Устройство для непрерывного измерения изменений температуры стенки камеры в металлургической печи

 

Сою1 Соеетенмк

Социалистических

Республик iii 6299(}5.а F„

Ц (бе) Дополнительный н патенту2 (5l} N. Кл, Су 01 К 7/04

F 27 В 3/00 (92) ЗаЯвлЕно 05.05,75 (И) 1925731/18-10/

/2 129667/22-02 (23) ПРноРнтет15.06.73 (32) 16.06.72

} аатдератеееема кенатет

6евета Мкккатрее СССР ае делам кзееретееее к еткрмтек (З1) 7221944 (ЭЗ1 Франция (43) Опубликовано 25.10.786юллетень Х 39 (45) Дата опубликования описания 25.08.78 (53) УДК 3 084 8(>. 62 1.745..662. 9 (088.8) Иностранец

Ги Сарториус (Франции) (72) Автор изо4ретення

Иностранная фирма

Сосьете дез Асьер Фэн де л Эст (Франция) (Л) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ИЗМЕНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ СТЕНКИ КАМЕРЫ

В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для замера температуры стенки камеры в металлургической печи.

Известно устройство для измерения температуры стенки камеры металлургической печи, включающее измерительную трубку, снабженную термодатчиком и вводимую в камеру печи механизмом перемещения . типа домкрата, и регистрирующий прибор, соединенный с термодатчиком

И

Однако известное устройство не обеспечивает высокой точности и надежности измерения температуры стенки камеры 35 металлургической печи и автоматической очистки отверстия для датчика.

Предлагаемое устройство отюшчается тем, что домкрат соединен с ходовым винтом, приводимым в движение серводвига- 30 телем посредством зубчатой передачи, причем серводвигатель управляем несколькими таймерами, два из которых — пороговый и исполнительный — соедйнены последовательно на выход регистрирующего при- 25 бора, а один, дополнительный таймер, управляемый независимо от регистрируюmего прибора, соединен с исполнительным таймером.

Это позволяет обеспечить высокую точность и надежность измерения.

На фиг. 1- схематическое изображение механической части первого варианта реализации устройства; на фиг. 2 — схем атии.ское изображение механической части второго варианта реализации устройства; на фиг. 3 дана функциональная схема привода, обеспечивающего автоматизацию обратного хода измерительной трубки.

Кожух металлургической печи 1 содержит внутренние перегородки нлн стенки

2, включавшие доломитовый слой 3, изолирующую оболочку 4 н внешнюю стальную стенку 5. Труба 6 нз жароупорного материала, заключенная снаружи в стальную оболочку 7, пересекает насквозь стенку 2, Оболочка 7 в виде наружной стально и трубы обеспечивает механическую стойкость трубы 6 при загрузке печи 1, а также ее электромагнитную стойкость, когда используется дуговая печь.

Трубу 6 устанавливают на соответ— ствуюшей высоте в отверстие, предварительно проделанное в блоках, которые образуют стенку 2 и ее футеровку.

Измерительная трубка 8 содержит полый кожух 9, к внутренней поверхности которого приварен наконечник 10 с периферийными отверстиями 11. К одному иэ концов или к горячему концу наконечника

10 приваривают заключенную s рубашку термопару 12, которая, кроме того, помещается в полый кожух 9, причем выходное или измерительное напряжение, про-

15 порциональное значению температуры, подается на выводные клеммы 13 термопары 12. В качестве термопары 12 целесообразно испольэовать классическую хромалюминиевую футерованную термопару с заключением обоих проводников в изолирующую оболочку.

Кожух 9 и наконечник 10 могут выполняться из нержавеющей или жароупорной стали.

Вблизи конца противоположного горя чему концу термопары, кожух 9 имеет входное отверстие 14 для ввода сжатого под низким давлением воздуха, поступающего из регулировочного клапана 15, в который сжатый под действием давления в магистрали воздух подается через трубопровод 16, причем регулировочный клапан соединен с отверстием 14 через регулятор давления 17. Таким образом, подача сжатого под низким давлением воздуха обеспечивает охлаждение наконечника 10 и горячего конца термопары,, причем степень охлаждения может регулироваться посредством клапана 15 в зависи46 мости от заданного уровня температуры формирующей выходной сигнал термопары.

