煉鐵過程檢測儀表

1、 冶金工業(yè)自動(dòng)化冶金工業(yè)自動(dòng)化 第二單元第二單元 冶金工業(yè)檢測儀表冶金工業(yè)檢測儀表 模塊二模塊二 煉鐵過程檢測儀表煉鐵過程檢測儀表 一、知識(shí)點(diǎn)一、知識(shí)點(diǎn) 鐵區(qū)(包括原料場、煉焦、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐煉鐵)裝設(shè)的主要檢測儀表。 原料場、煉焦、燒結(jié)、高爐煉鐵所使用的主要特殊檢測儀表原理及動(dòng)作分 析。 二、知識(shí)點(diǎn)分析二、知識(shí)點(diǎn)分析 1鐵區(qū)各生產(chǎn)過程主要檢測儀表概述鐵區(qū)各生產(chǎn)過程主要檢測儀表概述11、12 鐵區(qū)通常包括原料場、煉焦、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐煉鐵等生產(chǎn)車間或分廠。 （1）原料場過程檢測儀表原料場過程主要檢測儀表包括：料位計(jì)（測量各料 槽料位）、電子或核子膠帶秤及定量給料裝置（原料計(jì)量及配料用）、堆取

2、 料機(jī)俯仰角及行走位置測量裝置、原料金屬塊探測裝置、孔板等節(jié)流裝置及 溫度流量壓力等儀表（原料場用水測量與操作）等。 （2）煉焦過程檢測儀表 煉焦過程主要檢測儀表包括：備煤工序的料位計(jì)（測量各料槽料位）、定量 給料裝置（配料）；成型煤工序的料位計(jì)，定量給料裝置、測量成型煤反壓 力裝置、水流量壓力等儀表（原料煤加水加粘結(jié)劑控制用）；焦?fàn)t工序的裝 煤車稱量，焦?fàn)t煤氣流量、壓力、溫度、煙道吸力、煙道廢氣殘氧（機(jī)側(cè)、 焦側(cè)加熱控制用） , CO（焦?fàn)t地下室煤氣泄漏報(bào)警），集氣管壓力、全爐平 均溫度及火落時(shí)間、焦餅溫度、碳化室爐墻溫度以及移動(dòng)機(jī)械位置等測量； 干熄焦工序的循環(huán)氣體成分、干熄槽予存段、過熱

3、器出口蒸汽、除氧器和進(jìn) 除氧低壓蒸汽壓力等測量，過熱器出口蒸汽溫度、予存段料位、汽包水位、 純水槽液位，以及汽包給水流量等測量。 （3）燒結(jié)過程檢測儀表 燒結(jié)過程主要檢測儀表包括：料位計(jì)（測量各料槽料位）， 電子或核子膠帶秤及定量給料裝置（計(jì)量及配料用），金屬探測 （檢出原料中的鐵塊），混合機(jī)給水流量、壓力、混合料水分和 透氣性測量，臺(tái)車、環(huán)冷機(jī)、圓輥、板給礦機(jī)速度測量，點(diǎn)火爐、 保溫爐及各風(fēng)箱溫度和吸力、點(diǎn)火爐煤氣及空氣流量、壓力測量， 燒結(jié)機(jī)料層厚度及機(jī)尾燒結(jié)礦斷面形狀測量，環(huán)冷機(jī)風(fēng)機(jī)、主油 路、冷卻水等壓力測量，主抽風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)軸承振動(dòng)和定子溫度 等測量，卸礦槽、電除塵器灰斗等料位測量，

4、主抽風(fēng)機(jī)進(jìn)口及電 除塵出口負(fù)壓測量等。 （4）球團(tuán)過程檢測儀表 球團(tuán)生產(chǎn)有豎爐、帶式焙燒機(jī)、鏈蓖機(jī)一回轉(zhuǎn)窯3種工藝流程，但其 原料系統(tǒng)基本相同。球團(tuán)過程主要檢測儀表包括：原料工序的料位計(jì)（測量 各料槽料位）、定量給料裝置（配料及向造球盤給料）、造球盤給水流量測 量、混合料水份測量等；磨礦工序的風(fēng)力分級(jí)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)溫、球磨機(jī)負(fù)荷 等測量，定量給料裝置；豎爐工序的豎爐工藝參數(shù)檢測（包括爐頂煙囪廢氣 溫度、干燥床溫度、導(dǎo)風(fēng)墻上下部和左右火道口以及冷卻帶溫度、冷風(fēng)機(jī)出 口壓力和流量、左右燃燒室壓力、燃燒室溫度和空氣以及燃料量），豎冷器 工藝參數(shù)檢測（包括冷卻風(fēng)機(jī)出口流量和壓力、豎冷器出人口溫度、排放廢

5、 氣壓力和溫度等），空氣和煤氣預(yù)熱器工藝參數(shù)檢測（包括空氣預(yù)熱器前后 助燃空氣和廢氣溫度、前廢氣壓力、煤氣預(yù)熱器前后溫度、前后廢氣溫度）， 冷卻水工藝參數(shù)檢測（冷卻水出人口處壓力、流量）等；帶式焙燒機(jī)工序的 焙燒機(jī)工藝參數(shù)檢測（包括總給球量和廢品球量、臺(tái)車速度、鋪底鋪邊礦槽 及成品料槽料位等），風(fēng)溫風(fēng)壓及燃料量調(diào)節(jié)工藝參數(shù)檢測（包括廢氣溫度、 上抽風(fēng)干燥段風(fēng)溫、一次風(fēng)溫、均熱段風(fēng)箱溫度、上抽風(fēng)干燥段罩內(nèi)壓力、 燃燒室溫度及一次空氣量與燃料量等） , 冷卻和除塵工藝參數(shù)檢測等；鏈蓖 機(jī)一回轉(zhuǎn)窯工序的鏈蓖機(jī)工藝參數(shù)檢測（包括總給球量和廢品球量、鏈蓖機(jī) 速度、鏈蓖機(jī)各部分溫度和壓力、回?zé)犸L(fēng)機(jī)和廢氣風(fēng)

6、機(jī)壓力等），回轉(zhuǎn)窯工 藝參數(shù)檢測（包括回轉(zhuǎn)窯各段溫度、燃料及助燃空氣量、回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速等）以 及豎冷器工藝參數(shù)檢測（包括豎冷器料位、冷卻風(fēng)機(jī)出口壓力，下部排礦溫 度和積算球團(tuán)礦輸出量等）。 （5）高爐煉鐵過程檢測儀表 高爐煉鐵過程主工藝線主要檢測儀表包括：爐頂煤氣成 分，爐頂上升管煤氣溫度，爐內(nèi)爐料高度及料面形狀和溫度， 爐頂壓力，大小鐘間或無料鐘爐頂料罐壓力，爐喉半徑、爐身、 爐缸、爐基溫度，爐內(nèi)焦、礦層厚度，垂直探測器，水平探測 器，爐身冷卻壁溫度，風(fēng)口冷卻水套前端溫度，風(fēng)口檢漏，爐 身、爐缸砌體燒損，熱風(fēng)溫度、壓力，冷風(fēng)壓力、流量、溫度， 各風(fēng)口支管流量，爐身各層靜壓力，全差壓、半差壓，噴吹

