Термодатчик фурмы доменной печи Советский патент 1981 года по МПК C21B7/24 G01K7/02 

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к обору дованию для автоматизированного конт роля и управления процессом выплавки чугуна в доменных печах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и количеству совпадающих признаков, а также достигаемому результату является термодатчик фурмы доменной печи, содержащий проходящую внутри отводного трубопровода термопару в защитном чехле, спай которой закреплен в рыль ной части фурмы, а термоэлектрод положительной полярности выполнен и однородного с фурмой материала в ви де медной трубки l . Однако это устройство обладает рядом недостатков, снижающих эффективность его практического применения при автоматизированном контроле теплового состояния горна доменной печи, оптимальном распределении топ ливных добавок по окружности горна и прогнозированном определении прогара фурмы. Кроме этого, использова ние медной трубки в качестве положительного термоэлектрода вносит дополнительные погрешности в измерения ввиду того, что этот конструк ционный элемент не предназначен для использования его. в качестве типовых термоэлектродов. Наряду с указанным через медную трубку происходят рсодиационные потери тепла с охлаждающей водой. Такая конструкция крепления того термодатчика и его выводов в фурме нерациональна ( методом сварки и пайки), что делает данную конструкцию неразборной. Цель изобретения - устранение отмеченных недостатков, что позволит повысить точность автоматического контролй теплового состояния горна доменной печи, осуществи.ть надежное оптимальное распределение топливных добавок по окружности горна и прогнозирование прогара фурм. Указанная цель достигается тем, что спай выполнен в виде резьбового цилиндра-с выходящим за пределы фурмы внутрь печи на 0,2-0,5 толщины стенки рыльной части фурмы фланцем диаметром, превышающим в 1,2-1,5 раза диаметр цилиндра, причем диаметр последнего 6 1,4-1,6 раза превышает диаметр защитного мельхиорового чех.ла длиной.1,0-1,5 толщины рыльной части, заполненного внутри шамотуоэпоксидной выбивкой и соединенного с

одной стороны герметично с цилиндром, а с-другой - герметично соединенного с пластиковой водонепроницаемой изоляцией, внутри которой пропущены термоэлектроды, причем термоэлектрод отрицательной полярности выполнен кор стантановым.

Вывод термоэлектродов из трубопровода выполнен через закрепленное в его стенке регулируемое грунд-буксой уплотнительное сальниковое устройство, внешний диаметр кб)торо1 Ь составляет 0,5-0,75 диаметра трубопровода.

На фиг. 1 показана конструкция термодатчика в сборе, встроенного в воздушную фурму доменной печи; на фиг. 2 - спай термодатчика в виде резьбового цилиндра, на фиг. 3 - уплотнительное сальниковое устройство термодатчика.

Термодатчик состоит из цилиндрического фланца 1, цилиндра 2 с резьбовым соединением 3 епо в рыльной части фурмы. Внутри цилиндра 2 плотно закреплены двухканальный фарфоровый изолятор 4, окруженный шамотноэпоксидной набивкой 5, и мельхиоровый чехол 6. Внутренняя полость чехла 6 заполнена шамотно- эпоксидной набивкой 5, защищающей от охлаждающей фурму 7 воды термоэлектроды цилиндра 2 медный 8 и константановый 9. Из набивки 5 чехла б термоэлектроды 8 и 9 выходят изолированными друг от друга и от окружающей среды пластиковой изоляцией 10 внутри отводящего хладагент патрубка 11. На выходе из патрубка 11 пластиковая изоляция 10 термоэлектродов 8 и 9 герметизирована чальниковой набивкой 12, .расположенной в корпусе сальника 13 с подвижной его грунд-буксой 1

Термодатчик работает следующим образом.

Термодатчик воспринимает интегральное излучение фурменной зоны доменной печи, улавливаемое фланцем 1 цилиндра 2, закрепленного на резьбе в рыльной части фурмы 7. В цилиндре 2 термоспая между медным 8 и константановым 9 термоэлектродами,образуетсй термоэлектродвижущая сила (ТЭДС). Вывод термоэлектродов 8 и 9 из цилиндра 2 термоспая выполнен внутри двухканального фарфорового излятора 4, один конец которого закреплен в цилиндре 2, а через второй термоэлектроды 8 и 9 выведены в пластиковой изоляции 10 внутри отводящего хладагент патрубка 11. Контактирующие поверхности фарфорового изолятора 4 и пластиковой изоляции 10 термоэлектродов 8 и 9 находятся внутри шамотноэпоксидной набивки 5, ;запоминающей внутреннюю полость мельхиорового чехла 6. Для герметизации в водной полости фурмы 7 термодатчик снабжен сальником 13, укрепленным в отводящем хладагент патрубке il, Сальник 13 термодатчика выполнен с ПОДВИЖНОЙ грунд-буксой 14. Термоэлектроды 8 и 9 в пластиковой ихоляции 10 выходят из са-льника 13 через сальниковую набивку 12.

ТЭДС, образовавшаяся в цилиндре 2 термоспая, .по термоэлектродам 8 и 9, расположенным внутри фарфорового изолятора 4, затем внутри пластиковой изоляции 10, передается за пределы фурмы на показывающий прибор или ЭВМ.

Информация, характеризующая изменения интегрального излучения фурменной зоны доменной печи позволяет мастеру доменной печи или ЭВМ организовать необходимое управляющее воздействие на ход доменного процесса.

На доменной печи объемом 1719 м, работающей в щихтовых условиях Юга СССР, установили термодатчики во всех фурмах. Длительные испытания показали, что стойкость фурм при этом не уменьшилась. Ввели информацию с термоэлектродов 8, 9, выдаваемую термодатчиками в виде электрического сигнала на вход ЭВМ и на вторичный прибор. При увеличении общих показаний термодатчиков, что показывает о намечающемся разогреве горна доменной печи, перерасходе кокса и выплавке чугуна с повьшенным содержанием в нем кремния, ЭВМ выдает сигнал на увеличение влажности Одутья. При уменьшении общих показаний термодатчиков, что сигнализирует о намечающемся похолодании горна, ЭВМ уменьшает влажность дутья. Применение автоматизированной системы контроля и управления тепловым состоянием горна доменной печи на базе предлагаемых термодатчиков позволяет экономить кокс в доменном производстве и улучшить технико-экономические показатели агрегатов сталеплавильного производства за счет переборки в них чугуна улучшенного качества.

Возможность комплексного использования полезной информации термолатчика обеспечивает годовой экономический эффект на доменной печи среднего объема порядка 169 тыс.руб.

Формула изо.бретения

Термодатчик фурмы доменной лечи, содержащий термопару с защитным чехлом, расположенную внутри отводного трубопровода, причем термопара закреплена .в рыльной частй фурмы, а термоэлектрод положительной полярности выпол.чан в виде цилиндрического тела с осевым каналом или другого электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля и упрощения его обслуживания, термоэлектрод положительной полярности выполнер в виде ступенчатого цилиндра с резьбовой и цилиндрической поиерхностями ступеней фурмы, .при этом высота выступающей за пределы фурмы резьбового цилиндра равна 0,2-0,5 толщины стенки рыльной части фурмы, а соотношение диаметров фланца и резьбовой часри цилиндра равно 1,2-1,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 458582, кл. С 21 В 7/16, 1976.

10

Фиг.2.