Таким способом измеряют переменные температуры стенок. Причем можно определить абсолютное значение температуры 4 в данной печи, если израсходовать некоторое количество вмонтированных в, стенку 2 термопар.

Сжатый под низким давлением воздух, поступающий внутрь полого кожуха 9 через входное отверстие 14, выводится через концевые отверстия 11 в наконечнике 10. В результате происходит охлаждение шлакового расплава, омывающего стен- ку 2, и его охрупчивание, а перемещение трубки 8 внутрь печи 1 обуславливает удаление шлака иэ внутреннего отверстия

18 в жароуцорной трубе 6.

Прямолинейное, возвратно-поступательное движение трубки 8 осуществляется с помощью пневматического домкрата 19, который прикреплен к концу трубки 8 с противоположной по отношению к наконечнику 10 стороны. Злектропневматический распределитель 20 принимает сжатый под магистральным давлением воздух из трубопровода 21 и управляется таймером так, чтобы осуществлять поочередную подачу питания через гибкий трубопровод

22 во входное отверстие 23 домкрата 19, а в его входное отверстие 24 - через гибкий трубопровод 25. Под воздействием электропневматического распределителя

20 измерительная трубка 8 продвигается в печь 1 на незначительное расстояние, пропорциональное объему загрузки скрапа (см. фиг. 1), а затем совершает обратное перемещение . в зондирующем отверстии жароупорной трубы 6 на соответствующее расстояние.

Устройство автоматического обратного хода трубки 8 включает электрический серводвигатель 26, который через зубчатую передачу 27 воздействует на поворотную гайку 28, взаимодействующую с резьбовой неврашаюшейся тягой 29, один конец которой прикреплен к домкрату 19.

Под действием серводвигателя 26 тяга

29 перемешается прямолинейно вправо и через домкрат 19 вызывает обратное движение трубки 8 внутри жароупорной трубы 6.

К металлической стенке 5 печи приварена консоль 30, обеспечивающая крепление различных элементов устройства. Направляющие 31 и 32 через упорный винт

33 обеспечивают при каждой реконструкции печи точную установку измерительной трубки 8 с возможностью ее ручного согласования с положением обсадной трубы

6 относительно ванны печи 1.

Серводвигатель 26 приводит в действие зубчатую передачу 27, обеспечивающую вращение резьбовой тяги 34, которая при перемещении стопорится между фланцем 35, прикрепленным к стенке 5 печи, и фланцем 36, на котором смонтирован серводвигатель 26, Нанравляющая штанга 37, выполняющая роль распорной, балки между фланцами 35 и 36, используется также в качестве напраатяющей опорной плиты 38, которая прикреплена к задней чести домкрата 19. Гайка 39, наглухо закрепленная в опорной плите 38, обеспечивает прямолинейное перемещение плиты при вращении в ней резьбовой тяги, что вызывает прямолинейное перемещение измерительной трубки 8.

62990 5

Не серводвигателе 26 можно установить предохранительные стопорные устройства, а также ручн ой или автоматический переключатель, позволяющий осуществить перевод измерительной трубки в активное положение или ее полный вывод из печи. Кроме того, параллельно рез.-.бовой тяге 29 или

34 можно установить измерительнуюрейку, что позволило бы (путем наблюдения за перемещением риски) получить точные данные о толщине стенки 2, а следоаа- 6 тельно, и о степени ее износа, Термопера 12, установленная внутрч трубки 8, электрически связана через соединение 40 с терморегистрируюшим устройством 41, в качестве .которого мо- >> жет, например, чспользоваться электронный пиропотенциометр, снабженный извес1 ным предохранительным эксцентриком и выключателем 42. С помощью предохранительного эксцентрика 43 на регистрирующем устройстве можно индексировать предельно допустимую температуру.

В электрическую цепь, разрываемую выключателем 42, включают первый таймер 44 последовательно со вторым таймером 45. Третий таймер 46 включен в электрическую цепь параллельно между выключателями 42 и таймером 45. Выводы таймеров 45 и 46 присоединяются к электрическому серводвигателю 26, ко- 6 торый через зубчатую передачу 27 воздействует не винт 29 и измерительную трубку 8. Параллельно таймерам 44 и 45 в цепь включается также приводное устройство 47 с датчиком выдержки времени, напряжение на которое подается через выключатель 42. Приводное устройство

47 воздействует, с одной стороны, на лампу 48 сигнала тревоги, а, с другой стороны, на электроклепан 49, который непосредственно питает полый кожух 9 измерительной трубки 8 (см. фиг. 1) сжатым под магистральным давлением воздухом, поступающим из трубопровода

50. При этом электроклацан накоротко замыкает магистраль нормального охлаждения измерительной трубки 8, получившую питание через регулятор давления

17.

