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冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置及方法

文檔序號(hào):6241321閱讀:865來(lái)源:國(guó)知局
冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置及方法
【專利摘要】冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置及方法,所述裝置包括液面判定測(cè)量回路、減速電機(jī)、PLC或DCS系統(tǒng)、編碼器、鏈輪、電機(jī)控制箱、上限開關(guān)、鏈條、平衡錘、下限開關(guān)和棒式探極(或雙極棒式探極)。所述方法包括:(1)測(cè)量棒式探極初始距離,運(yùn)行PLC或DCS系統(tǒng)、液面判定測(cè)量回路,編碼器開始讀取鏈輪轉(zhuǎn)數(shù);(2)棒式探極觸碰到高溫熔體時(shí),測(cè)量回路接通,讀取鏈輪轉(zhuǎn)數(shù);(3)計(jì)算得出棒式探極的行程L和液位高度H。本發(fā)明裝置和方法可在冶金爐內(nèi)溫度≤1600℃下進(jìn)行測(cè)量,抗干擾能力強(qiáng),爐內(nèi)高濃度粉塵、粘渣、結(jié)塊不影響測(cè)量結(jié)果。本發(fā)明裝置測(cè)量精度可達(dá)厘米級(jí)別,可測(cè)量泡沫渣、熔渣、熔锍、熔鹽或金屬的高溫熔體。
【專利說(shuō)明】冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冶金爐高溫熔體液位測(cè)量裝置及方法,具體涉及一種通過(guò)檢測(cè)高溫熔體的導(dǎo)電性來(lái)判斷其液位的冶金爐高溫熔體液位測(cè)量裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]冶金爐正常生產(chǎn)過(guò)程中,爐內(nèi)高溫冶金熔體液位的高低直接影響工藝過(guò)程的順利進(jìn)行,因此檢測(cè)冶金爐內(nèi)高溫冶金熔體的液位十分必要;尤其是熔池熔煉工藝中,冶金反應(yīng)均在熔渣中進(jìn)行,一旦失控則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的惡性泡沫渣事故,13000C以上的熔渣從爐頂?shù)雀魈幙紫秶姙R而出,嚴(yán)重傷害人員安全,將造成重大人身設(shè)備事故。
[0003]目前在高爐、焦?fàn)t等工藝中已有幾種方法測(cè)量高溫固體物料的料位,但均不適用于高溫熔體的環(huán)境。
[0004]射頻電容物位計(jì)是基于射頻導(dǎo)納和電容技術(shù)引進(jìn)研發(fā)而成。工作原理是,基于所有物料均有不同的介電常數(shù),而且其導(dǎo)電率均不同于空氣。將一無(wú)線電頻率施加在探頭上,其探頭和容器壁構(gòu)成電容器,其探頭與介質(zhì)接觸時(shí),由于微小電量的偏移,其所反映的總阻抗發(fā)生變化,這一變化被電路檢測(cè)后通過(guò)連續(xù)的分析(與預(yù)先由靈敏度設(shè)置電路建立參考基準(zhǔn)相比較)確定周圍環(huán)境(物位)的變化。射頻電容物位計(jì)可測(cè)量塊狀、顆粒狀、粉末狀等固體物料以及水、溶液、油等液體物位。此種料位計(jì)的缺陷在于:工況點(diǎn)預(yù)調(diào)好之后,由于物料狀況或環(huán)境狀況變化易產(chǎn)生飄移和誤動(dòng)作,在高溫、高粉塵熔爐中,由于掛渣和結(jié)塊等原因完全不適合使用。
[0005]重錘式料位計(jì)由傳感器和控制顯示儀表組成。傳感器采用重錘探測(cè)式,各種信號(hào)由無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)的磁敏元件取出,運(yùn)行可靠。傳感器安裝于倉(cāng)頂,重錘由電機(jī)通過(guò)不銹鋼帶或不銹鋼纜牽引吊放在倉(cāng)內(nèi)。儀表控制傳感器自動(dòng)定時(shí)對(duì)料位進(jìn)行探測(cè),每次測(cè)量時(shí)重錘從頂倉(cāng)起始位置開始下降,重錘接觸到料面立即返回到倉(cāng)頂,等待下一次測(cè)量。此種測(cè)量的缺陷是:其一,在高爐惡劣的環(huán)境中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)鋼絲繩亂繩、鋼帶打轉(zhuǎn),造成斷繩掉錘事故;其二,傳感器測(cè)繩力的方法無(wú)法測(cè)量泡沫和熔體,也無(wú)法解決沾渣結(jié)塊情況。
