Зонд для замера параметров газа и шихты по радиусу шахтной печи

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

gag С 21 В 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3606235/22-02 (22) 15.06.83 (46) 23.04.86, Бюл. ¹ 15 (71) Институт черной металлургии (72) Г.А.Полевой, И.Н.Эльке, Г.Ю.Воронин, М,И.Дик, И.Е.Поч".кайло и И.Г.Ризницкий (53) 669.162.263.2(088.8) (56) Патент ЧССР ¹- 125255, кл. С 21 В 7/24, 1960. (54)(57) 1. ЗОНД ДЛЯ ЗАМЕРА ПАРАМЕТР0В ГАЗА И ШИХТЪ| ПО РАДИУСУ ШАХТНОЙ

ПЕЧИ, содержащий корпус с каналом для отбора проб газов, термопару

„„SU„„1225857 А и датчик прогиба корпуса, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности замера, датчик прогиба корпуса выполнен в виде жестко установленной планки с внутренним полусферическим пазом, внутри которого помещены подвижный контакт и изолирующая пластина, причем на изолирующей пластине закреплен .электропроводник.

2. Зонд по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что полусферический наз датчика прогиба заполнен инертной жидкостью.

1225857

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам контроля работы доменных печей.

Цель изобретения — повышение точности замера. 5

На фиг..1 представлен корпус зонда, продольный разрез; на фиг. 2— эпюра сил.

Устройство содержит корпус с каналом 1 для отбора проб газов, термо- 10 пару 2, датчик 3 прогиба корпуса, последний выполнен в виде планки, жестко установленной в корпусе зонда с внутренним полусферическим пазом 4, подвижный контакт 5, изолирую- 1S щую пластину 6 с закрепленным на ней электропроводником 7, выходную клемму 8, полусферический паз, заполненный инертной жидкостью 9.

Работа предлагаемого устройства 20 заключается в следующем.

Во время измерения температуры по радиусу шахты доменной печи термопарой 2 и отбора проб газов по каналу 1 происходит прогиб вводимого 25 в печь корпуса зонда движением шихтового материала. Прогиб корпуса зонда изменяет положение подвижного контакта 5, свободно перемещающегося в полусферическом пазе 4 планки 3 в тече-Зп ние времени измерения температуры и отбора проб газа.

Благодаря полусферической форме паза подвижной контакт свободно йеремещается и занимает одно иэ устойчивых положений, что приводит кизменению сопротивления электропроводника 7, включенного в мостовую измерительную цепь (не показана). В каждой новой точке отбора проб газа и измерения температуры по радиусу шахты печи прогиб корпуса зонда фиксируется положением подвижного контакта 5, что дает возможность судить о движении шихтовых материалов. Заполнение инертной жидкостью полусферического паза позволит исключить попадание продуктов плавки во внутреннюю полбсть датчика.

Техническим преимуществом предла- 50 гаемого зонда по сравнению с известным является следующее: возможность одновременного измерения температуры, отбора проб газов и контроля движения шихтовых материалов в каждой точке $5 исследуемого горизонта по радиусу шахты доменной печи, что позволит иметь дополнительную информацию о параметрах газа и шихты по радиусу, увеличить производительность печи на 0,5Х на каждые 0,1 ати (установлено на основе опытных плавок и расчетных материалов).

Расчет устойчивости и прочности зонда вводимого в шахту доменной печи следующий.

На фиг. 2 представлена эпюра сил, обуславливающих прогиб корпуса зонда.

Из проведенных опытов известно, что осевое усилие при введении зонда в шахту печи может достигать 3,85.,0 т, что дополнительно нагружает зонд и увеличивает суммарную нагрузку (на фиг. 1 показано движение зонда в шахту: печи), т.е.

P =Т+От (1) где P — осевая сила, необходимая для преодоления силы сопротивления шихты;

Т вЂ” сила в передней части зонда;

Ц вЂ” сила трения о тело зонда и поддержания определенной скорости движения зонда.

Прочность и устойчивость зонда .зависят от его механических свойств и осевого усилия, приложенного к нему.

Рассмотрим зонд, изготовленный из стальных труб наружным диаметром

D=60 мм, внутренним и 50 мм, длиной

24м.

Предел текучести стали принимают равным б =3300 кг/см .

При общей длине зонда (фиг.1) длина выступающей из шахты части х, длина погруженной части (P-õ).

В установившемся состоянии, когда движение зонда равномерное, осевое усилие P=T+Q, где сила сопротивления ще ° шихты Т=с - а сила трения Я=Ф0 (4 У 9

-х). Объемный. вес шихты принимают равным. ш =1 т/м . Таким образом

«D2

P =t + « 0 (g-х)

4 (1), где t - -коэффициент сопротивления шихты;

g — - коэффициент трения шихты о зонд.

Максимально допустимая (критическая) осевая сила по условию устойчивости круглого стержня составит

A g-I 1

«(х« р «(2)

1+2,4(1+ ) "-, 3 12258 модуль упругости (для стали); модуль инерции; радиус инерции (площадь сечения); коэффициент Пуассона (для металлов 0,3); длина выступаемой части.

1 где E—

P составляющей не более 57 от общей величины, можно считать, что

П Е ° I

Р =- — - г кр z (3) 15

П E Х pD — — — =t- — + gnD(P-х) х 4 (4) Составитель Б.Раковский

Редактор Н.Гунько Техред Л.Олейник Корректор И.Эрдейи

Заказ 2102/18 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Ввиду малой величины

П2 Р2

1+2 4(1+@) —-х 10 где Р— эйлерова сила, максимально кр допустимая по условию устой1 чивости.

Приравняв (3) и (1) получают уравнение для определения глубины погру20 жения, на которой зонд теряет устойчивость, Подставив в формулу (4) известные величины D,E,f, и вычисленное значение

I=-4(D -d )=32,97 (см ), получают

64 следующее уравнение: 30

18,84Dx — (28,26t+7536g) x +

[phone]=0 (5) Коэффициенты трения и сопротивле ния шихты зависят от давления столба

35 шихты и скорост; зонда, причем

57 4 эти коэффициенты пропорциональны значениям шихты.

Прй высоте слоя шихты над зондом h=iO м (фиг. 1) давление шихты

P=) h 0,1 кг/см .

Коэффициенты трения и сопротивления связаны с давлением шихты соотноше .ием (5):

= f) Р; (б)

t=f Ру где f -Š— относительные коэффици1 енты трения и сопротивления и зависят только от скорости введения зонда U.

Исходя из требований соотношения .(6) скорости движения зонда в шахту механизмом ввода зонда расчет устойчивости проводим для Ч

=0,2 м/с.

Величины f u f, выбранные исходя из скоростй введения зонда в шахту печи и с учетом соотношения (6), равны соответственно f3=36; f4 =240.

Вычислив значения f и f< и соотношение (6) получим g=4,8 и t=24 °

Подставив значения g u t в уравнение (5) и решив его относительно х, получим х=0,96 м =1,0 м.

Таким образом, при скорости движения зонда U=0,2 м/с зонд теряет устойчивость и изгибается при вводимой длине более 1 м. Из приведенного следует, что противопоставленным способом практически невозможно измерять давление шихты при длине зонда более 1 м,