冶炼炉渣层厚度测量传感器 【技术领域】
本发明涉及冶金行业测量仪器技术领域，特别涉及冶炼炉渣层厚度测量技术。
背景技术
冶金行业冶炼金属时炉内的渣层厚度对冶炼成的金属质量及成分有较大影响，例如在炼钢过程中，渣层厚时渣容易到钢水中去，渣层薄时钢水中杂质含量大，因此，合适的渣层厚度是炼钢的一个主要技术参数。目前对冶炼炉中渣层厚度没有一个准确可靠的测量方法，只是凭操作人员的经验观察估计冶炼炉内的渣层厚度，这种用观察估计的办法必然有很大误差，使冶炼的金属质量没有保证。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种冶炼炉渣层厚度测量传感器，该传感器可准确地测量出冶炼炉内渣层厚度，同时还可测出钢水液面位置，使用本渣层厚度测量传感器能通过冶炼工艺控制冶炼炉中渣层厚度，从而能提高金属冶炼的质量。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种冶炼炉渣层厚度测量传感器，包括耐火泥头、纸管、导线支架、铜线、铁片、熔点高的金属丝、纸帽、保护纸筒和快干水泥层；所述耐火泥头为倒置的凸台形，中心部位有一圆形孔，在该耐火泥头的上端面中心部位设有一圆形凹槽，所述纸管与泥头地下端固定连接，纸管的内孔直径与泥头的内孔直径相同，所述导线支架为一绝缘材料管，该管的外径与纸管的内径相匹配，支架的底端有一圆环形凸台，凸台的外径等于纸管的外径，所述铜线为两根，其下端分别固定在导线支架上，两根铜线的上端分别伸出导线支架的上端，所述铁片为两个细长的铁片，其下端分别焊接在两根铜线的上端，所述两根熔点高的金属丝的下端分别焊接在两个细长铁片的上端，上述导线和导线支架一起插入纸管及泥头的中心孔内，导线支架底端圆环形凸台卡紧在纸管的下端面，所述两根熔点高的金属丝的上端高出泥头的上端面，所述快干水泥层位于导线支架的上端、耐火泥头的中心圆孔内，所述纸帽扣在泥头的上端，并由快干水泥层固定在泥头上端的凹槽内，所述保护纸筒的外径与凸台形耐火泥头的上半部圆筒体外径相同，纸筒的上端固定粘接在泥头的凸台上。
所述耐火泥头为倒置的凸台形，其上半部圆筒体直径大于下半部圆筒体直径，在泥头的中心部位有一个圆形通道，所述导线支架的上部及导线放置在该圆形通道内，在上半部圆筒体内的上部有一凹槽，所述纸帽固定在该凹槽内。
所述导线支架为一绝缘材料制作的异形圆管，该管的外径与纸管的内径相匹配，在导线支架的底端外围为一圆环形凸台，凸台的外径等于纸管的外径，导线支架插入纸管及泥头的中心孔内时，该圆环形凸台卡紧在纸管的下端面。
所述熔点高的金属丝为钨丝，或钼丝，或钼钨合金丝等。
本发明提供的冶炼炉渣层厚度测量传感器有如下的有益效果：
1、能准确地测量冶炼炉内的渣层厚度，使冶炼的金属质量得到提高。本冶炼炉渣层厚度测量传感器的工作原理是：将固定在传感器内导线支架上的两根铜导线与电阻测量仪表接通，再将渣层厚度测量传感器垂直于冶炼炉放置，使纸帽位于最下端，保护纸管位于最上端，通过自控装置使传感器匀速下落至冶金炉内，由于炉内温度很高，位于传感器下端的纸帽被烧掉，两根难熔金属丝(例如钼丝)在与钢渣接触前显示的电阻值极大，当接触到渣层时，由于渣层导电，使电阻测量仪表显示的电阻值迅速下降为KΩ级，此时可自动记录渣层厚度初始值，随着传感器向下运动，电阻值继续下降，当钼丝接触到渣层底部的钢水时，由于炉渣渣层导电性能与钢水导电性能的不同，在电阻测量仪上显示的电阻值瞬间变为很小，一般为Ω级，此时自动记录渣层厚度的终止值，于是渣层厚度就能直接显示出准确的数值。与原来采用人工观测方法相比，采用本装置能科学地准确地测量出冶炼炉内渣层厚度，由于能准确测出渣层厚度，才能有利于控制渣层厚度，使冶炼质量得到提高。
2、能准确测量出钢水液面位置。通过本冶炼炉渣层厚度测量传感器还可同时测量出钢水液面位置，如前所述，当钼丝接触到钢水液面时，电阻瞬间变为很小，可以通过计量装置显示出钢水液面位置。
【附图说明】
图1为冶炼炉渣层厚度测量传感器结构示意图；
图2为导线支架结构示意图；
图3为图2的俯视图。
【具体实施方式】
参照附图1，用耐火泥制成凸台形泥头1，将凸台倒置，其上半部为外径30mm、长8mm的圆筒体，下半部为外径18mm、长20mm的圆筒体，泥头1的中心部位开有直径为10mm的圆孔，形成圆筒形通道，在上半部圆筒体内开有直径为20mm、高为4mm的圆形凹槽，所述纸管2用壁厚为2mm的硬纸板卷制成内孔为10mm、长度为36mm的圆筒体，并用耐火泥将纸管2粘接在泥头1的下端面。参照附图2和附图3，导线支架3的下部为一塑料板制成圆形管，圆形管的外径与纸管2的内径相匹配，均为10mm，在圆形管的底部外围有一圆环形凸台，该凸台的外径14mm，高度为2mm，当导线支架3插入纸管2及泥头1构成的圆筒形通道时，该圆环形凸台卡紧在纸管2的下端面。所述导线支架3的上部为塑料板制成的十字形架，该十字形架座落在塑料圆管上端，并与塑料圆管注塑为一体。将两根铜线4的下端分别固定在导线支架3的塑料圆形管管壁的不同部位上，将两根铜线4的上端分别穿过十字形架相对应的两侧部位后伸出导线支架3的上端，再将两个细长的铁片5的下端分别焊接在两条铜线4的上端，然后将两根钼丝6的下端分别焊接在铁片5的上端，随后将固定好上述导线的导线支架3由纸管2的内孔穿入由泥头1和纸管2构成的圆筒形通道内，如图1所示，将导线支架3底端的圆环形凸台卡紧在纸管2的底端，两根钼丝6的上端伸出泥头1上端的距离大约在12mm左右，将两根钼丝6分开摆放垂直位置，然后用快干水泥9浇注到泥头1的圆孔内使钼丝6固定，所述纸帽7的外径为19mm，高度为20mm，将纸帽7扣在泥头1的上端，用快干水泥10将纸帽7固定在泥头1上端的凹槽内，所述保护纸筒8为10mm厚的纸板卷制成外径为30mm、长度为1000mm的圆筒体，将保护纸筒8用高温胶粘接在泥头1上半部圆筒体的下端面上，这样就制成了冶炼炉渣层厚度测量传感器。当需要对冶炼炉渣层厚度进行测量时，将导线支架3上的铜线4与电阻测量仪连接，将本传感器垂直于冶炼炉放置，通过自控装置使传感器匀速下落至冶炼炉内，其测试过程及原理如前所述。