7、煤 粉量、載氣流量和壓力，富氧流量和壓力測量，熱風(fēng)爐煤氣總 管流量和壓力、煤氣及助燃空氣支管流量，熱風(fēng)爐拱頂、格子 磚、廢氣溫度和殘氧，熱風(fēng)閥冷卻進(jìn)出水溫度，焦、礦槽放料 重量，焦炭水分等測量。 2煉鐵區(qū)檢測儀表的特點(diǎn)煉鐵區(qū)檢測儀表的特點(diǎn) 煉鐵區(qū)傳感器的特點(diǎn)就是所在檢測環(huán)境惡劣。燒結(jié)、球 團(tuán)、高爐爐內(nèi)的溫度以及鐵水溫度達(dá)13001700，溫度高易 損壞傳感器，測量也困難。此外，鐵區(qū)環(huán)境或爐內(nèi)含有大量粉 塵，這些東西附著傳感器上，會(huì)燒壞傳感器或堵塞其管道等， 使煉鐵傳感器和儀表往往不好用或不準(zhǔn)確，除了傳感器和儀表 的質(zhì)量外，主要是環(huán)境考慮不周。此外，隨著生產(chǎn)操作強(qiáng)化、 設(shè)備大型化和要求高的技術(shù)指

8、標(biāo)，需要測量更多的數(shù)據(jù)和開發(fā) 更多的專用傳感器。 3原料場主要特殊檢測儀表原料場主要特殊檢測儀表 (1)電子皮帶秤與定量給料裝置(CFW) 電子皮帶秤的稱重與一般秤不同，它屬動(dòng)態(tài)稱重計(jì)量方式。 需要測量皮帶運(yùn)輸機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的物料重量，其稱重 原理可用下式表示： q=Wv 式中，Q為單位時(shí)間的物料輸送量；q為瞬時(shí)物料輸送量； t1,t2為時(shí)間；W為單位長度上物料重量；v帶輸送速度。 這樣，只要測得單位皮帶長度上的物料重量和皮帶速度o， 便能得到單位時(shí)間所輸送物料的重量。電子皮帶秤由機(jī)械杠桿 系統(tǒng)(稱量機(jī)本體)和電子儀表兩大部分組成，其稱重裝置設(shè)置在 現(xiàn)場，而電子儀表裝在稱量儀表盤上。皮帶

9、秤的原理如圖2-15左 方所示。 2 1 t t t Qqd 為了對(duì)皮帶秤進(jìn)行校驗(yàn)，在皮帶秤上設(shè)有檢衡機(jī)械。檢 衡裝置是在稱重部內(nèi)稱重傳感受器的另一端加上重錘模擬皮帶 的重量。檢衡錘的上、下升降由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與 停止在儀表盤上遙控操作，當(dāng)微動(dòng)開關(guān)切換到檢衡狀態(tài)時(shí)，偏 心凸輪旋轉(zhuǎn) 180 ，托盤下降，檢衡錘重量加到杠桿上。反之， 處于測量狀態(tài)時(shí)，檢衡錘置于托盤上的整個(gè)重量由偏心凸輪支 承。皮帶秤上附有 3 個(gè)相當(dāng)于 30 的負(fù)荷率重錘，能檢定 30 、 60 和 90 三點(diǎn)。 定量給料裝置也叫配料秤，是一個(gè)稱量與控制一體化的 裝置（圖 2-15 ) ，可由計(jì)算機(jī)定值。 （2）移動(dòng)機(jī)械

10、懸臂旋轉(zhuǎn)及俯仰角度檢測 A/ D （模擬數(shù)字）方式（見圖 2 -16 ）。通過滾軸接觸來 測量機(jī)械回轉(zhuǎn)量，由同步發(fā)送器（自整角機(jī)）發(fā)出經(jīng)接收器接 收該檢測信號(hào)所產(chǎn)生的單位距離脈沖，經(jīng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，同時(shí)由 電位器發(fā)出模擬電壓，經(jīng)燈 D 變換，并用位置修正和計(jì)數(shù)器修 正，就可得出位置值。 S / D （同步數(shù)字方式（見圖 2 -17 ）。利用回轉(zhuǎn)所產(chǎn) 生的電壓相位變化，再變換成位置值。 編碼方式（見圖 2-18 ）。利用光學(xué)或電磁編碼器， 由滾軸接觸驅(qū)動(dòng)來檢測機(jī)體位置。 （3）移動(dòng)機(jī)械行走位置檢測上述檢測懸臂旋轉(zhuǎn)及俯仰角度的 3 種方式也 可用以檢測移動(dòng)機(jī)械行走位置，但是這 3 種方式也可用以檢測移

11、動(dòng)機(jī)械行走 位置，但是這3種方都是接觸式，需要滾輪和軌道接觸，也有直接把脈沖發(fā)生 器經(jīng)減速機(jī)裝在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)，這樣，轉(zhuǎn)數(shù)與車輪直徑就可換算 得出位置，但由于打滑而難以得出準(zhǔn)確的位置。 現(xiàn)代大型原料場大多使用如圖 2-19 所示的感應(yīng)無線方式，它是由多對(duì)感 應(yīng)線交叉線路作成地址模式，用與天線禍合極性來判別移動(dòng)機(jī)械位置，它是 非接觸式的，能檢出絕對(duì)地址，因無滑動(dòng)摩擦損耗，故可靠性較高，但價(jià)格 昂貴，特別是 IR 電纜（感應(yīng)線路）造價(jià)較高。 4焦化過程主要特殊檢測焦化過程主要特殊檢測 儀表儀表 (1)成型煤反壓力檢測裝置 如圖2，20所示，成型機(jī)由 固定輥和可動(dòng)輥組成、后者移 動(dòng)推力由兩個(gè)

12、油缸供給。設(shè)油 壓為P0；油缸活塞的面積為S； 則兩個(gè)油缸所產(chǎn)生的推力 Wo=2P。S壓輥支座之間安裝4 個(gè)壓磁式測力傳感器，并分別 受力為W1、W2、W3、W4， 則成型輥間煤料所受壓力為 Ww=2PoS (Wl+W2+W3+W4) 式中，Po、W1W4是可測 量的，S為常數(shù)，故經(jīng)加法器及 運(yùn)算器即可得出成型反力Ww。 (2)焦?fàn)t裝煤車稱量機(jī) 裝煤稱量機(jī)的組成見圖2-21，包括稱量機(jī)主體和稱量控制盤。 稱量機(jī)主體。平臺(tái)秤型式，衡橋下裝有測力傳感器，以測出裝煤車負(fù)荷， 并產(chǎn)生比例于負(fù)荷重的電信號(hào)，在 5 孔接線盒內(nèi)加算后送秤量機(jī)控制盤。 稱量控制盤。它把測力傳感器來的信號(hào)變成數(shù)字重量值存儲(chǔ)，顯

