冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測量裝置及方法
【專利摘要】冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測量裝置及方法，所述裝置包括液面判定測量回路、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）測量棒式探極初始距離，運(yùn)行PLC或DCS系統(tǒng)、液面判定測量回路，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)塊不影響測量結(jié)果。本發(fā)明裝置測量精度可達(dá)厘米級(jí)別，可測量泡沫渣、熔渣、熔锍、熔鹽或金屬的高溫熔體。
【專利說明】冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測量裝置及方法

【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量裝置及方法，具體涉及一種通過檢測高溫熔體的導(dǎo)電性來判斷其液位的冶金爐高溫熔體液位測量裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]冶金爐正常生產(chǎn)過程中，爐內(nèi)高溫冶金熔體液位的高低直接影響工藝過程的順利進(jìn)行，因此檢測冶金爐內(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后通過連續(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式，各種信號(hào)由無機(jī)械觸點(diǎn)的磁敏元件取出，運(yùn)行可靠。傳感器安裝于倉頂，重錘由電機(jī)通過不銹鋼帶或不銹鋼纜牽引吊放在倉內(nèi)。儀表控制傳感器自動(dòng)定時(shí)對(duì)料位進(jìn)行探測，每次測量時(shí)重錘從頂倉起始位置開始下降，重錘接觸到料面立即返回到倉頂，等待下一次測量。此種測量的缺陷是: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，傳感器測繩力的方法無法測量泡沫和熔體，也無法解決沾渣結(jié)塊情況。
[0006]干熄焦?fàn)t連續(xù)料位計(jì)的測量原理是:將測量探頭安裝在料倉的倉壁上，探頭與倉壁相對(duì)形成了一個(gè)電容場。探頭為正極，倉壁為負(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，從而實(shí)現(xiàn)物位的連續(xù)測量。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)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，能長期穩(wěn)定運(yùn)行，并通過輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)、計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)或者通過RS485能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制和通訊的冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測量裝置。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步解決的技術(shù)問題是，提供一種能克服現(xiàn)有測量方法的不足，滿足熔池熔煉生產(chǎn)過程中檢測爐內(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)高溫熔體液位測量方法。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測量裝置，包括液面判定測量回路、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，液面判定測量回路連接棒式探極和金屬爐體與高溫熔體構(gòu)成測量回路。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，單極電極作為測量回路的正極，導(dǎo)電爐體作為測量回路的負(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量回路的正極，雙極棒式探極的負(fù)極作為測量回路的負(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，所述液面判定測量回路和編碼器通過輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)、計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)或者通過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，由于此處在測量過程中離高溫爐較遠(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)高溫熔體液位測量方法，包括以下步驟:
(I)測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),液面判定測量回路連接棒式探極和金屬爐體與高溫熔體構(gòu)成測量回路，液面判定測量回路依據(jù)測量回路的接通信號(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)明裝置的工作過程是:將PLC或DCS系統(tǒng)分別與液面判定測量回路、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)通過鏈條與平衡錘相連并跨接在鏈輪和減速電機(jī)上。開始測量時(shí)，首先，測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)成測量回路(當(dāng)棒式探極為雙極棒式探極時(shí)，液面判定測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)成測量回路)，液面判定測量回路依據(jù)測量回路的接通信號(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，通過棒式探極測量導(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)。液面判定測量回路負(fù)責(zé)測量高溫熔體的導(dǎo)電性以判斷棒式探極是否到達(dá)液面；編碼器通過測量鏈輪的轉(zhuǎn)數(shù)η，自動(dòng)采集、保持、運(yùn)算所測棒式探極運(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；液面判定測量回路與編碼器的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了高溫熔體液位的測量。采用單極電極的裝置以電極作為測量回路正極，爐體作為測量回路負(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)高溫熔體液位的測量問題，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量結(jié)果，保證了系統(tǒng)工作的持久運(yùn)行能力；
(2)測量鏈輪轉(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)明裝置測量精度可達(dá)到厘米級(jí)別；
(3)通過液面判定與料位測量的有機(jī)結(jié)合，使高溫熔體液位測量規(guī)避了所有的干擾因素，保證了裝置的長期穩(wěn)定運(yùn)行；
(4)本發(fā)明裝置的液面判定測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】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測量裝置實(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)一步說明。
[0025]實(shí)施例1:本發(fā)明冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測量裝置實(shí)施例1
如圖1所示，本冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測量裝置實(shí)施例包括液面判定測量回路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)高溫熔體液位測量裝置進(jìn)行富氧側(cè)吹揮發(fā)熔池熔煉爐膛液位測量的方法實(shí)施例
包括以下步驟:
(1)測量開始，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，通過檢測口 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和液面判定測量回路I構(gòu)成測量回路，液面判定測量回路I通過測量回路的連通，來確定棒式探極15所在的位置為熔體的液面，當(dāng)測量回路導(dǎo)通時(shí)，由液面判定測量回路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)高溫熔體液位測量裝置實(shí)施例包括液面判定測量回路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)高溫熔體液位測量裝置進(jìn)行鼓風(fēng)爐前床液位的測量方法實(shí)施例
包括以下步驟:
(I)測量開始，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，通過檢測口 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和液面判定測量回路I構(gòu)成測量回路，液面判定測量回路I通過測量回路的連通，來確定雙極棒式探極23所在的位置為熔體的液面，當(dāng)測量回路導(dǎo)通時(shí)，由液面判定測量回路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)高溫熔體液位測量裝置，其特征在于:包括液面判定測量回路、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，液面判定測量回路連接棒式探極和金屬爐體與高溫熔體構(gòu)成測量回路。
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)高溫熔體液位測量裝置，其特征在于:所述液面判定測量回路和編碼器通過輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)、計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)或者通過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)高溫熔體液位測量裝置進(jìn)行測量的冶金爐內(nèi)高溫熔體液位測量方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)測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),液面判定測量回路連接棒式探極和金屬爐體與高溫熔體構(gòu)成測量回路，液面判定測量回路依據(jù)測量回路的接通信號(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