专利名称：钢水温度快速响应红外测温管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属熔池、炉窑内部等高温环境下温度的连续测量。
背景技术：
目前钢水温度的连续测量，通常为两种方式(1)热电偶连续测温；(2) 红外连续测温。传统上两种测温方式都要使用材料和结构上几乎--致的多层 嵌套式测温管(保护管)，由于此类装置采用多层嵌套测温管(保护管)，致 使温度的响应时间过长，无法真正实现温度的即时测量。而专利号为 ZL200620165325.6的《钢水温度快速响应红外连续测量装置》，首次采用单层 测温管，实现了钢水温度的即时测量。但该专利需要特殊设计的测量装置以 及特殊制造的测温管，该测温管除需要满足耐高温、耐冲刷、抗热震等热学 性能之外还需要满足透气孔率低、烟气挥发速率低等光学测量所要求的性能， 方能在实现温度快速响应功能的同时实现温度测量的稳定和准确，因此测温 管的制造成本偏高。另申请每为200920142942.8的《钢水温度快速响应虹外 测温管嵌套装置》，有效解决了上一专利所存在的问题，但其自身也存在两个 方面的问题(1)该嵌套装置需要在测温管侧壁上钻孔(排烟孔)，而在测温 管侧壁钻孔会导致测温管的抗折、抗拉、抗剪切强度的降低；(2)如果不在 测温管侧壁钻孔则需要特殊设计的测温枪与特殊设计的排烟道相互配合，使 得系统构造复杂。 发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种特殊设计的钢水温度快速响应红外测 温管，通过改进测温管空腔中高温烟气挥发物的排放通道设计及测温管壁变 壁厚设计，在不更改测温管的材料构成；不降低测温管机械强度；不更改测 温枪原有设计的情况下实现并改善温度的快速响应红外测量。
本实用新型的技术方案是这样实现的 一种钢水温度快速响应红外测温 管，包括单层单端盲头管状的测温管壳、用于联接测温管壳5与测温枪的锥 轴连接器4、安装在锥轴连接器4内的导流管1，其特点是在测温管壳5上 端与锥轴连接器4之间开有多个排烟孔2。测温管壳5下部管壁较中部和上部 的管壁薄。
与现有技术相比，本实用新型降低了快速响应红外连续测温的技术难度， 降低了测温管的制造成本，使得快速响应红外连续测温的使用成本更低、更 环保。由于对测温管的制造技术和加工工艺没有特殊要求，可以大幅度减少 山于测温管制造缺陷所导致的温度测量的不稳定性。


图1是本实用新型的结构剖示图。图2是图丄的A—A剖示图。
图中1——导流管2——排烟孔3——测温室入口 4——锥轴连接器 5——测温管壳a——自由段 b~渣线段c一侵入段具体实施方式
从图1、图2可见本实用新型的测温管壳5为单层、单端盲头管，其盲 头端为插入钢水的部分，红外测温是通过获取测温管壳盲头端底部内壁中心 部位的红外信号经处理得到温度值，严格来说，所得到的温度为测温管壳底 部内壁温度，并非钢水温度。但是，只要测温管壳盲头端材质的导热率足够 高、热容量足够小(导温性能足够好)，则当钢水温度发生变化时，测温管盲 头内壁的温度能够在足够短的时间内跟上钢水温度变化，从而实现温度的快 速响应。考虑到测温管壳5在钢水温度测量过程中所处的实际状态，可将测
温管壳分为三段1、自由段a; 2、渣线段b; 3侵入段C。其中侵入段C为
测温管壳浸泡在钢水中的部分；渣线段b为测温管壳5与钢渣、保护渣接触 的部分；自由段a为测温管壳5裸露在空气中的部分。事实上，测温管壳被 侵蚀最严重的部位在测温管的渣线段，测温管的使用寿命主要由测温管壳渣 线段的侵蚀深度所决定。而测温管壳侵入段的侵蚀程度比起渣线段而言要轻 微的多。因此，本实用新型的测温管侵入段(底端起20(T300咖处)采用变 壁厚设计，其特征是测温管壳侵入段c管壁较薄。理由如下虽然所测温度 为测温管壳盲头端底部中央区域的温度，但该处与与之相连的管侧壁之间存 在热传导，若靠近管底部区域的侧管壁热容量大会明显延滞温度的时间响应， 侵入段底部管壁较薄的设计是一种减小该处热容量的有效措施。
由于要求测温管壳具有高导热性和较低的密度(热容量小)，从成本较适 中的耐火材质中进行选择，同时满足材质密度较低的要求，则在测温过程中 不仅测温管壳自身会产生高温挥发污染物、同时钢水中的气相污染物质也会 渗入到测温管空腔中。为了保证测温管空腔中的红外信号传递通道不被污染， 本实用新型在测温管中设计了-与冷却气体导流管1相配合的烟尘排放通道， 在联接测温管壳5与测温枪的锥轴连接器4内安装有一导流管1，导流管1应 由耐高温材料制成；在测温管壳5与锥轴连接器4之间设有多个排烟孔2;导 流管1的作用是将冷却测温枪(包括扫尘作用)的冷却气体(通常为氮气， 也可采用氩气)引入测温管壳5的渣线段部位b的空腔内，气体在自身压力 作用下下冲至测温管壳5侵入段c空腔的静压区后停止下冲，然后气流沿测 温管壳内管壁上巻，上升气流裹挟着挥发烟气沿导流管1外壁与测温管壳内 壁的空间上行、经设置在测温管壳5上顶部的排烟孔2排放至测温管外。通 常挥发气体在渣线段以下的高温区为无色透明气体，该气体上升到测温管自 由段a (温度较低)时凝结为有色烟尘，此时会遮挡红外信号并对红外温度测 量形成强烈干扰，因此，导流管1应深入到渣线段部位b为宜。
权利要求1、一种钢水温度快速响应红外测温管，包括单层单端盲头管状的测温管壳、用于联接测温管壳(5)与测温枪的锥轴连接器(4)、安装在锥轴连接器(4)内的导流管(1)，其特征在于在测温管壳(5)上端与锥轴连接器(4)之间开有多个排烟孔(2)。
2、 根据权利要求1所述的一种钢水温度快速响应红外测温管，其特征在 于所述的测温管壳(5)下部管壁较中部和上部的管壁薄。
3、 根据权利要求1或2所述的一种钢水温度快速响应红外测温管，其特 征在于所述的导流管(1)深入到渣线段部位。
专利摘要一种钢水温度快速响应红外测温管，包括单层单端盲头管状的测温管壳、用于联接测温管壳5与测温枪的锥轴连接器4、安装在锥轴连接器4内的导流管1，在测温管壳5上端与锥轴连接器4之间开有多个排烟孔2。测温管壳5下部管壁较中部和上部的管壁薄。本实用新型降低了快速响应红外连续测温的技术难度，降低了测温管的制造成本，使得快速响应红外连续测温的使用成本更低、更环保。由于对测温管的制造技术和加工工艺没有特殊要求，大幅度减少了由于测温管制造缺陷所导致的温度测量的不稳定性。
文档编号G01J5/02GK201373774SQ200920143429
公开日2009年12月30日 申请日期2009年3月18日 优先权日2009年3月18日
发明者白建忠 申请人:白建忠