13、示、打印 并送上位機(jī)。它設(shè)有電源顯示、往計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)成功或失敗指示、本次 和上次稱量是空車或?qū)嵻嚒⒎Q量不正常以及設(shè)定錯(cuò)誤等 14 種信號(hào)燈。按 鈕開關(guān)共 7 個(gè)，即：裝爐數(shù)清零、稱量異常清零、確認(rèn)、強(qiáng)制實(shí)車和空車 讀入等。切換開關(guān)共兩個(gè)：試驗(yàn)一稱量、凈重印字 ON 一 OFF 。 ( 3 ）全爐平均溫度測量 全爐平均溫度測量包括單個(gè)炭化室溫度測量和求出全爐平均溫度的處理. 單個(gè)炭化室溫度連續(xù)測量。常用的是測量直行溫度，即全爐所有燃燒室 的機(jī)、焦側(cè)測 溫火道的溫度，有測量燃燒室溫度或蓄熱室頂部溫度。由于炭化室煤料干 餾過程是通過爐墻傳熱來取得燃燒室的熱量，故燃燒室溫度實(shí)際上代表煉焦 溫度，這種

14、方法較為廣泛應(yīng)用。 目前，國內(nèi)外連續(xù)測量燃燒室溫度主要有兩種：一種是頂部測溫法，即將 熱電偶插人燃燒室立火道的看火孔內(nèi)或立火道隔墻上部耐火磚中，本法的優(yōu) 點(diǎn)在于直接測量立火道溫度且不受焦?fàn)t換向時(shí)變換燃燒氣流方向的影響而使 數(shù)據(jù)處理更方便，缺點(diǎn)是爐頂溫度高以及加煤車來回操作，使熱電偶及其補(bǔ) 償導(dǎo)線敷設(shè)困難；另一種方法是蓄熱室頂部測溫法（用熱電偶測量蓄熱室頂 部溫度來間接推算燃燒室溫度，荷蘭霍戈文鋼鐵公司、我國上海焦化廠等均 采用這種測溫技術(shù)。目前國內(nèi)多采用此方法），并用下列公式計(jì)算出燃燒室 溫度： T = k1 + k2 T1 式中， T 為燃燒室溫度； TI 為蓄熱室頂部實(shí)測溫度； kl ,

15、k2 為相關(guān)系數(shù)， 常數(shù)。 全爐平均溫度的計(jì)算。每座焦?fàn)t有多個(gè)炭化室和燃燒室，炭化室與 燃燒室相鄰，二者由耐火磚墻隔絕。每個(gè)燃燒室有多個(gè)燃燒孔，每兩個(gè)燃燒 孔組成一對(duì)，當(dāng)一個(gè)燃燒孔燃燒時(shí)為上升氣流，經(jīng)另一個(gè)孔排出廢氣，交換 后相反，其他各對(duì)孔也如是。各燃燒孔溫度按工藝要求須有差異，這一差異 即構(gòu)成機(jī)側(cè)到焦側(cè)的橫向溫度曲線，因此若取某對(duì)孔頂部連通處作為測溫點(diǎn)， 測得的溫度需要乘一個(gè)橫向補(bǔ)正系數(shù)方能代表整個(gè)燃燒室的溫度。 燃燒孔的溫度受交換、裝煤、出焦等影響呈周期性波動(dòng)，交換開始時(shí)蓄 熱室溫度最高，被預(yù)熱的空氣、煤氣溫度以及燃燒后的廢氣溫度也高。隨著 時(shí)間的推移，因空氣、煤氣都從蓄熱室?guī)ё邿崃浚A(yù)

16、熱溫度和燃燒后的廢氣 溫度逐漸降低，到下一次交換溫度又逐漸上升。一般交換時(shí)間為 20min，故 取兩個(gè)交換時(shí)間（40min）為一周期，以這周期內(nèi)的溫度平均值作為每個(gè)燃 燒室的溫度，簡稱40min平均。因每個(gè)炭化室由相鄰的兩個(gè)燃燒室加熱，故 每個(gè)炭化室的溫度可取其兩側(cè)燃燒室的平均溫度，稱為兩側(cè)平均。最后將各 炭化室溫度乘以不同的系數(shù)（如反映測溫?zé)犭娕祭匣潭鹊牟町惖龋┰偃∑?平均值即為全爐的實(shí)際溫度 t3 t3= 式中， B 為補(bǔ)正系數(shù)； i 為炭化室號(hào)； t ：為炭化室溫度。 /2iBit Bi ( 4 ）火落時(shí)間判定 準(zhǔn)確測定煉焦結(jié)束時(shí)刻（即焦炭成熟時(shí)刻，又稱火落時(shí)間） , 對(duì)于制定焦?fàn)t優(yōu)化

17、加熱工藝制度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制是非常重要的。 可測量上升管處荒煤氣溫度的變化來判斷火落時(shí)間，并以此定 量表達(dá)焦餅的成熟度。焦?fàn)t從裝煤到出焦，上升管中荒煤氣溫 度變化曲線如圖 2 一 22 所示。當(dāng)焦炭成熟、煤的干餾結(jié)束時(shí)， 幾乎不產(chǎn)生煤氣，此時(shí)荒煤氣的顏色由黃變青， CH4踐急劇減 少，H2增加。由于煤氣量減少，溫度下降，從最高點(diǎn)下落超過 50 時(shí)即為火落時(shí)間。 ( 5 ）焦餅溫度測量 焦餅溫度測量一種方法是在導(dǎo)焦柵不同高度安裝多個(gè)高溫計(jì)， 在推焦過程中連續(xù)測量焦餅表面溫度。這種方法可得出沿焦?fàn)t縱 向和橫向以及沿高度方向的焦餅表面溫度分布曲線，但測量結(jié)果 必須通過無線電傳送到地面的計(jì)算機(jī)，因而抗干擾

18、能力差，測量 儀器昂貴，維護(hù)困難，使用壽命較短。另一種方法是直接測量熄 焦車?yán)锏慕固繙囟?。但由于在焦炭運(yùn)到熄焦塔的過程中，其表面 溫度已下降，因此，實(shí)際使用時(shí)必須對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行必要的修正。 ( 6 ）炭化室爐墻溫度測量 在推焦車的推焦桿后的幾個(gè)不同高度上成對(duì)安裝紅外高溫計(jì)， 推焦時(shí)連續(xù)測量炭化室兩邊爐墻上、中、下部溫度，以監(jiān)視炭化 室高度和長度方向的溫度分布。該方法的缺點(diǎn)是測量儀器昂貴， 易受高溫和粉塵的影響，維護(hù)困難，使用壽命較短，且只能在推 焦時(shí)測量。 0 ( 7 ）焦?fàn)t移動(dòng)機(jī)械位置檢測 在煉焦操作中，需要控制焦?fàn)t移動(dòng)機(jī)械（裝煤車、推焦車和攔焦車等）的位置。傳統(tǒng)方法是 依靠裝在各爐位置的接

19、近開關(guān)或電磁傳感器，其可靠性差，故近來使用下列檢測方式： 輔助輪數(shù)字編碼方式。即在推焦車上裝設(shè)壓在軌道上的輔助輪機(jī)械，這樣，輔助輪隨推焦車 行走而轉(zhuǎn)動(dòng)，其數(shù)字編碼器將轉(zhuǎn)動(dòng)并按炭化室位置、行走距離自動(dòng)識(shí)別焦?fàn)t號(hào)，同時(shí)采用多種 位置校正手段，以避免推焦車因打滑而造成位置偏差，包括在編碼起始位置安裝清零信號(hào)反射 器，當(dāng)車輛移動(dòng)到該位置時(shí)，計(jì)數(shù)器自動(dòng)回零。另外，還在車輛行走路段的固定位置加裝對(duì)位 信號(hào)，以消除行進(jìn)過程的誤差。本方式已在南昌鋼鐵公司焦化廠使用。 微波定位方式。英國鋼鐵公司 Ravenscraig 廠使用 TellurometerMRA7微波測距儀作為焦?fàn)t裝 煤車和推焦車定位。它發(fā)射一束固

