Устройство для контроля окомкованияАглОМЕРАциОННОй шиХТы Советский патент 1981 года по МПК C22B1/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОКОМКОВАНИЯ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТН

Изобретение относится к металлургической прьмышленности и может быть использовано на агломерационных фабриках для контроля окомкования ших товых материалов. Известно устройство для автоматического контроля окомкования агломера ционных шихт, содержащее источник светового потока и приемник, располо женный по другую сторону струи. Работе устройства заключается в том, что,в месте выхода шихты из смесителя- окомкователя установлен источник света. Напротив источника, соос-. нр с ним,помещен приемник света с чувствительнымЭлементом. Источник и приемник расположены так, чтобы луч света пересекал поток падакяцей шихты. Степень рассеивания луча свет воспринимаемая чувствительным элементом, характеризует степень окомк6в ния шихты, в COOTBefCTВИИ с кото рой рёгули1руется количество водЬ на увлажнение tl. Недостатками известного устройств являются непостоянство разности интенсивности светового потока при из менении соотношения компонентов шихты (каждый компонент шихты характеризуется гранулометрическим составом и максимальной молекулярной ,влаго- емкостью, а, как известно, вода, находящаяся внутри отдельных кусочков шихты, практически не участвует в процессе окомкования), непостоянство формы поперечного сечения струи шихты, что значительно увеличивает дополнительную погрешность измерения устройства, парообразования в зимнее время в месте установки |Измерительного блока устройства, особенно на агломерационных фабриках, где применяют подогрев шихты или горячий возврат. Цель изобретейия - повышение .точности контрОляокомкования. Постйвлениая цель достигается тем, что устройство снабжено экраном из оптически прозрачного мате1)иала, установленного касательно к потоку шихты, причем на его стороне, контактирующей с шихтой, выполнен микрорельеф, например, в виде матовой поверхности, а источник светового потока и фотоприемник расположены перед гладкой поверхностью экрана и отделены друг от друга-оптически непрозрачным экраном, прилегающим плотно к поверхности прозрачного экрана. На фиг. 1 изображена схема устро ства для контроля окомкования агломерационной ШИХТЫ; на фиг. 2 - мест установки и взаимное расположение основных узлов устройства. Схема устройства содержит источник 1 светового потока, фотоприемни 2, оптически прозрачный экран 3, оптически непрозрачный экран 4, тер моприет ник 5, нагревательный элемен 6, стабилизированный источник 7 пит ния, преобразователь 8, регулятор 9 .задатчик 10, а также, окомкованную агломерационную шихту 11, загрузочный бункер 12, барабанный питатель 13, кронштейн 14, шарнир 15, стальную трубу 16. Стрелками показано . направление движения шихты 11 и нап равление вращения барабанного питат ля 13. Оптически прозрачный экран 3 уст ройства выполнен в виде полого цилиндра высотой 20 мм, внутри которого расположены источник 1 светового потока, фотоприемник 2, оптически непрозрачный экран 4, тер моприемник 5 и нагревательный элемент 6. В предлогаемом устройстве с цель интегральной оценки контролируемого параметра источник 1 светового потока и фотоприемник 2 выполнены в виде двух групп параллельно соединенных и чередующихся между собой цепочек, которые равномерно распределены вдоль внутренней поверхности оптически прозрачного экрана 3. При этом каждый фотоприемник 2 отделен от источника 1 светового потока оптически непрозрачным экраном 4, соприкасающимся с оптически прозрачным экраном 3. Толщина оптически непрозрачного экрана 4 в каждом конкретном случае выбирается исходя из получения максимальной чувствительности устройства. Оптически непрозрачный экран 4 изолирует фотоприемник 2 от попадания прямых и отраженных непосредственно от внутренней, поверхности оптически прозрачного экрана 3 луче испускаемых источником 1 светового потока. Температура шихты 11, поступающе на спекание, изменяется в диапароне 10-75°С в зависимости от содержания в ней горячего