Плавильная печь Советский патент 1976 года по МПК F27B14/06 F27D21/00 

(54) ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ НИЯ 10 связаны соответственно с СВЧ-генерато ром Пи детектором 12. Волновод 8 через вентиль 3 связан с найравленными передающими антеннами 14. Волновод 9 через вентили 15 связан с направленными приемными антеннами 16. В верхней части стенок тигля под воротником 17 путем добавки в футеровочн||1й материал порошка графита образуется пог- лощающий слой 18. Под этим сдоем выше уровня расплава 19 в футеровку закладывается штырь 20 из тугоплавкого металла. Детектор через усилитель 21 рвязан с индикатор ром 12 и через селекторы 23 и 24 соответственно с сигнализирующими устройствами 25 и 26. Выход СВЧ - генератора и вход детектора волноводами свя занысвысотомерным устройством 27, включаемым {сигналом с выхода селектора 24, и фазометрическим устройством 28, которое через усилитель 29 связано . с индикатором 22 и через селектор 30 с сигнализирующим устройством 31. Антенное устройство и связанные с ним кинематически контактные щетки распределительного устройства 32, включающего в определенные моменты СВЧ - генератор и усилители, вращаются с помощью привода 33. При вращении антенного устройства в момент совмещения осей антенн с центрами соответствующих отверстий в кожухе печи распределительное устройство включает СВЧ - генератор. Одновременно с этим устройством при облучении стенки тигля включается усилитель 21, а при облучении подины - усилитель 29 Таким образом, на выходе усилителя сигнал имеет форму импульсов, близкую к прямоугольной. Сверхвысокочастощые колебания через волноводйый тракт поступают на передающие антенны, Колебания в антенне, не находящейся в данный вломенг под отверстием в кожухе, отражаются от металлической поверхности кожуха, но благодаря вентилю 13 в волноводный тракт не поступают. Колебания в другой передающей антенне облучают зону футеровки, находящуюся над отверстием 5. При облучении стенки тигля и отсутствш в ее футе, ровке металлических включений основная часть энергии сверхвысокочастотного поля,проникающая,в фут ровку, поглощается слоем 18. На приемную антенну, расположенную под облучаемой зоной, через отверстие 6 воздействует слабое поле, вызванное рассеян|Ным отражением от неоднородностей футеровки, нерЬвиостей боковых поверхностей стенки тигля, t . граней витков индуктора,частичньш отражением от поглощающего слоя, а при наличии в конструкции печи подинной плиты 34-отражением от его гранищ 1 с футеровкой (это отражение невелико ввиду близости величин комплексной диэлектрической проницаемости граничаищх материалов). При постепенном размывании и металлизации стенок тигля уровень отраженного сигнала увеличивается вследствие концентрации излучаемой: энергии в более узком пространстве и увеличения неровностей поверхности тигля,прилегающей к рабочей ванне. При образовании местного прорыва металла в стенку тигля уровень отраженного сигнала при облучении зтой зоны резко возрастает за счет зеркального отажения от внедрившегося металла. Отраженные адиоимпульсы принимаются приемной антенной и ерез волноводаый тракт поступают на детектор. Сточая волна, образовавшаяся в приемном тракте за чет облучения поверхности кожуха второй приемой антенной, устраняется вентилями 15. Сигналы, поступающие на детектор, преобразуются в видеоимпульсы и досле усиления усилителем 21 поступают На индикатор, в качестве которого может быть использован самопишущий вольтметр или электроннолучевая трубка с гшнеййой или круговой разверткой, и селекторы 23 и 24. Относительно равномерный износ стенок тигля проявляется в повыщении среднего уровня импульсов на выходе усилителя. При достижении средним уровнем импульсов значения, соответствующего аварийному состоянию тигля, на вьплоде селектора 23 появляется сигнал, включающий сигнализирующее устройство 25. Местный прорыв металлов в стенку тигля проявляется в резком повышении уровня импульса на выходе усилителя 21 при облучении поврежденной зоны, причем этот уровень определяется размером отражающей поверхности. При достижении уровнем импульса значения, соответствующего аварийному размеру повреждения, на выходе селектора 24 появляется сигнал, включающий сигкализирую;.дее устройство 26 и высотомерное устройство, построенное по одному из принципов радиолокационного измереНИЯ малых расстояний (частотному или фазовому), с помощью которого определяется вертикальная координата повреждения. Горизонтальное положение повреждения определяется порядковым номером аварийного импульса на индикаторе. Для калибровки шкалы высотомерного устройства и определения порядкового номера импульсов на индикаторе используется сигнал, отраженный от штыря 20, размеры которого выбираются такими, чтобь уровень импульса от этого сигнала несколько превышал аварийньй уровень равномерного износа стенок тигля, но был бы значительно ниже аварийного уровня местного нрорьша металла в стенку. При облучении футеровки подины электромагнитная волна, отраженная от расплавленного металла, принимается приемной антенной, причем разность фаз колебаний излучаемого и принимаемого сигналов зависит от расстояния, проходимого прямой и отраженной волной в футеровке подины. На выходе фазометрического устройства образуется сигнал, приблизительно пропорциональный этой разности. Постоянный фазовый сдвиг, определяемый начальной длиной СВЧ - тракта, должен быть предварительно скомпенсирован фазовращателем, входящим в волноводный тракт или фазоизмерительное устройство, так, чтобы в начале первой плавки в новом тигле сигнал на выходе фазометрического устройства отсутствовал. При размывании футеровки подины или местном прорьше металла в нее на выходе фазометрического устройства появляется сигнал, который на выходе периодически включаемого усилителя 29 имеет вид прямоугольных импульсов, амплитуда которых зависит от глубины проникновения металла в футеров ку. При достижении этими импульсами уров}и, соог ветствующего.аварийному состоянию подины на выходе селектора 30, появляется сигнал, включающий сигяализируюшее устройство 31, Горизонтальное положение повреждения подины также определяется порядковым номером аварийного импульса на индикаторе. Формула изобретения Плавильная печь, состоящая из футерованной емкости для расплавления металла, кожуха и устройФаг.1 ства дпя контроля состояния футеровки и аварийной сигнализации, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности контроля разгара футеровки, устройство контроля состояния футеровки и аварийной сигнализации выполнено в виде расположенного под днищем кожуха и имеющего возможность вращения вокруг вертикальной оси печи сверхвысокочастотного антенного устройства с направленными передающими и приемными антеннами, связанными с сверхвысокочастотным генератором, детектором, высотомерным-и фазометрическим устройствами, причем Ь днище кожуха печи вьшоПнены отверстия для прохождения зондирующих волн.