Устройство для контроля износа футеровки доменной печи
Изобретение относится к доменному производству и предназначено для контроля износа футеровки доменной печи. Целью изобретения является повышение точности контроля износа футеровки. Устройство состоит из волноводов 1, вмонтированных в футеровку на различных горизонтах по высоте доменной печи. На верхних и средних горизонтах вдоль волноводов размещены термопары, а на нижних горизонтах в волноводах размещены пирометры 11 излучения. Существо изобретения заключается в том, что волноводы нижних горизонтов выполнены кварцевыми, средних - стальными, а верхних - медными, а термопары выполнены с возможностью их продольного осевого перемещения. Измерение температуры позволяет учесть влияние температуры на скорость распространения ультразвуковых волн,а выполнение волноводов из различных материалов учитывает температурный режим доменной печи.1 з.п.ф-лы,3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5ц 4 С ?1 В 7/24
Ц("g ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР (21) 4213241/23-02 (22} 23. 12.86 (46) 07.05.89. Бюл. № 17 (71) Днепропетровский металлургический институт им.Л.И,Брежнева (72) В.Е.Левченко, П.Г.Васильев, Н.Е.Алпаев, А.И.Васюченко и В.П.Галушкин (53) 669.162.263.?(088.8) (56) Патент Японии № 54-27513, кл. С 21 В 7/24, 1979. Патент Японии № 50-31083, кл. С 21 В 7/24, 1975. Патент Японии № 51-2319?, кл. С 01 В 15/02 1976. „„SU„„1 477745 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ФУТЕРОВ1Ж ДОИЕННОИ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к доменному производству и предназначено для контроля износа футеровки доменной печи. Целью изобретения является повышение точности контроля износа футеровки. Устройство состоит из волноводов 1, вмонтированных в футеровку на различных горизонтах по высоте доменной печи. На верхних и средних горизонтах вдоль волков водов размещены термопары, а на нижних горизонтах в волноводах раз1477745 мешены пирометры 11 излучения. Сущность изобретения заключается н том, что волноводы нижних горизонтов выполнены кварцевыми, средних стальными, а верхних — медными, а термопары выполнены с возможностью их продольного осевого перемещения.Иэ1 Изобретение относится к области контроля футеровки доменных печей. Целью изобретения является повышение точности контроля износа футуровки. На фиг.. 1 изображена схема реализации устройства для контроля износа футеровки; на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — размещение вдоль волноводов термопар с возможностью их продольного осевого перемещения, вариант. Устройство для контроля износа футеровки содержит волноводы 1 диаметром 0,010-0,040 м, вмонтированные в футеронку 2 на различных горизонтах по высоте доменной печи. Снаружи f печи волноноды заключены н амбразуры 3 с охлаждающей арматурой и сальниковыми уплотнениями. В нижней 1/2 части шахты вмонтированы .Кварцевые волноводы, например, на печи объемом 1033 м они размещены на трех нижних горизонтах; на 1/10-1/20 части высоты шахты ниже защитных плит колошника, например на одном верхнем горизонте размещены медные волноводы, а на средних горизонтах, т.е. на расстоянии 1/10-1/2 части высоты шахты ниже защитных плит колошника, стальные волноводы. На каждом горизонте вмонтировано по 4-12 волнонодов по окружности шахты. Размещение четырех волноводов на верхнем горизонте показано на фиг. 2. Увеличение количества нолноводов на каждом горизонте и количества горизонтов способствует увеличению площади контроля за износом футеровки 2 доменной печи и поставлению более надежной информации о степени износа в любой момент времени. мере»не температурыпозноляет учесть элия»ие температуры »а скорость распространения ультразвуковых волн, а выполнение нолнонодон иэ раэлич— ных материалов учитывает температурный режим доменной печи. I з.п. ф-лы, 3 ил. С целью контроля внутренних торцов медных и стальных нолноводов внутри каждого вол»овода ныполнено сквозное отверстие 4, которое снаружи печи заканчивается патрубком 5 с сальниковым устройством б и отверстиями 7 для вдувания инертного газа. Внутри направляющей трубки 8 с наконечником 9 размещена термопара, 10 которая соединена с вторичным прибором 10, например потенциометром типа ПП-63. Контроль температуры внутренних торцов кварцевых волноводов осуществ15 ляется пирометром 11 излучения, соединенным с вторичным прибором (не показано). Определение толщины футеронки 2 по скорректированной скорости ультразвуковых колебаний в волнонодах 1 выполняют ультраэнуковым толщиномером 12, например прибором типа УТ-92 П. Процесс контроля износа футеровки осуществляется в следующем порядке. Вмонтируют нолноводы 1 в футеровку 2 после завершения ее температурного роста. Для этого через 15-20 сут после задувки, н период кратковременной остановки печи, в футеровке 2 выполняют каналы, укладывают н них нолноводы 1 так, что внутренние торцы волноводов 1 находятся запод35 лицо с рабочей поверхностью футеровки 2, а наружные заключают в амбразуры 3 с сальниковыми уплотнениями и охлаждением. Затем в любой момент нремени 40 осуществляют контроль температуры внутренних торцов нолнонодов 1. При этом для контроля кварцевых волново" 1 7 745 дов используют пирометр 11 излучения, а контроль температуры металлических волноводов выполняют в такой последовательности. Сквозное отверстие 4 в волноводе продувают инертным газом, например азотом, через отверстия 7 в патрубке 5 под давлением 230-300 кПа. Затем в отверстие 7 вводят направляюшую труб- 10 ку 8 до момента соприкосновения наконечника 9 термопары с шихтовьии материалами. выдерживают термопару в этом рабочем положении 5-10 мин, после чего прибором 10 фиксируют 15 температуру внутреннего торца волновода. Контроль температуры внутренних торцов волноводов позволяет учесть температурную погрешность измерений 20 и определять остаточную толщину футеровки по скорректированной скорости ультразвуковых колебаний в волноводах. При этом скорректированную скорость определяют по следу- 25 ющим зависимостям: Ся =4475, 39-0, 085 Т-О, 000034х хТ (20 С < Т» 650 С); С т = 5777 +0,045 Т-0,00042 Т (20 С» (2) < Т» 900 С); С = 5724,379+0, 131 Т +0,000016 .