真空处理设备FMB氧枪UV火焰监测装置的国产化改造

　　0 前言

　　炉外精炼重要设备RH 真空处理钢水装置装备FMB 氧枪应用于钢水调温。FMB 氧枪配置的火焰监测装置用于监测真空室中的火焰燃烧精况，火焰监测装置关键部件探测头简称UV 紫外光敏装置。武汉钢铁股份有限公司第二炼钢厂真空处理设备为冶炼高质量钢材的关键设备，其中的FMB 氧枪是真空冶炼的主要设备，技术含量高，工艺复杂，而FMB 氧枪中的FRH - 500 型UV (紫外光)火焰监测装置的运行，直接关系到生产安全和产品质量，起着真空室“眼睛”的作用。但UV 装置工作环境恶劣，工作周期短，更换频繁，使用该进口UV 装置价格高，周期长。

　　由于第二炼钢厂FMB 氧枪已使用一年多，氧枪本体已大修过一次，而UV 火焰监测装置中的关键部件UV 探测头的寿命较其他部件短，只有约5000 h ，属于损耗件，也面临需要更换和准备备件的问题。该FMB 氧枪及UV 火焰监测装置是从日本光洋热工业株式会社成套引进。向日本公司采购备件不仅价格高，而且供货周期长，因此，解决备件难题的方法是将UV 火焰监测装置国产化。

　　1 UV 监测装置结构和主要性能指标

　　1 . 1 结构

　　FMB 氧枪中的FRH - 500 型UV 火焰监测装置由传感器和控制模块两部分构成，传感器用于火焰信号的检测，将火焰信号转换为电信号;控制模块用于对电信号的处理及显示燃烧设备的火焰状态(“燃烧”或“熄火”) ，并通过控制继电器输出触点的转换对外部设备进行控制;传感器和控制模块通常安装在环境恶劣的工业现场。

　　传感器主要元件为UV 管，UV 管外型同氖泡相似，在玻璃管内有两个电极，电极表面附有活性物质，玻璃管密封且充有特种气体。当没有紫外光照射时，两电极间无电子和离子流动，呈现很高的阻抗，近似于开路;有紫外线照射时，电极上的活性物质经照射发出光电子，在激励电压的作用下形成电流，也就是火焰电流。UV 管的光谱响应特性较尖较窄，只对紫外线敏感，尤其是对木材、纸张、化纤织物、油类、可燃气体等燃烧所发出的紫外线反应更为强烈，且不受日光、红外热辐射、炉膛高温等的影响，具有杭干扰能力强、灵敏度高等特点，能可靠地检测燃烧设备的火焰状态，常用于工业炉窑的火焰检测。UV 火焰监测装置的上要性能由UV 管决定，日产UV 火焰监测装置的UV 管较一般的UV 管灵敏度更高，经实测，FRH - 500 能在2.5 m 即离处稳定地检测到一只烛光的火焰信号。

　　1 . 2 主要性能指标

　　在国产化改造中首先须解决高灵敏度UV 管的替代问题，日产UV 火焰监测装置中的UV 管无任何标识，查找各方面资料和光洋热工业株式会社网站，均未找到原装UV 管的资料。后试选了几种国产和进口UV 管做对比实验，发现韩国产的型号为K377 的UV 管灵敏度较接近，同样能在2.5 m 距离处稳定地检测到一只烛光的火焰信号，而且环境噪声较低，不会产生误动作。