УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОКИСЛЕННОСТИ МЕТАЛЛА В СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ

Устройство для измерения температуры и окисленности металла в сталеплавильных печах относится к черной металлургии, конкретнее к оборудованию для метрологического обеспечения технологических процессов сталеплавильного производства.
В ходе процесса выплавки стали измерение температуры и окисленности осуществляется путем кратковременного погружения в расплавленный металл измерительного блока, установленного на держателе устройства и связанного посредством измерительной цепи с прибором, регистрирующим результаты замеров. Используются измерительные блоки двух видов: температурный, измеряющий только температуру и универсальный, измеряющий одновременно и температуру и окисленность. Выполнение всех замеров в ходе плавки дорогостоящими универсальными блоками нецелесообразно, поэтому при необходимости измерения только температуры используются температурные блоки.
При выполнении замеров устройство, вводимое в сталеплавильную печь и погружаемое в расплавленный металл, подвергается интенсивному тепловому излучению, вызывающему нагрев и коробление держателя, нагрев и выгорание кабелей измерительной цепи. При этом действие теплового излучения значительно возрастает при неудачных замерах, когда не успевшее охладиться устройство повторно заводится в печь для замера.
Для гарантированного получения точных результатов измерения конструкция устройства для измерения температуры и окисленности металла должна обеспечивать стойкость к высоким температурам, использование измерительных блоков разного типа, возможность механизированного ввода в сталеплавильную печь различными способами: вертикальным, горизонтальным перемещениями, а также по криволинейной траектории, например, через рабочее окно электросталсплавильной печи.
Известно устройство (зонд) для измерения параметров жидкого металла [1], содержащее коаксиально расположенные трубы, образующие водоохлаждаемую рубашку, головку с датчиком.
Недостатками данного устройства являются: возможность ввода в печь только по вертикальной, линейной траектории, необходимость в громоздкой системе водоохлаждения.
Ближайшим аналогом заявляемого устройства является устройство, (термозонд) для сталеплавильных печей [2],
содержащее огнеупорный блок с термопарой, держатель блока, электроды, связывающие термопару с регистрирующим прибором.
Недостатком ближайшего аналога является низкая термостойкость держателя, не позволяющая получить гарантированные результаты измерений.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности устройства для измерения температуры и окисленности металла.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для измерения температуры и окисленности металла в сталеплавильных печах, содержащем измерительный блок, держатель блока с размещенными токопроводящими элементами, держатель блока содержит две коаксиально расположенные трубы с возможностью подачи в зазор между трубами сжатого воздуха, штангу с контактодержателем, защитную втулку, установленную в месте соединения штанги с трубами, при этом наружная труба и защитная втулка выполнены из жаропрочной стали.
На чертежах изображено: фиг.1 - вид устройства сбоку, фиг.2 - разрез А-А, фиг.3 - выносной элемент Б, фиг.4 - выносной элемент В.
Устройство включает держатель 1, содержащий коаксиально расположенные трубы 2 и 3, зазор между трубами обеспечивается наплавочными швами а. К переднему концу внутренней трубы 3
держателя крепится штанга 4 с контактодержателем 5, на штангу насаживаются температурный 6 или универсальный 7 измерительные блоки. В месте соединения штанги с внутренней трубой предусмотрена защитная втулка 8, закрывающая открытый участок штанги при установке универсального измерительного блока, имеющего меньшую чем у температурного измерительного блока длину посадочной поверхности. На заднем конце держателя 1 установлена втулка 9 с кабельным разъемом 10. через внутреннюю трубу держателя и штангу проходит кабель 11, соединяющий разъем 10 и контактодержатель 5. Устройство устанавливается в захват 12 подающего механизма, для защиты держателя и кабеля от теплового излучения в зазор между трубами 2 и 3 держателя 1 предусмотрена подача сжатого воздуха, которая осуществляется через угловой штуцер 13, отверстие б в неподвижной губке 14 захвата, совмещенное с ним отверстие в наружной трубы 2 держателя. Для снятия избыточного давления воздуха у задних торцов измерительных блоков в стенке защитной втулки 8 выполнено отверстие г.
Наружная труба 2 держателя и защитная втулка 8 выполнены из жаропрочной стали. Держатель устройства в зависимости от способа ввода в сталеплавильную печь может иметь прямолинейную или сложную формы. На фиг.1 показано устройство с держателем, имеющим изгиб, предназначенное для механизированного ввода в печь по криволинейной траектории, например через рабочее окно электросталеплавильной печи.
Устройство работает следующим образом.
Держатель устройства устанавливается в захват 12 механизма ввода устройства в печь так, чтобы отверстия б и в были соосны, а изгиб держателя находился в вертикальной плоскости. Далее соединяется кабельный разъем, обеспечивается подача сжатого воздуха в зазор между трубами держателя, на штангу устройства насаживается соответствующий измерительный блок. Далее устройство механизированно вводится в сталеплавильную печь, при этом измерительный блок погружается в расплав металла. После индикации результатов замера устройство выводится из печи. После смены измерительного блока устройство вновь готово к работе.
Внедрение устройства данной конструкции позволяет повысить его надежность в условиях высоких температур, а также использовать измерительные блоки различных типов.
Источники информации
1. Свидетельство СССР №1211301. С 21 С 5/30 опубл. бюлл. №6, 1986 г.
2. Патент РФ №2000871. В 22 D 2/00, опубл. бюлл. №37-38, 1993 г.