[0006]干熄焦?fàn)t連續(xù)料位計(jì)的測(cè)量原理是:將測(cè)量探頭安裝在料倉(cāng)的倉(cāng)壁上,探頭與倉(cāng)壁相對(duì)形成了一個(gè)電容場(chǎng)。探頭為正極,倉(cāng)壁為負(fù)極。料位的上下變化使二極之間的電容量產(chǎn)生增或減。探頭中的脈沖卡可以把物位變化轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)送給控制儀表??刂苾x表經(jīng)運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)換為工程量顯示出來(lái),從而實(shí)現(xiàn)物位的連續(xù)測(cè)量。使得操作人員得知干熄焦的準(zhǔn)確高度。其缺陷在于:電極不能承受1200°C以上高溫,電極無(wú)法應(yīng)對(duì)掛渣、結(jié)塊的干擾。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,并通過(guò)輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)、計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)或者通過(guò)RS485能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制和通訊的冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供一種能克服現(xiàn)有測(cè)量方法的不足,滿足熔池熔煉生產(chǎn)過(guò)程中檢測(cè)爐內(nèi)熔體高度,尤其是泡沫渣熔體高度的要求,以達(dá)到有效控制熔池熔煉生產(chǎn)過(guò)程中泡沫渣高度、防止發(fā)生噴爐事故和實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全生產(chǎn)的目的的冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量方法。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置,包括液面判定測(cè)量回路、減速電機(jī)、PLC或DCS系統(tǒng)、編碼器、鏈輪、電機(jī)控制箱、上限開關(guān)、鏈條、平衡錘、下限開關(guān)和棒式探極;所述PLC或DCS系統(tǒng)分別與液面判定測(cè)量回路、編碼器和電機(jī)控制箱相連;所述電機(jī)控制箱分別與減速電機(jī)和平衡錘運(yùn)行軌道上在上、下極限位置設(shè)置的上、下限開關(guān)相連;所述減速電機(jī)與鏈輪相連,鏈輪同軸安裝編碼器;所述棒式探極通過(guò)鏈條與平衡錘相連并跨接在鏈輪和減速電機(jī)上;所述棒式探極為單極電極,液面判定測(cè)量回路連接棒式探極和金屬爐體與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路。減速電機(jī)可驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)鏈條、棒式探極及平衡錘運(yùn)動(dòng);平衡錘的作用主要是與鏈條和棒式探極保持平衡,以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,當(dāng)平衡錘接觸上、下限開關(guān)時(shí),減速電機(jī)均停止運(yùn)行,保證了系統(tǒng)的安全防護(hù)性能。
[0010]進(jìn)一步,所述棒式探極包括電極、絕緣塊、機(jī)械連接頭和耐高溫傳輸導(dǎo)線;所述電極通過(guò)絕緣塊與機(jī)械連接頭相連,機(jī)械連接頭再與鏈條相連,耐高溫傳輸導(dǎo)線連接電極與液面判定測(cè)量回路,耐高溫傳輸導(dǎo)線隨棒式探極一起運(yùn)行;所述電極選用耐高溫的電的良導(dǎo)體鑰、鋼、銅或石墨制成。當(dāng)高溫熔體爐體為具有導(dǎo)電性的銅水套、鋼水套等金屬爐體時(shí),選用單極電極,單極電極作為測(cè)量回路的正極,導(dǎo)電爐體作為測(cè)量回路的負(fù)極。
