一种辊压破碎区高温钢渣的红外测温装置的制作方法

1.本实用新型属于钢渣处理技术领域，具体涉及一种辊压破碎区高温钢渣的红外测温装置。


背景技术：

2.2020年我国粗钢产量为10.65亿吨，钢渣是炼钢过程中产生的一种主要固体废弃物，每生产1吨粗钢水就会产生110-140kg的钢渣，对应钢渣年产生量超过1.1亿吨。钢渣中含有铁金属资源以及硅酸钙等无机材料两种类型的资源，具备资源化利用的物质属性。所以，钢铁企业都比较关注钢渣的处理和利用。目前，钢渣处理技术主要包括热泼法、滚筒法、池式热闷法和有压热闷法等工艺，目前新建钢渣处理项目主要是有压热闷工艺。
3.钢渣有压热闷工艺主要包括辊压破碎工序和余热有压热闷工序。在辊压破碎工序中，钢渣经由渣罐倾翻车倒进破碎床，同时进行辊压破碎和打水冷却作业，完成钢渣的破碎和降温工作，确保出渣温度控制在600℃左右，粒度小于300mm。其中打水作业过程人为操作性强，没有依据来渣温度对钢渣实行打水总量控制及差异化打水控制，导致钢渣打水和出渣温度控制简单粗放。其最主要原因是辊压破碎过程钢渣温度测量难度大，导致打水制度不完善。因此，实现辊压破碎区高温钢渣温度的实时测量，对钢渣处理过程打水制度的确定和调节意义重大。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本实用新型提供一种辊压破碎区高温钢渣的红外测温装置，以获取高温钢渣整个面源温度，为现有钢渣处理工艺明确打水制度奠定基础，以实现节水降耗。
5.具体而言，本实用新型提供了一种辊压破碎区高温钢渣的红外测温装置，其特征在于，包括高温针孔红外热像仪、水冷保护罩、支撑装置、红外透过镜片、固定连接点、支腿、自动进退装置、上部罩及冷却和吹扫系统，所述高温针孔红外热像仪一端固接在水冷保护罩的内顶部，所述水冷保护罩侧壁通过固定连接点固接于支腿一端，所述支腿另一端可移动的与自动进退装置连接，所述水冷保护罩通过支腿在自动进退装置的驱动下沿垂直方向上下移动，所述自动进退装置固定于上部罩上部。
6.进一步地，所述上部罩内设有支撑装置，所述支撑装置底部设有红外透过镜片，所述红外透过镜片位于上部罩下方。
7.进一步地，根据被测钢渣的测温面积和钢渣距高温针孔红外热像仪镜头距离h对所述高温针孔红外热像仪的视场角进行调节以能够覆盖钢渣的测温面积。
8.进一步地，通过高温针孔红外热像仪的视场角或高温针孔红外热像仪的视距h对测温面积进行调节。
9.进一步地，所述高温针孔红外热像仪沿着垂直方向的移动距离为0-100cm，所述高温针孔红外热像仪测温范围为300-1600℃，精度为
±
5℃或
±
5％，分辨率大于384
×
288，视
场角调节范围为45-135
°
，环境温度0-80℃。
10.进一步地，所述支撑装置固接有氮气供气管路、氮气喷嘴，所述氮气供气管路通过氮气喷嘴将氮气吹向红外透过镜片。
11.进一步地，所述支撑装置与上部罩的贯穿结合部密封连接，所述支腿通过滑轮与自动进退装置连接。
12.进一步地，所述水冷保护罩内具有冷却通道，冷却通道两端连接冷却水进水管路、冷却水出水管路，冷却水进水管路连接于水冷保护罩下部，冷却水出水管路连接于水冷保护罩上部。
13.本实用新型的辊压破碎区高温钢渣的红外测温装置可以实现辊压破碎区高温钢渣温度的实时测定，测温精度
±
5℃或
±
5％，可在辊压破碎区正常运行时间超过1年。
14.本实用新型可以根据来渣原料情况和企业生产需求，实现打水冷却操作的合理控制和钢渣冷却温度的有效控制，保障处理工艺效果，节能节水，显著提升钢渣处理自动化水平。
附图说明
