[实用新型]钢水连续测温用镶嵌式复合红外测温管

说明书

技术领域

本实用新型涉及红外光学测温技术领域，尤其涉及到对高温钢水的红外连续测温装置。

背景技术

近年来，在炼钢工业中应用了中间包钢水红外光学连续测温技术，采用该项技术可以连续显示并自动记录中间包钢水温度，便于对连铸操作进行及时调整和控制。红外光学测温系统由测温管、红外信号采集传输装置、以及信号处理和温度显示几部分构成。其中测温管是日常主要损耗件，约占红外光学测温系统使用成本的80％以上。

测温管是一种一端封闭，一端开口的耐火材料管体，一般由Al₂O₃、C、Si构成。中国专利ZL200620165325.6，中国专利200720113118.0，中国专利200920143429.0和200920142942.8分别公开了各自的测温管结构(见图1示)。在上述技术方案中，均使用了单层管，降低了测温管感知高温钢水温度的时间，同时，各自采用不同的吹扫措施，对测温管的光学通道进行吹扫净化，减轻了高温时测温管材料自身产生的烟气或挥发物对红外光学通道的污染，从而提高了红外测温的响应速度和准确性。

测温管的测温响应速度主要取决于封闭端的厚度、材料的导热系数和黑度，尤其是底部的厚度、导热系数和黑度。在上述各技术方案中，存在几个共同的问题：(1)测温管封闭的下端部均为半球状薄壁结构，加工困难。在高速旋转加工过程中会发生震动或摆动，易形成加工缺陷，很难保证测温管端部球面薄壁厚度一致，造成测温管性能波动。壁厚不一致就会导致批量生产的测温管性能不稳定：壁厚大测温响应速度慢，壁厚太薄使用寿命就很低。(2)在上述专利技术中，制造测温管管体和下端部均是同一种铝碳质材料，没有在下端部温度感知区域采用导热系数更大的材料进行复合制造，因此，限制了测温响应速度提高。(3)由于测温管一般是铝碳质的，易氧化，因此虽然表面喷涂了一层防氧化涂料，但是在使用前随中间包一起进行高温烘烤时，测温管下部(封闭端)表层仍然会发生一定程度氧化。测温管下端部氧化不仅降低导热率，降低测温响应速度，而且会影响使用寿命。

实用新型内容

为解决现有技术存在问题，本实用新型提供一种钢水连续测温用镶嵌式复合红外测温管，利用该测温管可以提高测温响应速度、使用寿命和性能稳定性，同时降低测温管制造成本和使用成本。

为实现上述目的，本实用新型提供的钢水连续测温用镶嵌式复合红外测温管，包括联结件、吹扫管、测温管管体，其特征在于，所述测温管管体下端部开口；测温管管体下端部内腔设置镶嵌导热片的凹槽，导热片镶嵌到所述的凹槽内，并用高温胶泥粘牢，形成所述测温管的封闭端和温度感知区；所述测温管管体下端部外表面套装保护罩。

本实用新型的进一步改进为，所述镶嵌导热片的凹槽为环形凹槽，所述导热片为圆台形或圆柱形。

本实用新型的进一步改进为，所述保护罩为薄壁金属罩。

本实用新型测温管下端部开口，便于加工，减少废品率。测温管管体下端部内腔镶嵌的导热片是由高导热、耐高温、耐侵蚀材料制造的，导热片经过修磨加工，加工成厚度精准的圆台状或圆柱状片体，将导热片镶嵌到测温管管体下端部内腔，形成红外测温管的温度感知区。保护罩为一个薄壁金属罩，主要为了保护导热片，以保证测温管在使用前随中间包一起进行高温烘烤时导热片不会氧化，从而保证测温管具有高的测温响应速度和使用寿命。与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：

(1)提高测温管的测温响应速度，响应时间≤4min。

(2)提高使用寿命，使用寿命≥30小时。

(3)降低测温管制造成本和使用成本，由于测温管下端部开口，便于加工，减少废品率，可降低制造成本，该测温管使用寿命长，可降低使用成本。

附图说明

图1：现有技术测温管结构示意图

图2：本实用新型测温管结构示意图

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作详细的说明。

如图2所示，本实用新型提供了一种钢水连续测温用镶嵌式复合红外测温管，包括：联结件1、吹扫管2、测温管管体3、导热片4、保护罩5。联结件1是一个两端加工成一定锥度的钢管，其一端与测温管管体3粘接在一起，另一端将与红外测温枪衔接。吹扫管2为一耐高温陶瓷管或石英玻璃管，直径18～30，长度约为测温管总长度的一半。吹扫管2采用镶嵌方式安装在联结件1上，并用粘接剂粘接。吹扫管2主要作用是将测温管内产生的烟气或挥发物吹扫出管体，以保持测温光学通道的洁净。测温管管体3的截面是圆形的，外径100毫米，其材质是一种铝碳质耐火管，其组分重量百分比为：Al₂O₃50～78％；C 20～40％；Si 1～5％；Al1～5％。以酚醛树脂为结合剂，采用等静压成型。在管体上端适当位置预留2个直径10～20贯通孔，用于排出烟气和挥发物。测温管管体下端部内腔预留镶嵌导热片4的凹槽。导热片4是由高导热、耐高温、耐侵蚀材料制造的、可以是某些高导热高温合金，高导热碳化物，尤其是价格低廉的高石墨含量的铝碳材料，例如C 30～60％、Al₂O₃30～68％、Si 1～5％、Al1～5％的铝碳材料。导热片经过修磨加工，加工成厚度精准的圆台状或圆柱状片体。将导热片4镶嵌到测温管管体3的下端部内腔，形成红外测温管的温度感知区。保护罩5为一个薄壁金属罩，主要为了保护导热片，以保证测温管在使用前随中间包一起进行高温烘烤时导热片不会氧化，从而保证测温管具有高的测温响应速度和使用寿命。保护罩5在测温管插入钢水投入使用后将会迅速熔化消逝。现有技术中测温管的响应时间在5-10分钟之间，寿命15-25小时。而本实用新型测温管的响应时间≤4分钟，使用寿命≥30小时。