[0011]進(jìn)一步,所述棒式探極由雙極棒式探極替換,液面判定測(cè)量回路連接棒式探極正極和棒式探極負(fù)極與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路。
[0012]進(jìn)一步,所述雙極棒式探極包括棒式探極正極、棒式探極負(fù)極、絕緣塊、雙極連接塊和耐高溫傳輸導(dǎo)線;所述棒式探極正極和棒式探極負(fù)極分別通過(guò)絕緣塊與雙極連接塊相連,雙極連接塊再與鏈條相連,耐高溫傳輸導(dǎo)線分別連接棒式探極正極、棒式探極負(fù)極與液面判定測(cè)量回路,耐高溫傳輸導(dǎo)線隨棒式探極一起運(yùn)行;所述棒式探極正極和棒式探極負(fù)極選用耐高溫的電的良導(dǎo)體鑰、鋼、銅或石墨制成。當(dāng)高溫熔體爐體為不具有導(dǎo)電性的如耐火材料的非金屬爐體時(shí),選用雙極棒式探極,雙極棒式探極的正極作為測(cè)量回路的正極,雙極棒式探極的負(fù)極作為測(cè)量回路的負(fù)極。
[0013]進(jìn)一步,所述棒式探極正極和棒式探極負(fù)極為同等長(zhǎng)度,兩個(gè)棒式探極之間用雙極連接塊分隔距離100?3000mm。
[0014]進(jìn)一步,所述液面判定測(cè)量回路和編碼器通過(guò)輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)、計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)或者通過(guò)RS485與PLC或DCS系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)。
[0015]本發(fā)明裝置中,絕緣塊和雙極連接塊均為絕緣材料,一般采用塑料王、膠木等,由于此處在測(cè)量過(guò)程中離高溫爐較遠(yuǎn),所以對(duì)溫度的要求不高,一般能耐100°c溫度就能滿足。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量方法,包括以下步驟:
(I)測(cè)量高溫熔體爐床底部到棒式探極下端的距離并輸入PLC或DCS系統(tǒng)后,運(yùn)行PLC或DCS系統(tǒng),液面判定測(cè)量回路啟動(dòng),同時(shí),編碼器自動(dòng)記憶棒式探極下端的起始零點(diǎn)位置,PLC或DCS系統(tǒng)向編碼器發(fā)出采數(shù)信號(hào),開始讀取鏈輪轉(zhuǎn)數(shù);
(2)棒式探極在減速電機(jī)所帶動(dòng)鏈條的傳動(dòng)下向高溫熔體的上表面運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒式探極觸碰到高溫熔體上表面時(shí),液面判定測(cè)量回路連接棒式探極和金屬爐體與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路,液面判定測(cè)量回路依據(jù)測(cè)量回路的接通信號(hào)向PLC或DCS系統(tǒng)發(fā)出傳動(dòng)系統(tǒng)停止信號(hào),PLC或DCS系統(tǒng)再通過(guò)電機(jī)控制箱停止減速電機(jī)運(yùn)行,繼而鏈條與棒式探極停止向下運(yùn)行,同時(shí),PLC或DCS系統(tǒng)讀取編碼器發(fā)出的鏈輪轉(zhuǎn)數(shù)η讀數(shù);
(3)PLC或DCS系統(tǒng)依據(jù)傳動(dòng)鏈輪的半徑R和所讀取的傳動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)數(shù)η,利用公式L=2 *R*n,計(jì)算出棒式探極的行程L,并根據(jù)步驟(I)中所測(cè)高溫熔體爐床底部到棒式探極下端的距離S,利用公式H=S-L,換算成冶金爐內(nèi)高溫熔體液位高度H,同時(shí),PLC或DCS系統(tǒng)指示減速電機(jī)反轉(zhuǎn)返回起始零點(diǎn)位置。
[0017]進(jìn)一步,步驟(2)中,當(dāng)所述棒式探極為雙極棒式探極時(shí),由液面判定測(cè)量回路連接棒式探極正極和棒式探極負(fù)極與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路。
