徐鑫

摘 要：本文設(shè)計(jì)了一種魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，包括攝像系統(tǒng)、攝像成像系統(tǒng)、攝像冷卻系統(tǒng)、攝像高溫金屬管及支架系統(tǒng)，其中攝像系統(tǒng)完成魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯概貌的拍攝，攝像成像系統(tǒng)顯示并記錄罐內(nèi)襯拍攝的圖像視頻，攝像冷卻系統(tǒng)是提供攝像裝置在魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯中正常工作的適宜溫度，高溫金屬管支架系統(tǒng)是保證攝像系統(tǒng)通過(guò)多角度拍攝魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯。

關(guān)鍵詞：魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯；熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置；設(shè)計(jì)與研發(fā)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.219

1 引言

近年來(lái)，鋼鐵工業(yè)高爐、轉(zhuǎn)爐大型化的快速發(fā)展對(duì)鐵水運(yùn)輸容器的容量和保溫性能提出了更高的要求。魚(yú)雷型鐵水罐以其容鐵量大、熱量損失少、磚襯壽命長(zhǎng)而得到廣泛使用。但是，一些鋼鐵企業(yè)使用魚(yú)雷型鐵水罐時(shí)由于其耐火材料內(nèi)襯無(wú)法全面觀(guān)測(cè)，僅對(duì)魚(yú)雷型鐵水罐罐口區(qū)域觀(guān)測(cè)，其中魚(yú)雷型鐵水罐拱頂、錐體、端墻均無(wú)法觀(guān)測(cè)。目前只能采用測(cè)量魚(yú)雷型鐵水罐皮重、罐皮溫度判斷其耐火材料內(nèi)襯的熔損情況，其內(nèi)襯監(jiān)測(cè)判斷方法精確性較低，國(guó)內(nèi)鋼鐵廠(chǎng)時(shí)有發(fā)生漏罐惡性生產(chǎn)事故，直接影響到魚(yú)雷型鐵水罐的安全使用。目前，還未有好的解決方案。

為此，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足設(shè)計(jì)了一種魚(yú)魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，該一種魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置可有效熱態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)鐵水罐內(nèi)襯耐火材料的過(guò)度熔損、大面積較大深度的剝落以及出現(xiàn)內(nèi)襯斷磚現(xiàn)象，可有效杜絕因鐵水罐內(nèi)襯質(zhì)量問(wèn)題而發(fā)生漏鐵事故，進(jìn)一步提高了鐵水罐的使用安全性，有效杜絕了生產(chǎn)事故的特點(diǎn)。

2 魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

隨著煉鐵技術(shù)的提高，高爐鐵水溫度逐步提高到1 500 ℃，鐵水Si 含量也控制在w（Si）為0.3%～0.5%。一方面，魚(yú)雷罐內(nèi)襯受到更高的溫度的熱沖擊，從而導(dǎo)致同等材質(zhì)的磚襯更易剝落和侵蝕；另一方面，由于鐵水溫提高以及鐵水Si 含量的降低，鐵水和渣流動(dòng)性加強(qiáng)，罐內(nèi)高熔物難以在磚襯表面著附（ 俗稱(chēng)掛渣），磚襯與鐵水直接接觸而受到鐵水的流動(dòng)沖刷以及化學(xué)反應(yīng)的雙重破壞，導(dǎo)致磚襯變脆變薄，并產(chǎn)生剝落。

魚(yú)雷型鐵水罐屬于高溫液態(tài)金屬特種設(shè)備，在線(xiàn)運(yùn)行空魚(yú)雷型鐵水罐溫度在1000℃以，另外魚(yú)雷型鐵水罐容器屬于半密閉性，對(duì)其熱態(tài)監(jiān)測(cè)耐火材料內(nèi)襯熔損狀況尤為艱難，目前魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)主要方法有：（1） 罐殼溫度測(cè)定法：通過(guò)測(cè)定罐殼的溫度情況或溫度變化，來(lái)反映內(nèi)襯的厚薄及鐵水滲透情況。（2） 罐容測(cè)定法：通過(guò)測(cè)定罐的鐵水容量，從而了解罐內(nèi)襯的厚薄情況，即關(guān)注鐵水裝滿(mǎn)時(shí)的最大裝載量。（3） 肉眼觀(guān)察法：通過(guò)肉眼來(lái)觀(guān)察魚(yú)雷罐內(nèi)襯的破損情況。（4） 局部開(kāi)鑿測(cè)量法：魚(yú)雷罐冷卻后，在磚襯表面開(kāi)鑿一個(gè)坑或洞，測(cè)量磚工作層的厚度。