Устройство работает следующим образом.

Когда температура, измеренная термопарой 12, установленной в измерительной трубке 8, превышает предельно допустимую величину, индексированную на термо- регистрирующем устройстве 41„последний замыкает выключатель 42. Если превышение температуры наблюдается в течение непродолжительного предваритель60 ио заданного промежутке времени, то тей мер 44 исключ еет воз межи ость запускаска серводвигателя 26 и обратного движения измерительной трубки 8. Если, нао.борот, превышение температуры длится больше, чем предусмотреио не таймере

44, .то последний приводит в действие серводвигатель 26, работающий в течение предварительно заданно-о промежутка времени, зафиксированного с помощью теимера 45, так что длина обратного хода измерительной трубки 8 ревие половине длины ходе домкрата 19„. который данный промежуток времени продолжает обеспечивать прямолинейное, возвратно-поступательное движение измерительной трубки

Если по окончании указанного обратного хода измерительной трубки 8 температура сохраняет величину, превышаю.иую а течение более длительного, чем предусмотрено, промежутка времени ="--начение предельно допустимой температуры, то приводное устройствс 47 с датчиком времени включает сигнал тревоги и через электроклапан 49 открывает питательную печь с подачей под магистральным давлением сжатого воздуха тек, что происходит резкое охлаждение измерительной трубки 8. Если. серез 24 ч работы металлургической печи не отмечено какого-либо превышения предельно допустимого значения температуры, что может случиться в ходе последовательно проводимых линейных операций с использованием все более низких температур, то, тем ие менее, необходимо, учитывая нормальный износ стенок печи, произвести обратное перемещение измерительной трубки 8.

Такое перемещение осуществляется с помощью суточного таймера 46, который независимо от положения выключателя 42 воздействует через таймер 45 ие электрический серводвигетечь 26. Прн этом измерительная трубке 8 совершает обреч ное перемешеиие, длина которого равна половине длины хода домкрата 19.

Кроме того, суточный таймер 46 оке= зывеет воздействие на лемцу 48 сигнала тревоги, чтобы предупредить операторе о превышении расходе охледакяцего воздухе или о слишком большом перемещении измерительной трубки при совершении ею обратного хода.

В дуговой печи с тремя электродами в качестве терморегистретора может быть использован классический электронный потенциометричесхий пирометр, имеющий три дорожки и снабженный .тремя пороговыми реле, которые обеспечивают фиксе-! . Ф . ию температуры предельно допустимой величины для каждого электрода.

Лредл:ю."". юмов устройство позволяет осушествить температурный зонд, стойкий к воздействию отрицательных эффектов, порождаемых условиями работы в металлургических, например, электродуговых печах.

Устройство обеспечивает исключительно точное измерение температур, если принять во внимание, что измерительная трубка осуществляет непрерывное н автоматическое удаление шлака и не рсагирует на воздействие продуктов, образующихся при плавлении стенок, а также в результате выбросов из ванны.

Формула изобретения

Устройство для непрерывного измерения изменений температуры стенки камеры в металлургической печи, включающее измерительную трубку, снабженную термодатчиком, вводимую в камеру печи механизмом перемещения типа домкрата, и регистрирующий прибор, соединенный с термодатчиком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения высокой точности и надежности измерения температуры стенки камеры металлургической печи и автоматической очистки отверстия для датчика, домкрат соединен с ходовым

1О винтом, приводимым в движение серводвнгателей посредством зубчатой передачи, причем серводвигатель управляем несколькими таймерами, два из которых - пороговый и исполнительный — соединены последовательно на выход регистрирующего прибора, а один дополнительный таймер, управляемый независимо от регистрирующего прибора, соединен с исполнительным таймеро м.

29

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР

% 1б8495, кл. С 01 К 13/00 1961.

629905

Составитещ h. Минаев

Редактор Т. Фадеева Техред К, Гаврон Корректор Н. Тупица

Закаев 5929/3 Тираж 831 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4