[0018]本發(fā)明方法可適用的高溫熔體有泡沫渣、熔渣、熔锍、熔鹽或金屬等。
[0019]本發(fā)明裝置的工作過(guò)程是:將PLC或DCS系統(tǒng)分別與液面判定測(cè)量回路、編碼器和電機(jī)控制箱相連;電機(jī)控制箱分別與減速電機(jī)和平衡錘運(yùn)行軌道上在上、下極限位置設(shè)置的上、下限開關(guān)相連;減速電機(jī)與鏈輪相連,鏈輪同軸安裝編碼器;棒式探極(或雙極棒式探極)通過(guò)鏈條與平衡錘相連并跨接在鏈輪和減速電機(jī)上。開始測(cè)量時(shí),首先,測(cè)量高溫熔體爐床底部到棒式探極(或雙極棒式探極)下端的距離并輸入PLC或DCS系統(tǒng)后,運(yùn)行PLC或DCS系統(tǒng),液面判定測(cè)量回路啟動(dòng),同時(shí),編碼器自動(dòng)記憶棒式探極(或雙極棒式探極)下端的起始零點(diǎn)位置,PLC或DCS系統(tǒng)向編碼器發(fā)出采數(shù)信號(hào),開始讀取鏈輪轉(zhuǎn)數(shù);然后,減速電機(jī)得電開始運(yùn)行,棒式探極(或雙極棒式探極)在減速電機(jī)所帶動(dòng)鏈條的傳動(dòng)下向高溫熔體的上表面運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒式探極(或雙極棒式探極)觸碰到高溫熔體上表面時(shí),液面判定測(cè)量回路連接棒式探極(單極電極)和金屬爐體與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路(當(dāng)棒式探極為雙極棒式探極時(shí),液面判定測(cè)量回路連接棒式探極正極和棒式探極負(fù)極與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路),液面判定測(cè)量回路依據(jù)測(cè)量回路的接通信號(hào)向PLC或DCS系統(tǒng)發(fā)出傳動(dòng)系統(tǒng)停止信號(hào),PLC或DCS系統(tǒng)再通過(guò)電機(jī)控制箱停止減速電機(jī)運(yùn)行,繼而鏈條與棒式探極(或雙極棒式探極)停止向下運(yùn)行,同時(shí),PLC或DCS系統(tǒng)讀取編碼器發(fā)出的鏈輪轉(zhuǎn)數(shù)η讀數(shù);最后,PLC或DCS系統(tǒng)依據(jù)傳動(dòng)鏈輪的半徑R和所讀取的傳動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)數(shù)η,計(jì)算出棒式探極(或雙極棒式探極)的行程L,繼而換算成冶金爐內(nèi)高溫熔體液位高度H,同時(shí),PLC或DCS系統(tǒng)指示減速電機(jī)反轉(zhuǎn)返回起始零點(diǎn)位置。
[0020]本發(fā)明方法的原理是:依據(jù)高溫熔體與空氣完全不同的導(dǎo)電性,通過(guò)棒式探極測(cè)量導(dǎo)電性的變化作為棒式探極接觸高溫熔體液面的判斷根據(jù)。液面判定測(cè)量回路負(fù)責(zé)測(cè)量高溫熔體的導(dǎo)電性以判斷棒式探極是否到達(dá)液面;編碼器通過(guò)測(cè)量鏈輪的轉(zhuǎn)數(shù)η,自動(dòng)采集、保持、運(yùn)算所測(cè)棒式探極運(yùn)行距離,并將其反饋給PLC或DCS系統(tǒng)換算成高溫熔體液位的高度;液面判定測(cè)量回路與編碼器的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了高溫熔體液位的測(cè)量。采用單極電極的裝置以電極作為測(cè)量回路正極,爐體作為測(cè)量回路負(fù)極,適用于金屬爐體;采用雙極棒式探極的裝置分別以雙極棒式探極的正、負(fù)極作為測(cè)量回路的正、負(fù)極,適用于非金屬爐體。
[0021]本發(fā)明主要有如下優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明裝置及方法解決了冶金爐內(nèi)高溫熔體液位的測(cè)量問(wèn)題,由于本發(fā)明方法的棒式探極選用鑰、鋼、銅、石墨等耐高溫的電的良導(dǎo)體制成,在測(cè)量工作時(shí)間內(nèi)能抗拒高溫,所以在冶金爐溫度不大于1600°C的工藝條件下可以進(jìn)行正常測(cè)量;本發(fā)明所用棒式探極直接接觸高溫熔體,利用棒式探極和高溫熔體、金屬爐體(或者雙極棒式探極正、負(fù)極與高溫熔體)構(gòu)成回路,所以爐內(nèi)高濃度粉塵、粘渣、結(jié)塊不影響本方法的測(cè)量結(jié)果,保證了系統(tǒng)工作的持久運(yùn)行能力;