綜上幾種魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)方法監(jiān)測(cè)難度大，監(jiān)測(cè)局限性較大。

3 魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置研發(fā)

魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置采用新型便攜式高溫環(huán)境特種閉路電視設(shè)備。當(dāng)熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置高溫金屬管伸進(jìn)魚(yú)雷型鐵水罐時(shí)，高溫金屬管前端鏡頭、后端攝像機(jī)完成魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯概貌拍攝，并通過(guò)電纜線(xiàn)將其拍攝到的內(nèi)襯概貌呈現(xiàn)在監(jiān)視器中；當(dāng)熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置高溫金屬管伸進(jìn)魚(yú)雷型鐵水罐時(shí)，高溫金屬管支架采用萬(wàn)向節(jié)操作，可支持高溫金屬管中鏡頭多角度，多方位旋轉(zhuǎn)拍攝；熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置采用壓縮氮?dú)饫鋮s的方式進(jìn)行冷卻，熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)層通過(guò)壓縮氮?dú)鈱?duì)攝像機(jī)及鏡頭進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，其前端鏡頭采用針孔探頭，另在探頭中安置輔助拍攝燈，壓縮氮?dú)庠卺樋浊岸藝姵鲂纬娠L(fēng)簾，有效保證鏡頭在魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯中的高溫拍攝，因此雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置可直接觀(guān)測(cè)罐內(nèi)耐火材料內(nèi)襯熔損狀況。

魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其組成包括攝像系統(tǒng)（①③攝像機(jī)、⑤鏡頭）、攝像成像系統(tǒng)（⑦硬盤(pán)錄像機(jī)、⑧監(jiān)視器）、攝像冷卻系統(tǒng)、攝像高溫金屬管及支架系統(tǒng)。所述攝像系統(tǒng)（攝像機(jī)、鏡頭、輔助燈）安置于特種金屬管內(nèi)，攝像機(jī)安置于金屬管后端，鏡頭和輔助燈安置于特種金屬管前端并與金屬管成70度夾角。所述的金屬管支架底部采用滾動(dòng)裝置，可便于來(lái)回移動(dòng)，金屬支架頂部采用萬(wàn)向裝置，可便于金屬管調(diào)解各種角度和旋轉(zhuǎn)。所述的氮?dú)饫鋮s裝置直接與金屬管末端氮?dú)饪紫噙B，通過(guò)金屬管中攝像機(jī)，最終從鏡頭排出。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、氮?dú)馊肟冢?、高溫金屬管，3、攝像機(jī)，4、魚(yú)雷型鐵水罐罐口，5、鏡頭，6、輔助燈電纜線(xiàn)，7、硬盤(pán)刻錄機(jī)，8、監(jiān)視器，9、高溫金屬管支架，10、高溫金屬管萬(wàn)向節(jié)。

設(shè)計(jì)研發(fā)的魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置能夠直觀(guān)、清晰監(jiān)測(cè)到其熱態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)內(nèi)襯熔損狀況，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯耐火材料出現(xiàn)的剝落、斷磚、開(kāi)裂、凹陷等癥狀，可有效杜絕因魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯耐火材料熔損狀態(tài)判斷失誤而導(dǎo)致漏罐的重大安全生產(chǎn)事故，另外此監(jiān)測(cè)裝置具有受不高溫作業(yè)環(huán)境制約，操作方便，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠性，突破解決了無(wú)法熱態(tài)監(jiān)測(cè)魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯耐火材料熔損狀況瓶頸，進(jìn)一步提高了鐵水罐的安全使用性。

4 結(jié)論

實(shí)踐證明，魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯熱態(tài)監(jiān)測(cè)裝置能夠達(dá)到高效、清晰、全面監(jiān)測(cè)魚(yú)雷型鐵水罐內(nèi)襯耐火材料熔損狀況，實(shí)現(xiàn)了魚(yú)雷型鐵水罐在熱態(tài)條件下（≥1000℃）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有效杜絕了魚(yú)雷型鐵水罐漏鐵安全生產(chǎn)事故，可明顯改善已有魚(yú)雷型鐵水罐在線(xiàn)運(yùn)行的質(zhì)量和安全。