возврата, температуры окружающей среды и эффективности подогревательных устройств, предназначенных для интенсификации процесса спекания. С целью устранения влияния указанных факторов на показания устройства в нем предусмотрен контур стабилизаци температурного режима, в состав которого входят термоприемник 5, регулятор 9 и нагревательный элемен Поддерживание заданной температуры внутри устройства достигается i путем изменения регулятором 9 величины тока в цепи нагревательного элемента 6. Причем изменение температуры воспринимается регулятором 9 в виде изменений внутреннего сопротивления термоприемника 5, Заданное значение температуры обычно устанавливают с помощью задатчика 10 на 5 - 10° С выше максимально возможной температуры шихты 11, окружающей устройство. Пример установки устройства в технологической цепи тракта подачи шихты на агломерационную машину показан на фиг. 2, из которого видно, что устройство выполнено в виде стальной трубы 16 и крепится с помощью шарнира 15 к кронштейну 14. Последний жестко крепится в верхней части загрузочного бункера 12. Длина стальной трубы 16 выбрана таким образом, чтобы оптически прозрачный экран 3, прикрепленный к ее нижнему концу, находился в течение всего времени работы устройства в шихте 11, которая непрерывным потоком из загрузочного бункерЪ 12 выдается барабанным питателем 13. Шарнир 15 позволяет стальной трубе 16 ориентироваться вдоль потока шихты 11, что позволяет повысить срок службы и эксплуатационную надежность устройства. Работа предлагаемого оптического устройства основана на изменении угла полного внутреннего отражения на границе шероховатой поверхности оптически прозрачного экрана 3 и потока окомкования агломерационной шихты 11 в зависимости от ее поверхностной влажности. При этом лучи от источника 1 светового потока 1 проходят, преломляясь, оптически прозрачный экран 3 и подают на его шероховатую поверхность, которая большую часть лучей отражает во всех направлениях. Вследствие диффузного отражения поток шихты 11, находящийся с внешней стороны оптически прозрачного экрана 3, делается почти невидимым, в результате, чего интенсивность светового потока, падающего на фотоприемник 2, является максимальной. По мере увлечения количества воды на поверхности окомкованной агломерационной шихты 11 вода начинает взаимодействовать, с щероховатой гидрофильной поверхностью постепенно заполняя ее впадины, а это вызывает изменение предельного угла полного внутреннего отражения. Так, например, предельный угол полного внутреннего отражения на границу стекло-воздух составляет 35-40, а на границе стекло - вода - 49-55 0. Из этого следует, что та часть выступов микрорельефа оптически прозрачного экрана 3, находящегося в контакте с водой, становится прозрачной (просветляется) для световых лучей и шихта 11 делается видимой.

Указанное просветление объясняется тем, что коэффициенты преломления воды и стекла близкие по величине и соответственно равны 1,33 и 1,51. В силу того, что шихта 11 имее черный цвет, лучи попавшие на ее поверхность, почти полностью .поглощаются. Это вызывает уменьшение интенсивности светового потока, падающего на фотоприемник 2,минимальное его значение достигается при полном заполнении водой микрорельефа шероховатой гидрофильной поверхности оптически прозрачного экрана 3.

Внедрение данного устройства на агломерационных машинах даст возможность улучшить качество окомкования и повысить производительность.

Формула изобретения

Устройство для контроля окомкования агломерационной шихты, содержащее источник светового потока и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью повышения точности оно снабжено экраном из оптически прозрачного материала, установленного касательно к потоку шихты, с гидрофильной поверхностью на стороне, Контактирующей с шихтой, а источник светового потока и фотоприемник расположены перед гладкой поверхностью . экрана и отделены друг от друга непрозрачным экраном, прилегающим 5 плотно к поверхности прозрачного экрана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 0 298646, кл. С 22 В 1/16, 1969.