(2)測(cè)量鏈輪轉(zhuǎn)數(shù)的編碼器每轉(zhuǎn)可相應(yīng)發(fā)出500?3000個(gè)脈沖,所以本發(fā)明裝置測(cè)量精度可達(dá)到厘米級(jí)別;
(3)通過(guò)液面判定與料位測(cè)量的有機(jī)結(jié)合,使高溫熔體液位測(cè)量規(guī)避了所有的干擾因素,保證了裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行;
(4)本發(fā)明裝置的液面判定測(cè)量回路具有范圍較廣的適應(yīng)性,不同物料都適用液面判定測(cè)量回路,本發(fā)明裝置適用所有高溫熔體,如泡沫渣、熔渣、熔锍、熔鹽或金屬等;
(5)本發(fā)明裝置通過(guò)設(shè)置平衡鍾和上、下限開關(guān),提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性;當(dāng)平衡鍾接觸上、下限開關(guān)時(shí),減速電機(jī)均停止運(yùn)行;
(6)本發(fā)明裝置所有控制和信號(hào)可以與PLC或DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊,操作及控制性強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置實(shí)施例1I的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3 (a)為圖1中A的局部放大圖;
圖3 (b)為圖2中B的局部放大圖。
[0023]圖中:1_液面判定測(cè)量回路,2-減速電機(jī),3-PLC或DCS系統(tǒng),4-編碼器,5-鏈輪,6-電機(jī)控制箱,7-上限開關(guān),8-鏈條,9-平衡錘,10-下限開關(guān),11-爐膛,12-高溫熔體,13-金屬爐體,14-檢測(cè)口,15-棒式探極,16-耐高溫傳輸導(dǎo)線,17-絕緣塊,18-機(jī)械連接頭,19-雙極連接塊,20-棒式探極正極,21-棒式探極負(fù)極,22-電極,23-雙極棒式探極。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例1:本發(fā)明冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置實(shí)施例1
如圖1所示,本冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置實(shí)施例包括液面判定測(cè)量回路1、減速電機(jī)2、PLC系統(tǒng)3、編碼器4、鏈輪5、電機(jī)控制箱6、上限開關(guān)7、鏈條8、平衡錘9、下限開關(guān)10和棒式探極15 ;所述PLC系統(tǒng)3分別與液面判定測(cè)量回路1、編碼器4和電機(jī)控制箱6相連;所述電機(jī)控制箱6分別與減速電機(jī)2和平衡錘9運(yùn)行軌道上在上、下極限位置設(shè)置的上限開關(guān)7和下限開關(guān)10相連;所述減速電機(jī)2與鏈輪5相連,鏈輪5同軸安裝編碼器4 ;所述棒式探極15通過(guò)鏈條8與平衡錘9相連并跨接在鏈輪5和減速電機(jī)2上;由于本實(shí)施例的爐體為金屬水套,液面判定測(cè)量回路I連接棒式探極15和金屬爐體13與高溫熔體12構(gòu)成測(cè)量回路;所述棒式探極15包括:電極22、絕緣塊17、機(jī)械連接頭18和耐高溫傳輸導(dǎo)線
16;所述電極22通過(guò)絕緣塊17與機(jī)械連接頭18相連,機(jī)械連接頭18再與鏈條8相連,耐高溫傳輸導(dǎo)線16連接電極22與液面判定測(cè)量回路I ;所述電極22選用耐高溫的電的良導(dǎo)體銅制成。
[0026]實(shí)施例2:利用實(shí)施例1之冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置進(jìn)行富氧側(cè)吹揮發(fā)熔池熔煉爐膛液位測(cè)量的方法實(shí)施例
包括以下步驟:
