高炉炉衬烧蚀监测装置及其监测方法

1.本发明属于高炉冶炼中的配套设备相关技术领域，具体涉及高炉炉衬烧蚀监测装置及其监测方法。


背景技术：

2.高炉是钢铁冶金企业的重要设备，高炉运行的好坏直接关乎整个钢铁厂的全部流程的运行。而高炉炉衬严重损毁则造成高炉无法继续生产。
3.目前，在对高炉炉衬烧蚀的传统检测方法，一般是靠眼看、耳听来观察炉壳是否发红、鼓包和漏风或是炉衬多层埋偶，根据各层热电偶的温度来推测高炉炉体的侵蚀情况。缺点是：无法及时发现炉衬的早期缺陷，贻误抢修时机；无法确定炉衬损坏程度，因此，提供一种定时监控，有足够精度的高炉炉衬烧蚀监测装置及其监测方法，以解决上述所提出的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供高炉炉衬烧蚀监测装置及其监测方法，以解决上述背景技术中提出的无法及时发现炉衬的早期缺陷，贻误抢修时机；无法确定炉衬损坏程度问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高炉炉衬烧蚀监测装置，包括炉体、电阻监测机构、冲击弹性波监测机构和智能控制器，
6.炉体，所述炉体包括冷却壁、炉壳、填料和炉衬，所述炉衬、填料、冷却壁和炉壳按照从内往外的顺序依次固定连接，完成高炉的搭建；
7.电阻监测机构，所述电阻监测机构包括fmt传感器和电阻棒，所述fmt传感器与电阻棒电性连接，所述电阻棒分别贯穿炉壳、冷却壁和填料，并伸入炉衬的内部；
8.冲击弹性波监测机构，所述冲击弹性波监测机构包括用于产生声波的撞击机构和接收回弹波的弹性波接收器；
9.智能控制器，所述智能控制器分别与伺服电机、fmt传感器、弹性波接收器、第一接近开关和第二接近开关电性连接，并完成对伺服电机、fmt传感器、弹性波接收器、第一接近开关和第二接近开关的智能控制。
10.优选的，所述撞击机构包括支撑横板、伺服电机、支撑立板、减速机和撞击块，所述支撑横板的一端面中部安装有减速机，且减速机的输出轴贯穿伸出支撑横板，所述减速机的输出轴外壁套接有s型推板，所述s型推板的上下两侧安装有接近块，所述减速机的输入端安装有伺服电机，所述支撑横板的另一端面靠近s型推板的两侧固定连接有通孔支撑套座，两个所述通孔支撑套座远离支撑横板的一侧滑动连接有t字形圆杆，且t字形圆杆的一端伸向炉壳，所述t字形圆杆位于s型推板的外侧，所述t字形圆杆靠近s型推板的外壁固定连接有套板，且套板与s型推板的外壁接触，所述t字形圆杆靠近炉壳的一端固定连接有撞击柱，所述t字形圆杆靠近炉壳的一侧外壁套接有弹簧，且弹簧位于撞击柱和通孔支撑套座之间，所述支撑横板靠近两个接近块的外壁上分别安装有第一接近开关和第二接近开关，
所述支撑横板靠近炉壳的一端固定连接有支撑立板，且支撑立板固定在炉壳的外壁上，所述撞击块固定在支撑立板的外壁上，且撞击柱与撞击块的外壁接触，所述弹性波接收器安装在支撑立板的外壁上，且弹性波接收器位于支撑横板的下方。
11.优选的，所述冲击弹性波监测机构的个数为多个，多个所述冲击弹性波监测机构呈环形结构分布在炉壳外壁上。
12.优选的，所述智能控制器为工业plc控制器。
13.优选的，所述电阻棒远离fmt传感器的一端与炉衬的内壁之间的距离为两厘米。
14.优选的，所述第一接近开关位于支撑横板的上侧，所述第一接近开关与两个接近块的相互配合，完成对fmt传感器的控制。
15.优选的，所述第二接近开关位于支撑横板的下侧，所述第二接近开关与两个接近块的相互配合，完成对弹性波接收器的控制。
16.高炉炉衬烧蚀监测方法，包括以下步骤：
17.s1、先将多个电阻监测机构中的电阻棒呈环形结构预埋在炉体内部，且使得电阻棒的一端与炉衬的内壁之间的距离为两厘米，然后，将电阻棒与fmt传感器电性连接，同时，也将多个电阻监测机构呈环形架构安装在炉体上，并与多个电阻监测机构相对，；
18.s2、将多个电阻监测机构中的fmt传感器以及多个冲击弹性波监测机构中的伺服电机、弹性波接收器、第一接近开关和第二接近开关与智能控制器电性连接，同时也将智能控制器与中控端完成电性连接，然后，工作人员对智能控制器完成参数设定工作，完成对伺服电机、fmt传感器、弹性波接收器、第一接近开关和第二接近开关的智能控制；