15.图1为本实用新型所提供的一种辊压破碎区高温钢渣的红外测温装置的结构示意图；
16.图2为本实用新型所提供的一种辊压破碎区高温钢渣的红外测温装置的测温面和测温块示意图；
17.图3为本实用新型所提供的一种辊压破碎区高温钢渣红外测温方法的流程示意图。
18.附图标记：
19.高温针孔红外热像仪1，水冷保护罩2，支撑装置3，红外透过镜片4，固定连接点5，支腿6，自动进退装置7，冷却水进水管路8，冷却水出水管路9，氮气供气管路10，氮气喷嘴11，破碎辊12，高温钢渣13，破碎床14，上部罩15，测温面积16，测温块17。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.下面参照图1描述本实用新型提供的一种辊压破碎区高温钢渣的红外测温装置，如图1所示，一种高温钢渣红外测温装置包括：高温针孔红外热像仪1，水冷保护罩2，支撑装
置3，红外透过镜片4，固定连接点5，支腿6，自动进退装置7，冷却水进水管路8，冷却水出水管路9，氮气供气管路10，氮气喷嘴11。
23.其中，高温针孔红外热像仪1一端固接在水冷保护罩2的内顶部，所述水冷保护罩2侧壁通过固定连接点5固接于支腿6一端，所述支腿6另一端可移动的与自动进退装置7连接，所述水冷保护罩2通过支腿6在自动进退装置7的驱动下沿垂直方向上下移动，所述自动进退装置7固定于上部罩15上部。
24.其中，上部罩15内设有支撑装置3，所述支撑装置3底部设有红外透过镜片4，所述红外透过镜片4位于上部罩15下方。
25.高温针孔红外热像仪1的视场角根据被测钢渣13的测温面积16和钢渣13距高温针孔红外热像仪1镜头距离h对所述高温针孔红外热像仪1的视场角进行调节以能够覆盖钢渣13的测温面积16。
26.通过高温针孔红外热像仪1的视场角或高温针孔红外热像仪1的视距h对测温面积16进行调节。
27.高温针孔红外热像仪1沿着垂直方向的移动距离为0-100cm，所述高温针孔红外热像仪1测温范围为300-1600℃，精度为
±
5℃或
±
5％，分辨率大于384
×
288，视场角调节范围为45-135
°
，环境温度0-80℃。
28.支撑装置3固接有氮气供气管路10、氮气喷嘴11，所述氮气供气管路10通过氮气喷嘴11将氮气吹向红外透过镜片4。支撑装置3与上部罩15的贯穿结合部密封连接，所述支腿6通过滑轮与自动进退装置7连接。
29.水冷保护罩2内具有冷却通道，冷却通道两端连接冷却水进水管路8、冷却水出水管路9，冷却水进水管路8连接于水冷保护罩2下部，冷却水出水管路9连接于水冷保护罩2上部。
30.水冷保护罩2为不锈钢材质，承受压力不低于0.8mpa；所述冷却水进水管路8和冷却水出水管路9为不锈钢材质金属软管，不锈钢金属软管承受压力不低于0.6mpa；所述氮气供气管路10为不锈钢材质金属软管，不锈钢金属软管承受压力不低于0.9mpa。
31.流经所述冷却水进水管路8和冷却水出水管路9内的冷却水为工业软水或净水，供水压力0.2-0.6mpa之间，供水温度不高于48℃，连续稳定的氮气经所述氮气供气管路10后通过氮气喷嘴11喷出，喷出的氮气吹扫红外透过镜片4，所供氮气压力在0.4-0.9mpa之间，温度不高于48℃。
32.高温针孔红外热像仪1、水冷保护罩2、固定连接点5和支腿6连接为一体，所述水冷保护罩2、冷却水进水管路8和冷却水出水管路9共同构成高温针孔红外热像仪1的冷却系统，所述支撑装置3具有支撑和固定水冷保护罩2的法兰。
33.采用上述的辊压破碎区高温钢渣的红外测温装置进行红外测温，具体包括如下步骤：