(1)測(cè)量開始,將爐床底部到棒式探極15起始位置的距離S=5000mm輸入PLC系統(tǒng)3,在PLC系統(tǒng)3上點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)按鈕,液面判定測(cè)量回路I啟動(dòng),編碼器4自動(dòng)記憶棒式探極15下端的起始零點(diǎn)位置,PLC系統(tǒng)3向編碼器4發(fā)出采數(shù)信號(hào),開始讀取鏈輪5轉(zhuǎn)數(shù);
(2)減速電機(jī)2得電開始運(yùn)行,棒式探極15在減速電機(jī)2所帶動(dòng)鏈條8的傳動(dòng)下,通過(guò)檢測(cè)口 14伸入爐膛11,向高溫熔體12的上表面運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒式探極15觸碰到高溫熔體12上表面時(shí),由于高溫熔體12具有導(dǎo)電性,棒式探極15作為正極,銅水套金屬爐體13作為負(fù)極,與高溫熔體12和液面判定測(cè)量回路I構(gòu)成測(cè)量回路,液面判定測(cè)量回路I通過(guò)測(cè)量回路的連通,來(lái)確定棒式探極15所在的位置為熔體的液面,當(dāng)測(cè)量回路導(dǎo)通時(shí),由液面判定測(cè)量回路I向PLC系統(tǒng)3發(fā)出傳動(dòng)系統(tǒng)停止信號(hào)(4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)),PLC系統(tǒng)3通過(guò)電機(jī)控制箱6停止減速電機(jī)2運(yùn)行,繼而鏈條8和棒式探極15停止向下運(yùn)行,同時(shí)PLC系統(tǒng)3讀取編碼器4發(fā)出的轉(zhuǎn)數(shù)η的累計(jì)脈沖數(shù);
(3)PLC系統(tǒng)3依據(jù)鏈輪5半徑R=50mm和所讀取的傳動(dòng)鏈輪5轉(zhuǎn)數(shù)7.5轉(zhuǎn),利用公式1=2 π *R*n=2 π *50*7.5 ^ 2355mm (其中,L為棒式探極15的行程),然后,依據(jù)爐床底部到棒式探極15下端起始位置的距離S=5000mm,按照公式H=S-L=5000-2355=2645mm,即爐內(nèi)高溫熔體12液位高度H為2645mm,延時(shí)2s后,棒式探極15由PLC系統(tǒng)3指示減速電機(jī)2依據(jù)計(jì)算的行程反轉(zhuǎn)返回起始零點(diǎn)位置。
[0027]實(shí)施例3:本發(fā)明冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置實(shí)施例1I
如圖2所示,本發(fā)明冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置實(shí)施例包括液面判定測(cè)量回路1、減速電機(jī)2、PLC系統(tǒng)3、編碼器4、鏈輪5、電機(jī)控制箱6、上限開關(guān)7、鏈條8、平衡錘9、下限開關(guān)10和雙極棒式探極23 ;所述PLC系統(tǒng)3分別與液面判定測(cè)量回路1、編碼器4和電機(jī)控制箱6相連;所述電機(jī)控制箱6分別與減速電機(jī)2和平衡錘9運(yùn)行軌道上在上、下極限位置設(shè)置的上限開關(guān)7和下限開關(guān)10相連;所述減速電機(jī)2與鏈輪5相連,鏈輪5同軸安裝編碼器4 ;所述雙極棒式探極23通過(guò)鏈條8與平衡錘9相連并跨接在鏈輪5和減速電機(jī)2上;由于本實(shí)施例的爐體是耐火磚,為非金屬,液面判定測(cè)量回路I連接棒式探極正極20和棒式探極負(fù)極21與高溫熔體12構(gòu)成測(cè)量回路;所述雙極棒式探極23包括:棒式探極正極20、棒式探極負(fù)極21、絕緣塊17、雙極連接塊19和耐高溫傳輸導(dǎo)線16 ;所述棒式探極正極20和棒式探極負(fù)極21分別通過(guò)絕緣塊17與雙極連接塊19相連,雙極連接塊19再與鏈條8相連,耐高溫傳輸導(dǎo)線16分別連接棒式探極正極20、棒式探極負(fù)極21與液面判定測(cè)量回路I ;所述棒式探極正極20和棒式探極負(fù)極21選用耐高溫的電的良導(dǎo)體鋼制成;所述棒式探極正極20和棒式探極負(fù)極21之間用塑料王制得的雙極連接塊19分隔300mm。