19.s3、通过对智能控制器进行操作，智能控制器就会控制多个伺服电机工作，并通过减速机带动s型推板逆时针旋转，从而就会带动s型推板上的两个接近块逆时针旋转，同时也会推动套板、t字形圆杆以及撞击柱朝外移动，并挤压弹簧，当s型推板处于水平状态的时候，则套板、t字形圆杆以及撞击柱就会移动最外端，在s型推板继续旋转，且s型推板与套板分离时，第一接近开关就会与一个接近块对齐，第二接近开关就会与另一个接近块对齐，当两个接近块分别与第一接近开关和第二接近开关对齐时，就会控制fmt传感器和弹性波接收器工作；与此同时，s型推板与套板分离，弹簧就会进行伸长工作，从而推动撞击柱朝撞击块，并产生冲击波，而产生的冲击波一部分在大气中传播，被弹性波接收器转换为脉冲信号以确定测量的开始时刻，其余的冲击波在炉体中进行传播，并将其中某些频率放大后送往智能控制器中处理和分析，从而炉体的厚度就可以根据声速和所观察到的波形的反射时间计算出来，在智能控制器展示出计算数据之后，方便工作人员进行判断工作，实现对高炉炉衬烧蚀的监测工作；
20.s4、fmt传感器工作的时候，fmt传感器就会采集电阻棒的变化数据，并传输至智能控制器内部，在智能控制器接收到数据之后，就会对数据进行分析工作和处理工作，当智能控制器完成数据处理工作后，就可以可以显示出炉衬的残余厚度，从而可以实现对高炉炉衬烧蚀的监测工作；
21.s5、在s型推板竖立，且继续进行旋转工作的时候，s型推板就会再次推动套板、t字形圆杆以及撞击柱朝外移动，从而就可以再次进行监测工作，这样就可以及时的完成监测工作，同时通过多个电阻监测机构和多个冲击弹性波监测机构，可以提高监测的精度。
22.与现有技术相比，本发明提供了高炉炉衬烧蚀监测装置及其监测方法，具备以下
有益效果：
23.1、本发明通过多个电阻监测机构、多个冲击弹性波监测机构和智能控制器的相互配合，可以实现多点进行监测工作，而多个电阻监测机构可以完成电阻法监测工作，从而就可以完成对烧蚀后的炉衬的厚度监测工作，多个冲击弹性波监测机构可以完成炉衬的早期缺陷的监测工作以及可以对烧蚀的高炉炉衬进行监测工作，这样就可以提高监测精度，也不会耽误抢修时机；
24.2、本发明通过第一接近开关、第二接近开关与两个接近块的相互配合，能同时完成fmt传感器和弹性波接收器的控制工作，从而使得电阻监测机构和冲击弹性波监测机构同时完成监测控制工作，这样就可以提高高炉炉衬烧蚀的监测精度。
附图说明
25.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
26.图1为本发明提出的高炉炉衬烧蚀监测装置俯视结构示意图；
27.图2为高炉炉衬烧蚀监测装置的正视半剖视结构示意图；
28.图3为图1的a部分放大结构示意图；
29.图4为撞击机构的正视结构示意图；
30.图5为控制流程示意图。
31.图中：1、支撑横板；2、fmt传感器；3、智能控制器；4、伺服电机；5、支撑立板；6、减速机；7、弹性波接收器；8、s型推板；9、冷却壁；10、炉壳；11、填料；12、炉衬；13、电阻棒；14、套板；15、接近块；16、弹簧；17、第一接近开关；18、第二接近开关；19、通孔支撑套座；20、t字形圆杆；21、撞击柱；22、撞击块。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：高炉炉衬烧蚀监测装置及其监测方法，包括炉体、电阻监测机构、冲击弹性波监测机构和智能控制器3，
34.炉体，炉体包括冷却壁9、炉壳10、填料11和炉衬12，炉衬12、填料11、冷却壁9和炉壳10按照从内往外的顺序依次固定连接，完成高炉的搭建；
35.电阻监测机构，电阻监测机构包括fmt传感器2和电阻棒13，fmt传感器2与电阻棒13电性连接，电阻棒13分别贯穿炉壳10、冷却壁9和填料11，并伸入炉衬12的内部；
36.冲击弹性波监测机构，冲击弹性波监测机构包括用于产生声波的撞击机构和接收回弹波的弹性波接收器7；
37.智能控制器3，智能控制器3分别与伺服电机4、fmt传感器2、弹性波接收器7、第一接近开关17和第二接近开关18电性连接，并完成对伺服电机4、fmt传感器2、弹性波接收器7、第一接近开关17和第二接近开关18的智能控制。
38.如图2、图3和图4所示，撞击机构包括支撑横板1、伺服电机4、支撑立板5、减速机6和撞击块22，支撑横板1的一端面中部安装有减速机6，且减速机6的输出轴贯穿伸出支撑横板1，减速机6的输出轴外壁套接有s型推板8，s型推板8的上下两侧安装有接近块15，减速机6的输入端安装有伺服电机4，支撑横板1的另一端面靠近s型推板8的两侧固定连接有通孔支撑套座19，两个通孔支撑套座19远离支撑横板1的一侧滑动连接有t字形圆杆20，且t字形圆杆20的一端伸向炉壳10，t字形圆杆20位于s型推板8的外侧，t字形圆杆20靠近s型推板8的外壁固定连接有套板14，且套板14与s型推板8的外壁接触，t字形圆杆20靠近炉壳10的一端固定连接有