34.s1：用标准黑体对所述高温针孔红外热像仪1进行温度校准；s2：将所述高温钢渣13置于所述破碎床14上，所述破碎辊12对所述高温钢渣13实施破碎、摊平作业；s3：根据高温钢渣13平铺特点，调整所述高温针孔红外热像仪1视场角满足测温面积16覆盖整个高温钢渣13；s4：根据所述高温钢渣13平铺特点，将所述高温针孔红外热像仪1的测温面积16均分为不同的测温块17；s5：中控系统实时显示测温块17内钢渣的最高温度、最低温度和平
均温度；s6：根据所述测温块17的实时温度数据，位于中控的高温针孔红外热像仪1软件系统通过模型计算，自动计算出所述高温钢渣13在整个平铺平面内的实时平均温度数值；s7：根据钢渣质量和钢渣平均温度进行钢渣水冷热平衡计算，确定辊压过程总打水量，由打水时间确定平均打水流量；s8：不同测温块17内高温钢渣13温度数据与打水阀门联动，根据平均打水流量和钢渣温度实时调节阀门开度，确保高温钢渣13高温区多打水，低温区少打水，以节水降耗。
35.作为一种实施例，所述步骤s1中，分段对所述高温针孔红外热像仪1进行温度校准；所述步骤s2中，摊平后高温钢渣的厚度在100-300mm之间；所述步骤s4中，测温面积16均分为的测温块17不少于4个。
36.作为另一种实施例，各步骤具体采用如下参数：
37.s1：分别在300-1000℃和1000-1600℃温度段，用标准黑体对高温针孔红外热像仪进行温度校准；s2：将20吨高温钢渣置于破碎床上后，破碎辊对高温钢渣实施破碎和摊平操作，摊平后的钢渣厚度在200mm左右，摊平后钢渣面积为5m
×
10m；s3：根据摊平后钢渣面积为5m
×
10m和钢渣距高温针孔红外热像仪镜头距离h为6m，调整高温针孔红外热像仪视场角为69.89
°
，此时，需要两台测温装置才能满足测温面积覆盖整个高温钢渣平面；s4：根据高温钢渣平铺特点，将每个高温针孔红外热像仪的测温面积均分为9个不同的测温块；s5：中控系统实时显示18个测温块内钢渣的最高温度、最低温度和平均温度；s6：根据18个测温块内钢渣的实时温度数据，高温针孔红外热像仪软件系统通过模型计算，自动计算出所述高温钢渣在整个平铺平面内的平均温度数值，摊平后钢渣的初始平均温度为1356℃；s7：根据钢渣质量和钢渣平均温度进行钢渣水冷热平衡计算，确定辊压过程总打水量为4.78吨，打水时间为20分钟，所以平均打水流量为239kg/min；s8：每个测温块与一个打水喷嘴对应，不同测温块内高温钢渣平均温度数据与打水阀门联动，根据平均打水流量、钢渣实时温度和热量平衡计算公式，实时调节阀门开度，确保钢渣高温区多打水，低温区少打水。如每个测温块内的钢渣平均温度高于所有测温块内钢渣平均温度的1-10％，则对应喷嘴阀门开度调高3-15％；若每个测温块内的钢渣平均温度低于于所有测温块内钢渣平均温度的1-10％，则对应喷嘴阀门开度调低3-15％。以实现节水降耗和钢渣出渣温度可控。
38.使用本实用新型所提供的装置可以实时测量辊压破碎区钢渣温度，钢渣温度范围为300-1600℃，精度为
±
5℃或
±
5％，视场角可根据测量的钢渣面积进行调节。本实用新型的优点是可以实现辊压破碎区高温钢渣温度的实时测量，自动化与智能化程度高，工艺参数精准控制优点，为钢渣的打水冷却提供数据，能够有效的节水节能。
39.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
40.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理
和新颖特点相一致的最宽的范围。