Устройство автоматического контроля температуры металла в конвертере Советский патент 1978 года по МПК G01K7/02 

переключагель соединен с датчиком температуры, а выход - с преобразователем блока Определения тсшщины футеровки; погранный слой футеровки на упомянутом участке состоит из огнеупорного материала с линейкой зависимостью электросопротивления от температуры в измеряемом диапазоне, например из нитрида алюминия; устройство собрано по компенсационной схеме, причем компенсирующими элементами явля- ются пpeoбpaзoвaтeлJ блоков определения температуры и толщины футеровки.

На чертеже представлена блок-схема устройства, где 1,2 - датчики температуры; 3,4 - измерители температуры; 5 -бло суммирования; 6 - блок умножения; 7 - услитель; 8 - блсж деления с преобразователем ПФ2 толщины футеровки; 9 - блок суммирования; 10 - блок суммирования с преобразователем ПФ1 температуры; 11 - бло кситроля электросопротивления; 12 футеровка конвертера; 13 - жидкий металл; 14 - кожух; 15 - огнеупорный материал с линейной зависимостью электросопротивления от температуры; 16 - пepeключafeль; X - расстояние от огневой поверхности футеровки до датчика 1 температуры м; К - расстояние между .датчиками температуры, м.

Датчики 1 и 2 температуры соединены, соответственно, с измерителями 3 и 4 температуры, причем датчик 1 соединен с измерителем 3 через переключатель 16, Выходные датчики измерителей 3,4 температуры соединены встречно и подключены к блмсу 5 суммирования.

Рамка выходного датчика блока 5 суммирования подключена к блоку 6 умножения, а обмотка возбуждения через усилитель 7 - к выходному датчику блока 8 деления. ВыходнЫ датчик блока 6 умножения подключен к измерителю 3 температуры н блоку 10 суммирсвания с преобразователем температуры ПФ1, который, в свою очередь, также подключен к изме- рителю 3 температуры. Рамка компенсирующего преобразсфателя ПФ2 толщины футеровки блсжа 8 деления подключена к блоку 11 контроля электросопротивления, а обмотка возбуждения - к выходному датчику блока У суммирования. Компенсирующий датчик блока 9 суммирования соединен с выходными датчиками измерителя 3 температуры и блока 10 суммирования, Вход блсжа 11 контроля электросопротивлення подключен через переключатель 16 к датчику 1 температуры и непосредственно к кожуху 14, Погранич-ный слей футеровки иа участке от датчика 1 температуры до огневой поверхности выполнен из огнеупор-

ного материала 15 с линейнсЛ зависимостью электросопротивления от температуры в диапазоне измеряемых температур, например из нитрида алюминия (АЕ)|() в интервале от 135О до 1550°С.

Зависимости, положенные в основу уст-рсйства, выражаются системой уравнений:

ii -i

-.г

:t

(i-iO

I где Ч.,tlit, температура металла и двух разноудаленных от огневой поверхности точвА футеровки соответственно, С;

Т{ - измеренное электрсх;сопротивление огнеупорного материала на участке от датчика 1 температуры до огневой псжёрхнос,ти. Ом;

/3j- удельное электросопротивление огнупорного материала на этом участке при температуре i.. Ом/м;

X - коэффициент пропорциональности, Ом/м-град.

Работает устройство следующим образом В процессе продувки жидкого металла 13 сигналы от датчиков 1 и 2 температуры поступают соответственно на измерители 3 и 4 температуры. При этом переключатель 16 включен в положение а. При переключении его в положение б спаи датчика 1 температуры закорачиваются и передают сигнал об электросопротивлении огнеупорного материала 15 в блок 11 контроля электросопротивления. Переключатель 16 в положения а и б переключается автоматически с дискретностью 6 с. Сигнал выходного датчика измерителя 4 температуры включен в противофазе с сигналом одного из выходных датчиков измерителя 3 температуры. Таким образом, на вход блока 5 суммирования поступает сигнал, пропорциональный разности t2 ). Блок 5суммирования отрабатывает этот сигнал и на выходном датчике производит деление сигнала на с помощью сопротивления Т. Кроме того, на этом же датчике происходит умножение сигнала на величину х. Таким образом, на вход блока 6 умножения поступает сигнал,