20、定波長的電磁波，利用距離與電磁波相位差的關(guān)系來連續(xù)確 定移動(dòng)的裝煤車和推焦車與地面固定點(diǎn)之間的距離。每架車上裝有一臺(tái)微波測距儀，在各車軌 道的端頭也固定一臺(tái)。由 PLC 裝置讀取距離并譯碼，為操作工提供裝煤車和推焦車在哪孔爐子 工作的連續(xù)圖像。該廠已安裝了 8 套微波測距裝置，使用效果良好。 RFID ( Radio Frequency Identification ，無線射頻感應(yīng)辨識(shí)系統(tǒng)）定位方式。它對(duì)環(huán)境適應(yīng) 能力強(qiáng)，可抵御灰塵、油污、振動(dòng)、冰雪、雨霧或蓬布遮擋物等的干擾，全天候工作，并能夠 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)爐號(hào)位置信息。芬蘭羅德羅基公司和濟(jì)鋼焦化廠都使用這種方法。 RFID 系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：感

21、應(yīng)器，又稱攜碼器或電子標(biāo)簽。每個(gè)電子標(biāo)簽均擁有一個(gè) 32 位 的序列號(hào)，安裝在待識(shí)別物體的表面；射頻信號(hào)處理控制系統(tǒng)（又稱讀碼器、閱讀器或讀出裝 置），包括天線、射頻處理模塊（ RFM ）、控制模塊（ CTL ）和上位主機(jī)系統(tǒng)。如圖 2 一 23 所示，在推焦車、攔焦車、加煤車的道軌上對(duì)應(yīng)的各個(gè)炭化室位置上安裝存儲(chǔ)有爐號(hào)數(shù)據(jù)的電 子標(biāo)簽，在推焦車、攔焦車、加煤車上分別裝一臺(tái)讀碼器以及精確定位裝置，這樣，當(dāng)機(jī)車經(jīng) 過炭化室時(shí)就可讀出該炭化室的號(hào)碼。電子標(biāo)簽和閱讀器之間最大讀取距離為 4cm 。 感應(yīng)無線定位方式。其最大特點(diǎn)是測量與通信一體化，缺點(diǎn)是要 敷設(shè)專門的電纜，其原理可參看本模塊 3 .

22、( 3 ）節(jié)。通過安裝在 移動(dòng)機(jī)線與敷設(shè)在地面軌道旁的感應(yīng)電纜進(jìn)行電磁藕合來傳遞信 息的。感應(yīng)電纜為氯丁橡膠作護(hù)套的扁平狀電纜，內(nèi)有導(dǎo)線，其 中兩對(duì)用作數(shù)據(jù)通信，其余用于位置檢測，其發(fā)送、接收的載頻 為低頻，所產(chǎn)生的電磁場只限于幾米范圍，具有抗干擾性好、誤 碼率低、非接觸、高分辨率（ Icm ）等優(yōu)點(diǎn)，用于連續(xù)檢測絕對(duì) 位置。武鋼已用這種裝置組成焦?fàn)t四車感應(yīng)無線控制系統(tǒng)，并成 功地在其 7 號(hào)、 8 號(hào)焦?fàn)t上使用。 5 燒結(jié)過程主要特殊檢測儀表燒結(jié)過程主要特殊檢測儀表 ( l ）混合料水分檢測 最通用的是中子水分計(jì)和紅外線水分儀。此外還有失重式和 電導(dǎo)式等水分測量儀。 中子水分計(jì)的測量原理是：

23、水中氫原子是快中子最強(qiáng)烈的慢 化體，并且比燒結(jié)混合料中各元素如 Fe 、 Ca 、 Si 、Al、 O、 C 等慢化強(qiáng)度大得多，混合料中氫又主要存在于水中，故混合料 中快中子的慢化強(qiáng)度與混合料濕度成正比，而慢中子探測器對(duì) 快中子是不敏感的，這樣中子源發(fā)出快速中子碰到氫原子后變 成慢中子后返回，探測器測量返回的慢中子數(shù)目，就可了解混 合料含水量。目前有兩種中子水分計(jì)（見圖 2 一 24 ) ：一種是 插人式，所用射源強(qiáng)度較低（約為 3 . 7 *109Bq ) ；另一種是表 面式（或稱反射器式），在料槽外壁安裝，所用放射強(qiáng)度較高 （約 1 . 85 *1010Bq ）。射線源大多采用鐳-鈹（ 2

24、26Ra-9Be）或 镅-鈹（241Am-9Be ）。 紅外線水分儀是基于紅外線光譜的吸收特性，紅外線輻射經(jīng) 濕料反射后的衰減程度與濕料含水量有關(guān)。水吸收的波長是 1 . 93 m和 2 . 95 m。圖 2 一 25 示出其原理圖，帶有中心波長為 1 . 93 m（對(duì)于吸收能力較強(qiáng)的礦粉，焦粉等用 2 . 95 m）和 1 . 70 m的干涉濾光片的掃描圓盤，依次連續(xù)選擇從光源投射到濕 物料上光帶，用硫化鉛光敏元件測定反射強(qiáng)度。這兩個(gè)波長輻 射的反射強(qiáng)度比經(jīng)處理后輸出，此信號(hào)即反映濕物料的濕度。 現(xiàn)在已生產(chǎn)更準(zhǔn)確的紅外三波長水分儀，這是由于反射率還取 決于物料表面狀態(tài)、顏色、化學(xué)成分和其他因

25、素，為消除這些 影響，用一種能被水分強(qiáng)烈吸收的波長作為檢測光和兩個(gè)被水 吸收比例很小的波長作為比較光，通過取測量光和比較光的反 射能量比而使物料表面不平、顏色等對(duì) 3 種波長有同樣影響， 故其精度比兩種波長的準(zhǔn)確。 失重式混合料水分測量儀的特點(diǎn)是是無輻射的。由取樣器取 試樣并送試樣料盒。料盒由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)移到天平對(duì)含水的物料 稱重，然后又帶著料盒進(jìn)人 500 的烘干爐，經(jīng) 90s 烘干后， 料盒再到天平稱重，這樣計(jì)算機(jī)根據(jù)濕、干物料重量數(shù)據(jù)，算 出物料的含水量。 S 電導(dǎo)式水分儀特點(diǎn)是價(jià)廉，它利用混合料水分與其電導(dǎo)率的 關(guān)系，從而測出混合料的水分。電導(dǎo)式水分儀測量混合料水分 有兩種形式，即直接式