[0028]實(shí)施例4:利用實(shí)施例3之冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置進(jìn)行鼓風(fēng)爐前床液位的測(cè)量方法實(shí)施例
包括以下步驟:
(I)測(cè)量開始,將爐床底部到雙極棒式探極23下端的距離S=3000mm輸入PLC系統(tǒng)3,在PLC系統(tǒng)3上點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)按鈕,液面判定測(cè)量回路I啟動(dòng),編碼器4自動(dòng)記憶雙極棒式探極23下端的起始零點(diǎn)位置,PLC系統(tǒng)3向編碼器4發(fā)出采數(shù)信號(hào),開始讀取鏈輪5轉(zhuǎn)數(shù); (2)減速電機(jī)2得電開始運(yùn)行,雙極棒式探極23在減速電機(jī)2所帶動(dòng)鏈條8的傳動(dòng)下,通過(guò)檢測(cè)口 14伸入爐膛11,向高溫熔體12的上表面運(yùn)動(dòng),當(dāng)雙極棒式探極23觸碰到高溫熔體12上表面時(shí),由于高溫熔體12具有導(dǎo)電性,棒式探極正極20作為正極,棒式探極負(fù)極21作為負(fù)極,與高溫熔體12和液面判定測(cè)量回路I構(gòu)成測(cè)量回路,液面判定測(cè)量回路I通過(guò)測(cè)量回路的連通,來(lái)確定雙極棒式探極23所在的位置為熔體的液面,當(dāng)測(cè)量回路導(dǎo)通時(shí),由液面判定測(cè)量回路I向PLC系統(tǒng)3發(fā)出傳動(dòng)系統(tǒng)停止信號(hào)(RS485),PLC系統(tǒng)3通過(guò)電機(jī)控制箱6停止減速電機(jī)2運(yùn)行,繼而鏈條8與雙極棒式探極23停止向下運(yùn)行,同時(shí)PLC系統(tǒng)3讀取編碼器4發(fā)出的轉(zhuǎn)數(shù)η的累計(jì)脈沖數(shù);
(3)PLC系統(tǒng)3依據(jù)鏈輪5半徑R=50mm和所讀取的傳動(dòng)鏈輪5轉(zhuǎn)數(shù)8轉(zhuǎn),利用公式1=2 π *R*n=2 π *50*8 ^ 2512mm (其中,L為雙極棒式探極23的行程),然后,依據(jù)爐床底部到雙極棒式探極23下端的距離S=3000mm,按照公式H=S-L=3000-2512=488mm,即爐內(nèi)高溫熔體12液位高度H為488mm,延時(shí)2s后,雙極棒式探極23由PLC系統(tǒng)3指示減速電機(jī)2依據(jù)計(jì)算的行程反轉(zhuǎn)返回起始零點(diǎn)位置。
【權(quán)利要求】
1.一種冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置,其特征在于:包括液面判定測(cè)量回路、減速電機(jī)、PLC或DCS系統(tǒng)、編碼器、鏈輪、電機(jī)控制箱、上限開關(guān)、鏈條、平衡錘、下限開關(guān)和棒式探極;所述PLC或DCS系統(tǒng)分別與液面判定測(cè)量回路、編碼器和電機(jī)控制箱相連;所述電機(jī)控制箱分別與減速電機(jī)和平衡錘運(yùn)行軌道上在上、下極限位置設(shè)置的上、下限開關(guān)相連;所述減速電機(jī)與鏈輪相連,鏈輪同軸安裝編碼器;所述棒式探極通過(guò)鏈條與平衡錘相連并跨接在鏈輪和減速電機(jī)上;所述棒式探極為單極電極,液面判定測(cè)量回路連接棒式探極和金屬爐體與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置,其特征在于:所述棒式探極包括電極、絕緣塊、機(jī)械連接頭和耐高溫傳輸導(dǎo)線;所述電極通過(guò)絕緣塊與機(jī)械連接頭相連,機(jī)械連接頭再與鏈條相連,耐高溫傳輸導(dǎo)線連接電極與液面判定測(cè)量回路;所述電極選用耐高溫的電的良導(dǎo)體鑰、鋼、銅或石墨制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置,其特征在于:所述棒式探極由雙極棒式探極替換,液面判定測(cè)量回路連接棒式探極正極和棒式探極負(fù)極與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置,其特征在于:所述雙極棒式探極包括棒式探極正極、棒式探極負(fù)極、絕緣塊、雙極連接塊和耐高溫傳輸導(dǎo)線;所述棒式探極正極和棒式探極負(fù)極分別通過(guò)絕緣塊與雙極連接塊相連,雙極連接塊再與鏈條相連,耐高溫傳輸導(dǎo)線分別連接棒式探極正極、棒式探極負(fù)極與液面判定測(cè)量回路;所述棒式探極正極和棒式探極負(fù)極選用耐高溫的電的良導(dǎo)體鑰、鋼、銅或石墨制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置,其特征在于:所述棒式探極正極和棒式探極負(fù)極為同等長(zhǎng)度,兩個(gè)棒式探極之間用雙極連接塊分隔距離100?3000mmo
