УСТРОЙСТВО для НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЛАВИЛЬНЫХ И РАФИНИРОВОЧНЫХПЕЧАХ Советский патент 1971 года по МПК G01K7/02 

Изобретение относится к устройствам для непрерывного измерения температуры металлической ванны в плавильных или рафинировочных нечах, особенно в тиглях или конверторах, которые можно вводить в раснлав сверху.

Известны устройства для измерения температуры жидких сред, содержащие термопару, например платиново-радиево-нлатиновую, заключенную в трубу из высокоогнеупорного материала.

Такие устройства применяются для непрерывного измерения температуры в рафинировочных конверторах, в которых изменения температуры характеризуют процесс рафинирования. Пирометры такого типа вводятся сбоку через кожух тигля и кладку в расплавленную ванну, нричем горячий спай термонары находится на одном уровне с кладкой тигля или несколько углубляется внутрь тигля. При длительных измерениях точность показаний не всегда является удовлетворительной, так как на показания влияет температура кладки. Кроме того, термопары, выступающие из кладки внутрь печного пространства, могут быть повреждены нри загрузке щихты.

защитную трубу из высокоогнеупорного материала, а труба с термонарой находится на острие водоохлаждаемой фурмы, которую можно поднимать и опускать. Так как при

введении сверху измерительное устройство проходит плавающий над расплавом слой шлака, то необходимо часть измерительного устройства, расположенную в гплаке, изготовлять особенно стойкой, потому что щлак агрессивнее металлического расплава. Для защиты части прибора, находящейся в шлаке, практически можно использовать только один очень стойкий высокоогнеупорный материал на керамической основе. Поэтому, например, в известном устройстве фурмы с несущей трубкой выполняют с нижним выступом в виде заплечиков для укрепления наружного кожуха из огнеупорного защитного кирпича. При этом острие защитной трубы, головку фурмы и кожух из защитного кирнича неподвижно скрепляют набивной керамической массой (раствором).

Предлагаемое устройство не имеет этих недостатков и отличается от известных тем, что

термопара снабжена съемным защитным наружным кожухом, охватывающим наружную защитную трубу и выполненным из огнеупорного материала в виде двух нолуцилиндрических подвесных кирпичей, соединенных по продольному шву, а защитная труба сделана составной из стали и металлокерамического материала с соотношением длин этих частей соответственно 2:1. Заш,итная труба образует с термопарой конструктивно единый узел, съемно закрепленный на головке зонда и соединенный штеккером с компенсационным проводом, который кончается в головке зонда. Штеккер может содержать пружинящий элемент, способствующий длительному прижатию горячего спая термопары к закрытому концу защитной трубы и обеспечивающий теплопередачу к горячему спаю. Для достижения высокой точности показаНИИ необходимо задать определенные размеры измерительной части фурмы и съемного кожуха и применять для защитного кожуха материал с определенными свойствами. Согласно этому продольный размер не охлаждаемой водой части кожуха составляет более 250 мм, выходит за точку измерения измерительной части съемного кожуха не менее чем на 40 мм, и тепловое сопротивление съемного нарул ного кожуха 5Д более 0,03 м час°С1ккал, где X - коэффициент теплопроводимости, 5 - толщина стенки съемного огнеупорного кожуха. Предпочтительно, чтобы кожух состоял из магнезитового или высокоглиноземистого кирпича или раствора с толщиной стенки 60-80 мм. Указанные меры относительно минимальной длины измерительной части, выбор огнеупорного материала с определенным минимальным тепловым сопротивлением и размеры кожуха с определенной толщиной подобраны для улавливания и сохранения необходимого большого перепада температур между точкой измерения в устройстве и присоединением измерительной части к водоохлаждаемой фурме. Когда точка измерения, т. е. место горячего спая термопары, нагревается до температуры, соответствующей температуре ванны, например до 1600-1800°С, то выведенный на верхнем конце измерительной части и введенньш в водоохлаждаемую часть измерительной фурмы компенсационный провод нагревается до температуры не более 50°С. Размещение точки измерения на определенном минимальном расстоянии от огнеупорного кожуха, т. е. когда защитная труба с термопарой длиннее кожуха не менее чем на 40 мм (внизу), способствует тому, что на результаты замеров не влияет отвод тепла от места горячего спая и инерционность в показаниях отсутствует. Благодаря выбранным размерам стенок огнеупорного кожуха тепловой поток не превышает 25000 KKUAJM H. Если, например, толщина стенки кожуха 60 мм и при достижении6 стационарного температурного поля наружная том теплопроводности ,65 ккал м-час-°С тепловое сопротивление 5Д получается равным 0,0365 м час°С/ккал и тепловой поток по формуле - -равным 22000 ккал/м -час. Если огнеупорный кожух измерительного устройства при длительной работе становится более тонким из-за разъедания шлаком (толщина его стенок становится менее 60 мм), то нанесением ремонтной массы кожух следует довести до исходной толщины. На фиг. 1 показан конвертор, в котором установлено предлагаемое измерительное устройство; на фиг. 2 - вертикальный разрез его измерительной части. В конверторе находится жидкая ванна 2, покрытая слоем шлака 3. Выше уровня металла вводят фурму 4 для продувки кислородом. Водоохлаждаемый измерительный зонд 5, соединенный со стрелочным прибором 6, установлен так, что его можно поднимать и опускать. Зонд состоит из трех концентричных труб 7, S и 9. Во внутренней трубе 7 находится компенсирующий провод, а именно два проводника 10, заключенные в гильзу 11, которые служат для соединения с поверхностью колена термопары, расположенного в измерительной части. Труба 9 зонда соединена с внутренней трубой 7 и образует головку 12 зонда. Труба 8 кончается на некотором расстоянии от головки зонда и для циркуляции охлаждающего агента (на чертеже показано стрелками). Измерительная часть 13 устройства может быть соединена с головкой зонда и состоит из защитной трубы 14 в которой заключен горячий спай 15 термопары 16, и из окружающего защитную трубу кожуха 17 из огнеупорного материала. Защитная труба 14 состоит из огнеупорного металлокерамического материала (но всей длине или по крайней мере на конце, не защищенном кожухом). Длина кожуха, т. е. его осевой размер, такова, что измерительная часть устройства не разъедается шлаком. Внутри защитной трубы 14 может быть предусмотрена герметичная труба 18, в которой находятся колена термопары. Они могут располагаться в изолирующей трубе с двумя отверстиями. На верхнем конце защитной трубки имеется гильза 19, сквозь которую проходит устройство со штеккером 20. Для обеспечения длительного контакта горячего спая 15 с защитной трубой 14 или герметичной трубой 18 предусмотрена пружина 21. 17 состоит из полуцилиндрических одвесных кирпичей 22, подвешиваемых на аружной трубе 9 зонда и стыкуемых по шву 3 (см. фиг. 1). Труба 14 состоит на две треи длины из стали, а на одну треть из металокерамического материала.