26、和采樣式（分路式水分測量法）。 MT直接測量式水分儀（見圖 2-26 ）由 4 組電極、儀表本體 和工控機(jī)組成。 4 組電極緊固在混合料輸送帶上方焊接的4個(gè)角 鋼架上，電極與物料表層保持接觸，與角鋼架絕緣。電極是用 彈性極好的軟繩和硬質(zhì)耐磨合金頭制成。PC 對(duì)信號(hào)進(jìn)行異常信 號(hào)剔除、模糊判斷、加權(quán)遞增處理等。測水儀計(jì)算機(jī)屏幕顯示 水分值瞬時(shí)值、每分鐘平均值和連續(xù)曲線等。每分鐘平均值每 隔一小時(shí)存人硬盤，保存一個(gè)月。工控機(jī)可以將瞬時(shí)水分信號(hào) 模擬遠(yuǎn)傳或數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。在工廠應(yīng)用表明，在料流穩(wěn)定時(shí)，測量 結(jié)果良好，誤差在0.3%以內(nèi)。 分路式水分測量法是利用自動(dòng)取樣裝置，將被測混合料從工 藝膠帶運(yùn)輸機(jī)上

27、取出，給到分路膠帶運(yùn)輸機(jī)上，用整形機(jī)構(gòu)整 形為規(guī)則的形狀后，再對(duì)分路膠帶運(yùn)輸機(jī)上的物料進(jìn)行測量。 ( 2 ）混合料透氣率檢測 透氣連續(xù)檢測的原理是吹氣法（見圖 2-27 ) ，即向混合料吹 以壓縮空氣，通過測出其壓力和流過空氣流量，依下式就可得 出透氣率: 式中， Q 為通過空氣流量（ Nm3 h ) ；P為吹人空氣壓力 ( kgf/cm2）；K為系數(shù)（ ）。 有兩種方式：一種是直接在緩沖礦槽中安裝一管子，鼓人壓 縮空氣，測量流過的空氣流量得出混合料的透氣率，但此時(shí)要 設(shè)給料槽料位控制以保證料位高度恒定；另一種是取樣，恒壓 的壓縮空氣直接鼓入一個(gè)固定的充滿混合料的裝置中，檢測空 氣流量以得出透

28、氣率。 /JKQP 23 /hcmkgfhNm ( 3 ）料位和料層厚度檢測 一般在原料礦槽及廢氣系統(tǒng)漏灰斗中采用定點(diǎn)料位信號(hào)器已可滿足要求， 而對(duì)中間礦槽、燒結(jié)機(jī)給料槽、配料礦槽和返礦槽中的料位變化則需進(jìn)行連 續(xù)檢測和控制。目前，電導(dǎo)式，跟蹤式和超聲波式等多種料位計(jì)已被應(yīng)用， 但最可靠和用得最多是稱重法，它多使用壓磁元件，具有高超載能力，并能 在惡劣環(huán)境（高溫、潮濕、多塵）下工作。 臺(tái)車料層厚度自動(dòng)檢測方式有兩類：一類為接觸式，另一類為非接觸式 （超聲波法）。圖 2 一 28 示出了單點(diǎn)輥式料層厚度計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖，自整角 機(jī)的定子裝在支架上，轉(zhuǎn)子軸與旋轉(zhuǎn)臂的一端通過蝸輪蝸桿連在一起。在旋 轉(zhuǎn)

29、臂的另一端裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的接觸輥。接觸輥在料面上滾動(dòng)，料面高度（即料 層厚度）變化時(shí)，旋轉(zhuǎn)臂的位置及自整角機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置亦隨之變 化，定子產(chǎn)生的不同電壓與臺(tái)車上的料層厚度有關(guān)。在寬度小于 3m 的臺(tái)車 上，可采用 34 個(gè)單點(diǎn)輥式料層厚度計(jì)測量 34 點(diǎn)料層厚度。因?yàn)槭褂玫膱A 筒給料機(jī)只有一個(gè)閘門，無法分別控制相應(yīng)測點(diǎn)的料層厚度，所以應(yīng)通過計(jì) 算裝置求出料層厚度的平均值，而后按此平均值控制圓筒給料機(jī)的轉(zhuǎn)速或閘 門的開度。在寬度大于 3m 的臺(tái)車上，可采用 46 個(gè)單點(diǎn)輥式料層厚度計(jì)來 測量料層厚度。寶鋼 450m2 甘燒結(jié)機(jī)使用 6 個(gè)單點(diǎn)輥式料層厚度計(jì)來檢測料 層厚度。 圖 2-29 示

30、出接觸式的 4 點(diǎn)杠桿式層厚檢測裝置結(jié)構(gòu)，它配有 4 只測料器，受 4 條水平限位鏈限位，再通過 4 條吊鏈掛在兩個(gè) 下平衡杠桿上，兩個(gè)下平衡杠桿經(jīng)吊鏈懸掛在上平衡杠桿上， 上平衡杠桿經(jīng)鋼絲繩和兩個(gè)定滑輪被配重吊起。當(dāng)料層厚度化 時(shí)， 4 只測料器的鉛錘位置跟隨變化，相應(yīng)杠桿位置及鋼絲繩 和配重位置也隨之變化，鋼絲繩位置變化傳遞給層厚儀，并將 料層厚度變化的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，顯示和傳送。 電容式料層厚度計(jì)原 理見圖 2-30 。主電極和 靠近的輔助電極間的電容 以及兩輔助電極間的電容 組成探測器的橋路，在探 頭離料面一定距離（在死 區(qū)極限內(nèi)），橋路平衡， 如料面降低，極間電容變 化，橋路不

31、平衡，使伺服 電機(jī)帶動(dòng)探頭向下動(dòng)作； 如物料升高，則相反動(dòng)作， 差動(dòng)變壓器鐵心和探頭相 連，這樣差動(dòng)變壓器的輸 出即可轉(zhuǎn)換成料層厚度示 值。 ( 4 ）燒結(jié)礦 FeO 含量檢測儀 測量燒結(jié)礦 FeO 的含量主要有下列幾種方法：一是測量燒 結(jié)礦中鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率，然后利用磁導(dǎo)率和 Feo 含量的相關(guān) 關(guān)系求出 Feo 含量；二是測量燒結(jié)過程廢氣溫度和廢氣成分 （氧氣、二氧化碳 ) ，然后利用它們和 FeO 含量的相關(guān)關(guān)系求 出 Feo 含量；三是化學(xué)分析法（重鉻酸鉀法）；四是光譜分析 法；五是燒結(jié)機(jī)尾觀察法，即“看火”。前兩種方法可用于在 線實(shí)時(shí)測量。 圖 2-31 示出了磁導(dǎo)率法 Feo 檢測

32、儀原理圖，把 510mm燒 結(jié)礦連續(xù)通過一個(gè)線圈，測量其電感（即磁導(dǎo)率）變化，得出 燒結(jié)礦中鐵磁物質(zhì)（ Fe3o4）的含量，然后利用鐵磁物質(zhì)含量 和 FeO 含量的相關(guān)關(guān)系求出 FeO 含量。由于這種方法試料會(huì) 堵塞，取樣誤差大，滯后和溫漂大等而精度不高。 為此日本鋼管公司開發(fā)了圖 2-32 所示的 FeO 檢測儀，其特點(diǎn) 為：采用和基準(zhǔn)試料比較，并接成電橋以抵消溫漂影響；把 2 .5kg 試料分 5 次測定取平均值以減少取樣誤差。本裝置測定結(jié) 果和中和滴定法比較，其“ =0 . 2 % , =0 . 907 ，精度較 好。 ( 5 ）燒結(jié)機(jī)尾圖像分析 由于燒結(jié)過程復(fù)雜，故其控制還要靠看火工在

