Зонд для измерения электрическогоСОпРОТиВлЕНия шиХТы B дОМЕННОйпЕчи Советский патент 1981 года по МПК C21B7/24 

1

Изобретение относится к устройствам для контроля металлургических процессов, в частности к конструкциям зондов для измерения электрического сопротивления опускающейся в доменной печи шихты, по изменению которого определяют геометрические параметры и скорости опускания слоев шихты.

Известен зонд для измерения электрического сопротивления шихты в доменной печи, состоящий из двух трубок с изоляцией, установленных на некотором расстоянии на двух горизонтах, при этом трубки являются датчиками, которые измеряют электрическое сопротивление шихты 1.

Недостатком известной конструкции является то, что трубки в рабочем пространстве печи установлены консольно и на них действует значительная изгибающая трубу распределенная вертикальная нагрузка, вызываемая давлением опускающейся шихты на верхнюю поверхность и трением шихты на боковых стенках зонда. В связи с этим для ввода зонда в печь и удержания его в стационарном (горизонтальном) положении требуется применение мощных механизмов.

Наиболее близким к изобретению является зонд для измерения электрического сопротивления шихты в доменной печи, состоящий из трубы с закрепленными на ней на разных уровнях электродами с изоляторами 2.

Недостатком данной конструкции является то, что установленные на боковой стенке трубы изолированные гнезда с электродами ослабляют последнюю тем больще, чем больше размер гнезда. При уменьшении размера гнезда стенка трубы

приближается к электродам и увеличивается вероятность ее параллельного подключения (через шихту) к тому участку шихты, сопротивление которого измеряется. Кроме того, при небольших размерах

плоских электродов затруднено получение постоянного и надежного их контакта с шихтой, состоящей из кусков размером до 100 мм, а иногда и более. В результате этих причин снижается чувствительность

зонда и надежность выполнения измерения. Заметим еще, что увеличение площади электродов, в особенности за счет их вертикального размера, не только значительно ослабляет стенку трубы, работающую

на изгиб при повышенной температуре, но и снижает разрещающую способность зонда.

Целью изобретения является упрощение и облегчение конструкции зонда при иовышении надежности и точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что конец трубы снабжен внутренним кольцом, к которому через изоляторы прикреплена втулка с кольцевыми изоляторами и электродами, причем наружные диаметры электродов, изоляторов и трубы равны, а нижний электрод закреплен непосредственно на втулке.

На чертеже изображен предлагаемый зонд, общий вид.

Зонд содержит втулку 1, имеющую в верхней части бурт, и расположенные на ней последовательно сверху вниз изолирующую вставку 2 с буртом, опорное кольцо 3, верхний изолятор 4, в выточке которого находится верхний электрод 5, нижний изолятор 6 и нижний электрод 7. Нижний электрод 7 крепится (на резьбе или сваркой) непосредственно к втулке 1 и стягивает детали 1-6 в единый блок, который через опорное кольцо 3 крепится (на резьбе или сваркой) к трубе 8.

Втулка 1 и верхний изолятор 4 имеют радиальные отверстия, в которых располагается проводник тока, идущий к верхнему электроду 5. Второй проводник тока через втулку 1 подсоединен к нижнему электроду.

Зонд может быть введен в рабочее пространство через отверстие с сальниковым устройством в куполе печи и при необходимости перемещаться по вертикали.

Для стационарной установки зонда на любом необходимом расстоянии от стенки печи труба может быть жестко подвешена к балке, установленной по диаметру колошника. К одной балке может быть подвешено несколько зондов.

Все изолирующие детали зонда подвергаются только сжимающим нагрузкам и могут быть выполнены из асбоцемента, керамики, шлакоситалла и других распространенных огнеупорных материалов, остальные детали - металлические. При необходимости герметизации полости зонда втулка 1 в нижней части может иметь донышко или нробку. Внутри зонда может быть установлена термопара, а труба зонда использована для отбора проб газа.

Зонд работает следующим образом.

Зонд устанавливается в стационарное (вертикальное) положение внутри опускающегося столба шихты. Частицы шихты контактируют с кольцевыми электродами 5 и 7, которые подключены в измерительную электрическую цепь. Поскольку шихта состоит из последовательных коксовых

и рудных слоев, существенно различающихся по электрическому сопротивлению, проводимость тока на участке между электродами определяется видом находящегося

там в данный момент материала, а при прохождении между электродами границы слоев постепенно изменяется от одного крайнего значения до другого. Под действием силы трения шихты на поверхности

зонда труба и втулка испытывают растягивающие, а остальные детали сжимающие усилия.

Применение кольцевых электродов и изоляторов, находящихся на конце трубы, позволяет расположить несущие нагрузки металлические детали внутри колец и при любых размерах электродов и изоляторов исключить возможность параллельного подключения несущих конструкций зонда к

тому участку шихты, на котором измеряется сопротивление. Кроме того, кольцеобразная форма электродов в сравнении с плоской даже при небольших их габаритных размерах обеспечивает надежный контакт с шихтой за счет выпуклости поверхности и относительно большего удельного развития последней. Наконец, при меньших поперечных сечениях и более обтекаемой для шихты форме предлагаемый зонд

меньше разрушает границы слоев шихты, что позволяет замерить их положение более наделано.

Формула изобретения

Зонд для измерения электрического сопротивления шихты в доменной печи, состоящий из трубы с закрепленными на ней на разных уровнях электродами с изоляторами, отличающийся тем, что, с целью упрощения и облегчения его конструкции, а также повышения надежности и точности измерения, конец трубы снабжен внутренним опорным кольцом, к которому

через изолятор прикреплена втулка с кольцевыми изоляторами и электродами, причем наружные диаметры электродов, изоляторов и трубы равны, а нижний электрод закреплен непосредственно на втулке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Японии № 52-151606, кл. 10А524 (С21 В 7/24), опубл. 16.12.77.

2.Заявка Японии № 53-65205, кл. 10А52 (С 21 В 7/24), опубл. 10.06.78.