х Тг (?0 0» Т» 120O C), (3) где С » С вЂ” скорость упругих ко- 40 лебаний соответственно в медных, стальных и кварцевых волноводах; Т вЂ” температура внутрен- 45 них торцов этих волноводов. Затем на цифровом индикаторе толщиномера 12 в режиме настройки скорости колебаний устанавливают расчет- 5 ную величину скорости колебаний, переключают толщиномер 12 в режим измерения толщины, размещают преобразователь на наружном торце волновода 1 и по показанию цифрового индикатора судят о толщине футеровки 2 в месте установки волновода. Устройство включает кварцевые волноводы, например, изготовленные из электроплавленного кварцевого стекла (содержание SiOr. 99,997), вмонтированные в нижней 1/2-3/4 части высоты шахты. Кварцевое стекло, являясь светопроводом, обеспечивает возможность контроля температуры внутренних торцов кварцевых волноводов с при вменением пирометра излучения. Кр<ме того, этот материал сохраняет упругие свойства и способность проводить ультразвуковые волны при температурах до 1200-1300 С, что обусловливает необходимость его применения в качестве волновода в нижней части шахты на тех горизонтах, где температура периферийных газов колеблется в пределах 900-1300 С, т.е. в нижней 1/2-3/4 части высоты шахты. На средних горизонтах шахты, т.е. на расстоянии 1/10-1/2 части высоты шахты ниже защитных плит колошника, можно использовать стальные волноводы в связи с их дешевизной по сравнению с кварцевыми и способностью стали проводить ультразвуковые волны при о температурах до 900 С, т.е. применение стальных волноводов на средних горизонтах экономически более целесообразно, чем кварцевых. На верхних горизонтах можно устанавливать медныеволновады,так как на горизонтах шахты с температурой периферийных газов 400-700 С (т,е. в верхней 1/10 части высоты шахты) и недостаточно интенсивным истирающим воздействием шихты стальные волноводы не изнашиваются одновременно с футеровкои что обеспечивает достаточную надежность контроля. Бмонтирование медных волноводов ниже 1/10, а стальных ниже 1/2 высоты шахты от защитных плит колошника нецелесообразно, так как по данным исследований скорость ультразвуковых колебаний в меди и стали уменьшается с ростом температуры в соответствии с уравнениями 1 и 2 (при длине волноводов 0,5-1,5 м и охлаждении наружных концов), и эти материалы теряют упругие свойства и способность проводить упругие волновые колебания при достижении определенной температуры (700 С вЂ” медь, с7 900 0 — сталь) . Вмонтирование волноводов в верхней 1/20 части высоты шахты от защитных плит колошника нецелесообразно, так как износ футе1477745 Формул а и з о б р е т е н и я 20 перемещения ° Составитель A. Абросимов Редактор Н. Гунько Техред А. Кравчук Корректор Л,Пилипенко Заказ 2316/25 Тираж 531 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по ивобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 ровки непосредственно под защитными плитами колошника (0,7-1,0 м ниже плит) незначителен и контроль этого износа нецелесообразен. Результаты измерений свидетельствуют о достаточно высокой точности предлагаемого устройства. Расчеты показывают, что относительная погрешность не превышает 0,005 и. Предел допускаемого значения абсолютной погрешности толщиномера составляет 0,0 1 от измеряемой толщины. Поскольку общая длина вол- . новода в процессе измерений составляет 1,2-0,5 м, погрешность измерений толщины футеровки следует счи— тать незначительной. Контроль толщины огнеупорной футеровки с применением предлагаемого устройства позволяет следить эа динамикой изменения рабочего профиля печи при изменении технологических параметров работы агрегатов, предупреждать аварийные остановки печей вследствие ускоренного разгара огнеупоров, целенаправленно использовать технологические факторы, способствующие увеличению срока службы огнеупорной футеровки. 1. Устройство для контроля износа футеровки доменной печи, содерrz жашее волноводы, вмонтированные в футеровку, а также источник и приемник ультрозвуковых волн, о т л и ч ю щ е е с я тем, что, с целью повы10 шения точности контроля износа футеровки, QHo снабжено термопарами и пирометром, соединенными с вторичными приборами, в верхних горизонтах maxты печи установлены медные, в сред15 них — стальные, а в нижних — кварцевые волноводы, гричем вдоль волноводов на верхних и средних горизонтах размещены терпомарь,, выполненные с воэможностбю их проу ольного осевого 2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что медные волноводы расположены на 1/10-1/20 части высоты шахты ниже защитных плит колошника, стальные — на расстоянии 1/10-1/2 части высоты шахты ниже защитных плит колошника, а кварцевые — в нижней 1/2-3/4 части высоты -"0 шахты.