33、燒結(jié)機(jī)尾對(duì)燒 結(jié)餅斷面的觀察作出判斷，并進(jìn)行相應(yīng)的操作，目前工廠設(shè)有 工業(yè)電視監(jiān)視斷面狀態(tài)，近年來又使用圖像分析技術(shù)來定量化， 并使用專家系統(tǒng)給出操作指導(dǎo)。它把一幅圖像按臺(tái)車的寬度分 成 5 部分，每秒計(jì)算一次表示燒結(jié)料層各種紅高溫帶的面積率 （ HZR ) ，并用圖象分析方法來判斷燒結(jié)礦 FeO 含量等級(jí)。 ( 6 ）其他燒結(jié)過程特殊檢測儀表 這些特殊儀表是指國外已開發(fā)成功和已應(yīng)用但仍未普遍使用 的特殊儀表。包括：碎焦碳粒檢測、原料中游離碳含量檢測 （用下式推算： C=G（ +3/2CO-100（1-N2/79） / 22 . 4 。 式中 、CO、N2分別為燒結(jié)機(jī)總煙道中 、CO、N2的

34、百分?jǐn)?shù)；G總煙氣量 ）、臺(tái)車風(fēng)量分布檢、漏風(fēng)的診斷 （使用氧化錯(cuò)元件在漏風(fēng)地點(diǎn)前后測量）以及燒結(jié)層內(nèi)溫度狀 態(tài)檢測等。 2 CO 2 CO 2 CO 2 / minNm 6 高爐煉鐵過程主要特殊檢測儀表高爐煉鐵過程主要特殊檢測儀表 ( 1 ）爐內(nèi)狀況檢測 料線檢測 現(xiàn)代高爐均裝有 25 根探尺，探尺的位移信號(hào)經(jīng)自整角機(jī)發(fā) 送器帶動(dòng)控制室內(nèi)的自整角機(jī)接收器，后者帶動(dòng)記錄儀表指針 進(jìn)行記錄，或帶脈沖發(fā)生器，送 DCS 進(jìn)行測量。此外，還設(shè)有 另一套自整角機(jī)觀測下料速度（見圖 2-33 ）。由于自整角機(jī)接 受器有跟隨誤差，為此近來采用 S / D 變換方式，即直接把自整 角機(jī)轉(zhuǎn)角（料線值）變換成數(shù)字

35、量，指示料線值，經(jīng)時(shí)間處理 后還可輸出下料速度值，這種儀表還設(shè)有最高最低料線等報(bào)警 功能。 由于機(jī)械式探尺經(jīng)過長時(shí)間使用后容易損壞。為此，國 外有使用微波式探尺或激光式探尺。微波式探尺（又稱微波料 線儀）的原理見圖 2-34 ，調(diào)頻微波一部分經(jīng)通道 1 送檢波器， 另一部分則經(jīng)通道 2 （包括從料面反射的路徑）而到達(dá)檢波器， 由于行走距離不同而出現(xiàn)時(shí)間差（見圖 2-34b ）。若在檢波器檢 出兩個(gè)混合波，則所測距離 R 與fb頻率差幾成線性關(guān)系。 2 ）料面形狀檢測 為了測量整個(gè)料面形狀，主要有 3 種方法：機(jī)械式（有單錘 式和多錘式。單錘式見圖 2 - 35a ，它可測量半徑上 6 個(gè)點(diǎn)的料

36、 位，測量范圍為 05m ，精度為50mm ，測量 6 點(diǎn)時(shí)間為 60s ， 由于單錘式每測一點(diǎn)都要啟動(dòng)槍、步進(jìn)、停槍、放錘、測量等 多個(gè)步驟，故要增加測點(diǎn)并縮短測量時(shí)間是很困難的，故采用 多錘式）、微波式（見圖 2-36 ，為測量整個(gè)料面形狀，故雷達(dá) 頭要旋轉(zhuǎn)以便掃描整個(gè)料面）、激光式（見圖 2-37 ，利用三角 測量原理方向角可調(diào)的旋轉(zhuǎn)光束掃描器向料面投射氫激光，在 另一側(cè)甩攝像機(jī)測量料面發(fā)光處的光學(xué)像而得到各光點(diǎn)的二維 坐標(biāo)，再根據(jù)光線斷面的水平方位角和攝像機(jī)的幾何位置，進(jìn) 行坐標(biāo)變換等處理，找出該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并在彩色 CRT 上顯 示整個(gè)料面形狀。儀表測量時(shí)間為 10s ，精度為50

37、mm ）。 3 ）爐喉溫度檢測 一般沿爐喉料面上裝設(shè)“十字測溫裝置”（見圖2-38c ）以測量徑向各點(diǎn) 溫度，十字測溫（裝置 4 個(gè)方向一般共測 17 點(diǎn)（小高爐）或21 、 25 點(diǎn)（大 中型高爐）。國內(nèi) 20 世紀(jì) 90 年代的“十字測溫裝置”大都是水冷的，現(xiàn)在 大都使用由耐熱鋼制成的無冷卻水的“十字測溫裝置，了。爐頂十字測溫 裝置能使高爐工長了解爐內(nèi)煤氣流分布的狀況，但在生產(chǎn)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)一些 弊端：安裝在爐喉上的十字測溫桿阻擋了下落的爐料，使料面上形成了十字 形溝槽，影響高爐布料圓周方向的均勻性。此外，十字測溫測量的是料面以 上煤氣流的溫度，由于煤氣流上升過程發(fā)生混合，與料面對(duì)應(yīng)位置的溫

38、度有 差別，且只能測量爐喉兩條直徑上的溫度分布情況、設(shè)備龐大和維修費(fèi)用較 高。因此，近年來多使用紅外攝像的熱成像儀來測量爐頂料面溫度分布。其 原理見圖 2-39 ，在爐頂通過硅鏡接收從熱爐料表面發(fā)出的紅外線，經(jīng)水平和 垂直掃描鏡反射到電子冷卻的銅一汞一啼元件上。由它檢出信號(hào)并作數(shù)據(jù)處 理和顯示結(jié)果，它將 320600 之間的溫度每隔 40 用不同顏色表示，并 給出等溫曲線圖象。 國內(nèi)亦生產(chǎn)類似原理的高爐料面紅外攝像儀，但不僅能觀察料面情況、 中心煤氣流與邊緣煤氣流分布、管道、塌料和偏料等爐內(nèi)現(xiàn)象，而且可看到 溜槽運(yùn)動(dòng)和布料過程，此外，在降低料線的情況下，還可觀察到爐體磚襯和 冷卻設(shè)備的工作狀況

39、以及結(jié)瘤、結(jié)厚等現(xiàn)象。 4 ）高爐爐頂煤氣成分分析 高爐爐頂煤氣成分通常為：H212 % , CO220一 30 % , CO215一 20 % , N2 50 % - 60 。溫度約為 150300 ，含塵 量約為 510 g/Nm3 時(shí)。一般要分析煤氣中 CO2、 CO和H2）廷。 通常使用色譜儀同時(shí)分析上述的 3 種成分，若需快速時(shí)，可用 紅外線分析儀連續(xù)分析CO2和CO 含量，并用熱導(dǎo)式儀表分析H2 含量，最近還用質(zhì)譜儀來分析煤氣成分，其精度要高些。煤氣 成分分析關(guān)鍵是防堵塞，故取樣裝置最重要，由于在爐頂粉塵 太大，故多在除塵器后取樣，其典型系統(tǒng)見圖2-40，使用雙取壓 口以提高可靠性