) пропорциональный выражению ( л X С выходного датчика блока 6 умножения этот сигнал суммиоуется с сигналом измерителя 3 температуры и поступает в блок 10 суммирования с преобразователем ПФ1 температуры, поворот указателя которого пропорционален температуре металла. Сигнал от электросопротивления огнеупорного материала 15 поступает от блока 11 ко троля электросопротивления в блок 8 деления с преобраасеателем ПФ2 толщины футеровки. Туда же поступает сигнал от блока 9 суммирования, пропорциональный выражению Oj-- i--i-jj . Учет коэффициента пропорциональности К производится с помощью делителя Т . На вход блока 9 суммирования поступает разность сигналов, пропорциональных температуре и выходного сигнала измерителя 3 температуры. Учет зависимости удельного электросопротивления / f ,, от температуры i. производится с помощью делителя Rj,. Таким образом, поворот указателя блока 8 пропорционален расстслнию от датчика 1 температуры. Выход- ной сигнал от блока 8 деления с преобразователем ПФ2 толщины футеровки поступает на усилитель 7 и обмотку возбуждения выходного датчика блока 5 суммирования. Схема устройства собрана по компенсационному принципу и приходит в равновесие, когда сиг нал блока Ю суммирования с преобразователем ПФ1 температуры пропорционален температуре металла t , а сигнал блока 8 деления с преобразователем Г№2 толщины футеровки пропорционален величине X .

В качестве датчиков 1 и 2 температуры используют термоалектроды. градуировки ПР 30/6, размешенные в двухканальном защитном наконечнике из нитрида алюминия (на чертеже он представлен поз. 15). Горячие спаи термопар находятся в независимых каналах наконечника диаметром 3 мм на удалении от торцовой поверхности в 5 и 8 мм. Термоэлектроды изолированы по всей длине алундовой соломкой и расположены в корпусе-держателе, на конце которого находится термоэлектродная головка, позволяющая производить многократное восстановление спаев. Термопара в сборе встав ляется в полый огнеупорный блок из смола - доломитового или хромомагнезитового кирпича, который в период ремонта конвертера футеруется в 4-5 ряду от днища под неведущей цапфой, так как именно на этом горизонте футеровка подвергается в течение кампании наименьщему износу или ощлакованию, что

существенно понижает чувствительность датчиков.

Торцовая поверхность загштного наконечника находится заподлицо с огневсй псверхностью полого блсжа. Поскольку на указанном горизонте блок, а значит, и наконечник не подвергаются износу, то последний сохраняется целым в течение кам- йании конвертера.

Использование предлагаемого устройст ва позволит осуществить автоматический контроль температуры металла в конвертере с более высокой надежностью и точностью, в результате чего повысится количество плавок, выпускаемых с первой поваки.

Формула изобрете.ния

1, Устройство автоматического контрол температуры металла в конвертере, содержащее датчики и измерители температуры двух точек футеровки конвертера, блоки суммирования, умножения, деления, усиления и индикации, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности контроля, оно содержит блок ко 1троля элекросопротивления пограничного слоя футеровки на участке от какого-либо датчика температуры до огневой поверхности, вход которого через переключатель соединен с дат чиком температуры, а выход - с преобразователем блока определения толщины футе ровки.

2 Устройство по п. 1, о т л и ч а ющеес я тем, что с целью его упрощения, пограничный слой футеровки на упомянутом участке состоит из огнеупорного материала с линейной зависимостью электросопротивления от температуры в измеряемом диапазоне температур.

Источники информации, принятые во внмание при экспертизе:

1. Известия ВУЗов, Черная металлургия 1973, № 3, с. 33-36.

2.; Авторское свидетельство СССР № ЗО1569, М.кл G О1 К 7/О2, 1968. 15-J.:J