的分梳机构。其特点是便于两面落粗，占地面积小。
附图1 山羊绒无损伤分梳方法工艺及设备示意图。图2 差动机构示意图。
权利要求
1.一种在线检测高炉及工业炉窑炉衬厚度的装置，其特征在于它由电阻元件、引线、信号变换器、直流电源、计算机、显示器、打印机组成，电阻元件沿高炉的高度方向和圆周方向埋设在炉衬内，通过引线，电阻元件与测量系统的信号变换器相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于电阻元件由保护层、连接线路、多个电阻和引线组成。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于电阻元件分断路型电阻元件、短路型电阻元件和复合型电阻元件三种。
4.根据权利要求2和3所述的装置，其特征在于断路型电阻元件由n(n＞1)个并联的电阻R组成;短路型电阻元件由n(n＞1)个串联的电阻组成;复合型电阻元件由多个串、并联的电阻组成。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于电阻元件的埋设方向垂直于炉衬，且与炉衬内外表面相齐。
6.根据权利要求1和4所述的装置，其特征在于电阻元件由复合材料做成，使电阻值与其长度呈相关关系。
7.根据权利要求1和6所述的装置，其特征在于电阻元件可做成带(片)状或棒状。
8.一种利用权利要求1所述的装置，在线测量高炉及工业炉窑炉衬厚度的方法，其特征在于根据电阻元件与炉衬的同步磨损或浸蚀、电阻元件与其长度的相关关系，通过引线、信号变换器、直流电源，将电阻元件因磨损或浸蚀所引起的电阻变化的信号转换成电压信号，并经计算机运算、处理，转换成对应的数字，得出各测量点相应部位炉衬的厚度值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于检测前，将电阻元件的电阻值与其长度的相关关系曲线、高炉内型和炉衬的各项参数预先输入计算机储存。
全文摘要
本发明为高炉及工业炉窑炉衬厚度的检测技术。其主要特征是在炉衬内沿垂直炉衬的方向埋设电阻元件，且电阻元件的电阻值与其长度呈相关关系；电阻元件与炉衬同步磨损和浸蚀。通过测量电阻元件电阻值的变化和利用相应的测量仪表，就可在线检测炉衬的现存厚度。与现有技术相比，本发明的测量精度高，测量装置和测量方法简单。
文档编号G01N7/06GK1054831SQ9110061
公开日1991年9月25日 申请日期1991年2月4日 优先权日1991年2月4日
发明者高征凯, 黄履安, 邓炳汤, 王玉珠, 陶荣尧, 寇宗义, 张兴和 申请人:冶金工业部钢铁研究总院, 上海宝山钢铁总厂