40、和便于吹掃（在每個(gè)采樣周期內(nèi)都用氮?dú)夥?吹），使用多級(jí)過濾器以保證除塵，而電子冷卻器則使試樣冷 卻到規(guī)定溫度。 5 ）爐身靜壓力檢測 現(xiàn)代高爐一般在 35 個(gè)水平面上裝設(shè) 24 個(gè)取壓口以測量爐 身靜壓力，為推斷軟熔帶位置，德國施威根廠的高爐增至 14 層。 爐身靜壓力檢測困難在于取壓口不可靠，因?yàn)樵撎幉粌H高溫、 多粉塵，且易結(jié)焦堵塞，一般采用如圖 2-41 的連續(xù)吹掃方式， 利用爐內(nèi)壓力P等于恒流閥后取壓口處壓力P 1 減去取壓口至爐 內(nèi)的壓力損失 P，測量P1就可求出爐內(nèi)壓力P，但 P 與流過 吹掃氮?dú)饬魉儆嘘P(guān)，故必須使吹掃氮?dú)饬髁亢愣ǘ柙O(shè)置自力 式恒流閥，吹掃氮?dú)饬髁靠稍?00300L

41、/min范圍內(nèi)選取，過小， 取壓口易于堵塞，過大，測量誤差大。 6 ）風(fēng)口前端溫度測量 高爐爐缸熱狀態(tài)難以直接測量，故利用嵌人高爐風(fēng)口前端上 部溝槽里的鎳鉻一鎳硅愷裝熱電偶（見圖 2-42 ）測量風(fēng)口前端 附近的熱狀態(tài)，根據(jù)這風(fēng)口水箱壁前端溫度 x ，按下列統(tǒng)計(jì)回 歸公式（式中常數(shù)是重鋼 620m3 高爐的回歸數(shù)字），求出對(duì)應(yīng) 的風(fēng)口區(qū)域溫度 Y : Y=608.5+ 6.97X 7 ）風(fēng)口回旋區(qū)狀況監(jiān)測 在風(fēng)口窺視孔前設(shè)置工業(yè)電視機(jī)或亮度計(jì)來測量風(fēng)口回旋區(qū) 狀況，并可在中控室遠(yuǎn)程控制，使該裝置沿軌道移動(dòng)以選擇任 一風(fēng)口進(jìn)行監(jiān)測，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，分析吹人燃料量和黑色區(qū)面積 關(guān)系以得出評(píng)價(jià)噴吹燃燒好

42、壞和風(fēng)口前焦粒直徑分布以及焦炭 狀態(tài)等信息。 8）軟熔帶高度檢測 高爐軟熔帶位置和形狀是了解爐況重要參數(shù)，目前用數(shù)學(xué)模 型推斷，國外使用時(shí)域反射 ( TDR ）原理來直接測量軟熔帶高 度，在電纜一端加上一個(gè)電脈沖，傳輸?shù)讲迦藸t內(nèi)的另一端就 反射，由于端部接觸阻抗不同，反射波形也不同，分析波形和 反射時(shí)間就可得出電纜長度即軟熔帶高度。圖 2-43 示出了測量 整個(gè)軟熔帶形狀的裝置，從爐頂插人電纜，其端部下降到軟熔 帶而被燒損，由計(jì)算機(jī)讀取反射波求其高度，這種方法測定精 度約為30 mm。 9 ）測量爐內(nèi)狀況的 各種探測器 為了了解爐內(nèi)狀況要 測量爐內(nèi)軸向徑向各個(gè) 水平的煤氣成分、溫度 等參數(shù)，以

43、便為改善高 爐操作提供依據(jù)。它在 高爐的各個(gè)部位裝設(shè)可 移動(dòng)的探測器（見圖 2- 44 ) ，平時(shí)在爐外，約 每班或需要時(shí)進(jìn)行檢測。 此外還有爐身邊緣探測 器（又稱層厚計(jì)，是用 以測塊狀區(qū)礦、焦下降 情況，并可借此了解圓 周方向平衡狀態(tài)）。 ( 2 ）渣鐵狀態(tài)檢測 l ）熔渣流量檢測如圖 2-45 所示，若水冷式高爐流渣槽的截 面S不變，則渣流量Q可由下式?jīng)Q定： Q =KSvav 式中， vav為平均流速； K 為總校正常數(shù)。 表面熔渣流速vs和平均流速vav 的關(guān)系為：vav / vs= 0 . 67 ， 而 S = ( A + 2Hcos) x Hsin。熔渣流量測量共分 3 部分：渣高測

44、 量部分，在熔渣流槽附近裝設(shè)一個(gè)帶水冷外殼的 CCD 元件以檢 測渣液位，利用熔渣交界處亮度不同，按測量輸出界面變化點(diǎn) 而得出渣面高度 H ；流速測量部分，利用裝在渣槽上方水冷防 熱箱內(nèi)的兩個(gè)光敏二極管，按相關(guān)原理測出流速；信號(hào)處理部 分。包括控制單元和運(yùn)算單元，均由微機(jī)來執(zhí)行。 2 ）鐵水溫度檢測 鐵水測溫有間斷式測溫和連續(xù)式測溫兩種。連續(xù)式測溫只是 試用。大多使用消耗式快速微型熱電偶進(jìn)行間斷式測溫，當(dāng)操 作員把熱電偶插人鐵水時(shí)，溫度立刻上升，待升至報(bào)警設(shè)定器 上限值，其接點(diǎn)閉合，通過出鐵口識(shí)別及溫度選擇電路將出鐵 口號(hào)碼的接點(diǎn)信號(hào)送計(jì)算機(jī)，并起動(dòng)記錄裝置，記錄鐵水溫度。 再經(jīng)一定時(shí)間（ 0

45、15 ) ，此時(shí)溫度已升至穩(wěn)定值，并向計(jì)算機(jī) 送出“讀人指令”，計(jì)算機(jī)讀取后，發(fā)出“讀人完了”信號(hào) （持續(xù) 5l0s ) ，燃亮出鐵口就地盤上的綠色信號(hào)燈，并發(fā)出音 響信號(hào)。若由于某種原因，計(jì)算機(jī)可發(fā)出“再測定”信號(hào)，使 就地盤的紅燈亮并發(fā)出音響。此外，如果操作人員對(duì)測量值不 滿意，可按“取消”按鈕，取消送計(jì)算機(jī)的“讀人”指令，從 而取消前一個(gè)測定值。 3 ）魚雷鐵水車液面檢測 檢測鐵水車液面通常有 3 種檢測方法。一種是采用稱重法， 如圖 2-46 所示，每個(gè)稱量裝置有 16 個(gè)壓頭。鐵水車自重可以自 動(dòng)或手動(dòng)扣除，在現(xiàn)場儀表盤上裝有數(shù)字顯示器，既可看到鐵 水車總重，也可看鐵水凈重。當(dāng)總重達(dá)

