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2005年度国家技术发明奖


黑体空腔钢水连续测温方法与传感器

由东北大学谢植等完成

    该项目属于冶金工业检测技术与自动化领域。钢水温度连续测量一直是冶金过程检测领域未能很好解决的难题。在该发明之前国内所有钢铁企业和国外绝大多数钢铁企业均不得不采用消耗型快速热电偶间断测量方法。国内外关于钢水温度连续测量的研究集中在保护管加铂铑热电偶方面,由于成本和稳定性问题,至今没有得到较好实用化。 
    温度测量方法通常分为接触式测温和非接触式测温。
    该项目首次提出黑体空腔式钢水温度连续测量方法和传感器。其特点是用在线黑体空腔理论代替了昂贵的铂铑热电偶,兼有接触式测温准确和非接触式测温成本低的优点。
该项目主要技术内容为:提出黑体空腔式钢水连续测温方法;建立了在线黑体空腔理论,包括提出并建立了“黑体空腔不等温系数”新的理论概念;推导出在线黑体空腔辐射特性公式;发明并研制出黑体空腔温度传感器;建立了黑体空腔钢水连续测温传感器的技术标准,解决了测温准确性、稳定性和一致性等关键问题。
    该传感器及测温系统的主要性能指标为:
    测量范围:1400~1600℃;准确性:±3℃;测温管寿命:≥24h
    该项目已经获得中国和美国发明专利授权;形成了具有自主知识产权的定型产品,已在包钢、宝钢、首钢、唐钢等36家大中型钢铁企业的连铸中间包钢水温度连续测量方面推广应用。
该项目的意义:
    1. 用相当于消耗型热电偶间断测温成本实现了高精度钢水连续测温,改变了以往连铸生产过程间断式人工测温方式,成为新一代钢水测温产品;
    2. 各钢铁企业实际应用表明,该技术能够提高生产率、降低能耗、提高钢材质量和提高自动化水平,明显地促进冶金行业炼钢连铸技术的进步;经采用该项目的36家企业统计,累计已为企业创造新增经济效益5亿多元。

 

     
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