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5之一所述冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置,其特征在于:所述液面判定測(cè)量回路和編碼器通過(guò)輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)、計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)或者通過(guò)RS485與PLC或DCS系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)。
7.一種利用權(quán)利要求1?6之一所述冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量的冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量方法,其特征在于:包括以下步驟: (1)測(cè)量高溫熔體爐床底部到棒式探極下端的距離并輸入PLC或DCS系統(tǒng)后,運(yùn)行PLC或DCS系統(tǒng),液面判定測(cè)量回路啟動(dòng),同時(shí),編碼器自動(dòng)記憶棒式探極下端的起始零點(diǎn)位置,PLC或DCS系統(tǒng)向編碼器發(fā)出采數(shù)信號(hào),開始讀取鏈輪轉(zhuǎn)數(shù); (2)棒式探極在減速電機(jī)所帶動(dòng)鏈條的傳動(dòng)下向高溫熔體的上表面運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒式探極觸碰到高溫熔體上表面時(shí),液面判定測(cè)量回路連接棒式探極和金屬爐體與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路,液面判定測(cè)量回路依據(jù)測(cè)量回路的接通信號(hào)向PLC或DCS系統(tǒng)發(fā)出傳動(dòng)系統(tǒng)停止信號(hào),PLC或DCS系統(tǒng)再通過(guò)電機(jī)控制箱停止減速電機(jī)運(yùn)行,繼而鏈條與棒式探極停止向下運(yùn)行,同時(shí),PLC或DCS系統(tǒng)讀取編碼器發(fā)出的鏈輪轉(zhuǎn)數(shù)η讀數(shù); (3)PLC或DCS系統(tǒng)依據(jù)傳動(dòng)鏈輪的半徑R和所讀取的傳動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)數(shù)η,利用公式L=2 *R*n,計(jì)算出棒式探極的行程L,并根據(jù)步驟(I)中所測(cè)高溫熔體爐床底部到棒式探極下端的距離S,利用公式H=S-L,換算成冶金爐內(nèi)高溫熔體液位高度H,同時(shí),PLC或DCS系統(tǒng)指示減速電機(jī)反轉(zhuǎn)返回起始零點(diǎn)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測(cè)量方法,其特征在于:步驟(2)中,當(dāng)所述棒式探極為雙極棒式探極時(shí),由液面判定測(cè)量回路連接棒式探極正極和棒式探極負(fù)極與高溫熔體構(gòu)成測(cè)量回路。
【文檔編號(hào)】G01F23/00GK104198011SQ201410480817
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】曾樂(lè)泉, 鄧衛(wèi)華, 廖光榮, 戴永俊, 鄒聲洪 申請(qǐng)人:錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司
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