46、 90 時(shí)，發(fā)出報(bào)警，提 示操作人員減慢兌鐵水速度以防止鐵水外溢。重量達(dá) 100 時(shí)， 也發(fā)出報(bào)警，并將重量送計(jì)算機(jī)。第二種方法是采用微波法 （或激光法）來檢測鐵水液面，其原理與圖 2-34 相同。與重量 法相比，即使同一液面，由于魚雷車耐火材料磨損和附渣不同， 其實(shí)際重量差別也較顯著。另外，在比較液面與重量變化率時(shí)， 停注鐵水的判斷，微波液面計(jì)容許變化率較大。因此，重量法 在測量絕對(duì)液面高度和提供停注判斷上均不如微波液面計(jì)好。 第三種方法是如日本住友金屬公司開發(fā)的，并在鹿島廠 5000m3 等高爐使用的、設(shè)備及運(yùn)行成本費(fèi)較低的測定火車軌道應(yīng)變的 方法。 國內(nèi)有些鋼鐵廠的小高爐使用商品的軌道衡

47、來測量鐵水重量。 4 ）鐵水含硅量的檢測 測定鐵水中含硅量有 3 種方法，品的軌道衡來測量鐵水重量。 即熱電動(dòng)勢法、電化學(xué)法和微粒子生成法。 熱電動(dòng)勢法的原理是：異種導(dǎo)體組成熱電偶的兩端溫度 t 、 t0， t0為一定，而且熱電偶的一極 A 成分固定時(shí)，則熱電動(dòng)勢只 與熱電偶 B 的材料成分有關(guān)。由此可組成如圖 2 -47 所示的兩種 測定鐵水中含硅量方法，圖 2-47a 是取鐵水，制成試樣，把試樣 夾在一對(duì)電極中，兩極之間給以一定溫差，這樣兩電極測得的 電動(dòng)勢將與硅含量成函數(shù)關(guān)系。本儀表測定精度=0.02 % ，測 定時(shí)間為 50s 。這種儀表需要取樣、冷卻、制樣等而相當(dāng)麻煩， 圖 2-47

48、b 和 c是無須制樣，它設(shè)有耐火材料的樣杯，其上下各裝 一個(gè)熱電偶，倒人鐵水后，由于樣杯上下大小不同，鐵樣上下 冷卻也不同，而形成溫差，通過運(yùn)算即可得出硅含量。 電化學(xué)方法是用高溫固體電解質(zhì)組成濃差電池的方法進(jìn)行定 硅。電化學(xué)方法定氧測量頭在國內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)中也在使用， 但都是進(jìn)口產(chǎn)品。 微粒子生成法是用以連續(xù) 測量鐵水中含硅量，在鐵溝中設(shè) 置微粒子測量頭的升降架，測量 時(shí)把微粒子測量頭（見圖 2-48 ， 直徑 110 mm，長600mm的碳素 圓棒，外加上厚 20mm的AL2O3 耐火管，內(nèi)有直徑為 8 mm的氫 氣供給管及沸騰管）插人鐵水中， 吹人氫氣，使鐵水生成微粒子蒸 發(fā)，由氫氣流經(jīng)

49、過輸送管導(dǎo)人小 型旋風(fēng)集塵器，除去大型微粒子 后，經(jīng)4mm*40m 長的鋼管傳 送到分析室內(nèi)的發(fā)光分析裝置進(jìn) 行分析，約 80s 即可得出硅含量， 這種分析方法與過去的樣勺取樣 火花發(fā)光分光分析法相比較，其 相關(guān)系數(shù)r= 0 . 967 。 ( 3 ）各風(fēng)口熱風(fēng)流量分布檢測 圖 2-49 示出了常用的幾種測量風(fēng)口風(fēng)量的方法。彎頭法最簡 單，且無需更改煉鐵設(shè)備，在 20 世紀(jì) 50 年代就在我國石景山 鋼鐵廠小高爐使用，缺點(diǎn)是精度較低，如要準(zhǔn)確則需逐個(gè)彎頭 標(biāo)定與校正。流速管法（前蘇聯(lián)還使用過類似飛機(jī)翅膀的翼式 流量計(jì)測量各支管熱風(fēng)流量）曾在我國邯鄲、三明鋼鐵廠等高 爐使用，用耐熱鋼管制成的流速

50、管可連續(xù)測量1000 左右風(fēng)溫 的熱風(fēng)流量，壽命約半年，缺點(diǎn)是耐溫低、壽命短，精度也不 高。日本神戶鋼鐵公司加谷川廠 3 號(hào)高爐則使用特殊的渦輪流 量計(jì)來測量各送風(fēng)支管流量，它可附熱電偶同時(shí)測流速和溫度， 但只供短時(shí)測量的，壽命高于以刃次，前蘇聯(lián)及國內(nèi)也曾使用 特殊結(jié)構(gòu)的畢托管從風(fēng)口窺視孔插人以測量各支管送風(fēng)量，但 只是臨時(shí)性測量。差壓法是連續(xù)測量的，用于東歐如波蘭等國 家的高爐。噴嘴法是前蘇聯(lián) 20 世紀(jì) 50 年代就已開發(fā)了，它使 用耐熱鋼制成噴嘴以測量各支管熱風(fēng)流量。目前國內(nèi)外大多使 這種方法，但用耐火材料制成的噴嘴式或錐形文丘利管來連續(xù) 測量各支管熱風(fēng)流量，它能耐 1200 以上的溫度

51、，且在高爐倒 流休風(fēng)時(shí)的高溫氣體也不會(huì)損壞。 ( 4 ）風(fēng)口及冷卻壁等漏水的檢測 風(fēng)口檢漏最有效的測量方法是測量冷卻水進(jìn)出口流量差法， 監(jiān)視流量差及出口水量，當(dāng)?shù)陀谙孪迺r(shí)報(bào)警。可使用電磁流量 計(jì)或卡爾曼流量計(jì)來測量進(jìn)出口水量并用 PC 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 由于爐身冷卻水箱（或冷卻壁）數(shù)量很多，難以用測量進(jìn)出 水流量差的方法，有采用便攜式檢漏儀來檢測冷卻水進(jìn)出口流 量差及溫度，以判別冷卻壁是否漏水，但這種方法只是定期的 檢查，目前有用測量水中 CO 含量以進(jìn)行監(jiān)視，把冷卻水箱分成 幾列裝幾個(gè)分析器以便判定漏水部分。亦有用補(bǔ)充水量（冷卻 水閉路循環(huán)時(shí)）超過某一極限流量視為漏水的方法。 ( 5 ）高爐爐襯、爐底耐火材料燒損檢測材料燒損檢測常用 的方法見表 2-1 。最初采用 RI （同位素）法和熱電偶法，但由 于埋人傳感器數(shù)量有限，故難以檢出局部侵蝕。為此利用紅外 攝像機(jī)或熱場傳感器測出整個(gè)爐體中各異常部位，并繪成溫度 曲線，根據(jù)測出數(shù)值進(jìn)行熱傳導(dǎo)運(yùn)算，求出該處侵蝕情況。我 國寶鋼、首鋼等高爐裝設(shè)多層熱電偶監(jiān)視爐缸溫度，并用爐缸 侵蝕數(shù)學(xué)模型來推斷侵蝕情況。 電位脈沖法（ TDR ）的原理與上述軟熔帶位置方法類似， 此