撞击柱21，t字形圆杆20靠近炉壳10的一侧外壁套接有弹簧16，且弹簧16位于撞击柱21和通孔支撑套座19之间，支撑横板1靠近两个接近块15的外壁上分别安装有第一接近开关17和第二接近开关18，支撑横板1靠近炉壳10的一端固定连接有支撑立板5，且支撑立板5固定在炉壳10的外壁上，撞击块22固定在支撑立板5的外壁上，且撞击柱21与撞击块22的外壁接触，弹性波接收器7安装在支撑立板5的外壁上，且弹性波接收器7位于支撑横板1的下方，通过撞击机构，可以产生监测的冲击波，在弹性波接收器7接收到回弹的冲击波之后，从而通过智能控制器3，就可以计算出炉体的厚度，方便工作人员判断炉衬12是否腐蚀。
39.为了多点进行监测工作，冲击弹性波监测机构的个数为多个，多个冲击弹性波监测机构呈环形结构分布在炉壳10外壁上，通过多个冲击弹性波监测机构，可以完成多点监测工作，提高精度。
40.为了实现智能控制工作，智能控制器3为工业plc控制器，通过智能控制器3，实现智能控制工作，同时也为了更好地进行数据处理工作和分析工作，并展示分析处理的数据，方便工作人员进行判断。
41.为了实现电阻法监测工作，电阻棒13远离fmt传感器2的一端与炉衬12的内壁之间的距离为两厘米，通过电阻棒13的变化，方便智能控制器3可以计算出炉衬12的残余厚度，从而就可以提高监测的精度。
42.为了实现定时控制工作，第一接近开关17位于支撑横板1的上侧，第一接近开关17与两个接近块15的相互配合，完成对fmt传感器2的控制，通过第一接近开关17与两个接近块15，可以定时控制电阻监测机构完成监测工作。
43.为了实现定时控制工作，第二接近开关18位于支撑横板1的下侧，第二接近开关18与两个接近块15的相互配合，完成对弹性波接收器7的控制，通过第二接近开关18与两个接近块15，可以定时控制冲击弹性波监测机构完成监测工作。
44.高炉炉衬烧蚀监测方法，包括以下步骤：
45.s1、先将多个电阻监测机构中的电阻棒13呈环形结构预埋在炉体内部，且使得电阻棒13的一端与炉衬12的内壁之间的距离为两厘米，然后，将电阻棒13与fmt传感器2电性连接，同时，也将多个电阻监测机构呈环形架构安装在炉体上，并与多个电阻监测机构相对，；
46.s2、将多个电阻监测机构中的fmt传感器2以及多个冲击弹性波监测机构中的伺服电机4、弹性波接收器7、第一接近开关17和第二接近开关18与智能控制器3电性连接，同时也将智能控制器3与中控端完成电性连接，然后，工作人员对智能控制器3完成参数设定工作，完成对伺服电机4、fmt传感器2、弹性波接收器7、第一接近开关17和第二接近开关18的
智能控制；
47.s3、通过对智能控制器3进行操作，智能控制器3就会控制多个伺服电机4工作，并通过减速机6带动s型推板8逆时针旋转，从而就会带动s型推板8上的两个接近块15逆时针旋转，同时也会推动套板14、t字形圆杆20以及撞击柱21朝外移动，并挤压弹簧16，当s型推板8处于水平状态的时候，则套板14、t字形圆杆20以及撞击柱21就会移动最外端，在s型推板8继续旋转，且s型推板8与套板14分离时，第一接近开关17就会与一个接近块15对齐，第二接近开关18就会与另一个接近块15对齐，当两个接近块15分别与第一接近开关17和第二接近开关18对齐时，就会控制fmt传感器2和弹性波接收器7工作；与此同时，s型推板8与套板14分离，弹簧16就会进行伸长工作，从而推动撞击柱21朝撞击块22，并产生冲击波，而产生的冲击波一部分在大气中传播，被弹性波接收器7转换为脉冲信号以确定测量的开始时刻，其余的冲击波在炉体中进行传播，并将其中某些频率放大后送往智能控制器3中处理和分析，从而炉体的厚度就可以根据声速和所观察到的波形的反射时间计算出来，在智能控制器3展示出计算数据之后，方便工作人员进行判断工作，实现对高炉炉衬烧蚀的监测工作；
48.s4、fmt传感器2工作的时候，fmt传感器2就会采集电阻棒13的变化数据，并传输至智能控制器3内部，在智能控制器3接收到数据之后，就会对数据进行分析工作和处理工作，当智能控制器3完成数据处理工作后，就可以可以显示出炉衬12的残余厚度，从而可以实现对高炉炉衬烧蚀的监测工作；
49.s5、在s型推板8竖立，且继续进行旋转工作的时候，s型推板8就会再次推动套板14、t字形圆杆20以及撞击柱21朝外移动，从而就可以再次进行监测工作，这样就可以及时的完成监测工作，同时通过多个电阻监测机构和多个冲击弹性波监测机构，可以提高监测的精度。
50.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。