Устройство контроля распределения шихтовых материалов в оборудовании засыпного аппарата доменной печи

 

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ОБОРУДОВАНИИ ЗАСЫПНОГО АППАРАТА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащее зонд с индуктивной катушкой, намотанной на каркасе из ферромагнитного материала, образующего незамкнутую магнитную цепь на центр .альном стержне головки зонда, имеющей защитный конус и систему измерения с вторичным прибором, соединенную с катушкой зонда, отли чающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля фракций сыпучих материалов с разными магнитными проницаемостями, головка донда снабжена дополнительной катушкой, соединенной с основной катушкой параллельG S но, при этом магнитные цепи катушек выполнены с разрывом и выведены при (Л помощи втулок к наружной поверхности головки зонда. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что наружные поверхности втулок выполнены гофрированными . СА СР СО а ел

(ОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН з(5в С 21 В 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3432346/22-02 (22) 22.03.82 (46) 07.09.83. Бюл. N 33 (72) Н.Д. Егоров, А.П. Котов, В.А. Улахович, В.А. Костров и Е.А. Иванов (71) Череповецкий ордена Ленина, ордена Трудового Красного Знамени металлургический завод им. 50-летия

СССР (53) 669.169.24(088.8) (56) 1. Сталь, 1963, N 6, с. 487.

2. Авторское свидетельство СССР

N 759594, кл. C 21 B 7/20, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

N 398614, кл. С 21 В 7/24, 1967.

4. Патент Японии М 55-20156, кл. С 21 В 7/24, 1980.

5. Рационализаторские предложения и изобретения, рекомендуемые к использованию на предприятиях черной металлургии, 1979, вып. 7, с. 53-54. (54)(57) 1 УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАС-

ПРЕДЕЛЕНИЯ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ОБО"

„„SU„„1039965

РУДОВАНИИ ЗАСЫПНОГО АППАРАТА ДОМЕННОЙ

ПЕЧИ, содержащее зонд с индуктивной катушкой, намотанной на каркасе из ферромагнитного материала, образующего незамкнутую магнитную цепь на центральном стержне головки зонда, имеющей защитный конус и систему измерения с вторичным прибором, соединенную с катушкой зонда, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля фракций сыпучих материалов с разными магнитными проницаемостями, головка Зонда снабжена дополнительной катушкой, соединенной с основной катушкой параллельно, при этом магнитные цепи катушек

Ф выполнены с разрывом и выведены при

° помощи втулок к наружной поверхности головки зонда.

С:

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что наружные поверхности втулок выполнены гофрированными. гранулометрического анализа для получения гюлной информации о распределении материалов. Необходимость ручной классификации отобранных проб на месте или их транспортировка на специальное оборудованное место для гранулометрического анализа дополнительно усложняет определение распределения матералов этим устройством.

Известно определение гюложения слоев шихтовых материалов на калошнике доменной печи, включающее фиксацию границ раздела различных материалов по изменению индуктивности на границе раздела (3).

Недостатком этого известного решения является то, что оно не обеспечивает воэможность определения местонахождения по окружности печи секторов с гювышенной и с гюниженной гаэопроницаемостью .материалов.

Известны также устройства контра" ля гюведения шихты в доменной печи, содержащие опущенные в печь ниже уровня засыпи трубы с установленными в них магнитными датчиками и устрой" ства для обработки поступающей от них информации (4).

Недостатком этих устройств является влияние на гюказание датчиков большого количества разных искажающих факторов, например степени пере" мешивания и разрыхления опускающейся шихты, взаимодействие газового потока и lUHxTbl действие температуры на датчик и на свойства шихты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство контроля распределения шихтовых материалов в засыпном аппарате доменной печи, содержащее погруженный в матерна" лы зонд с индуктивной катушкой, намотанной на каркасе иэ ферромагнитного материала, образующем незамкнутую магнитную цепь и размещенном на центральном стержне головки зонда, снабженной защитным конусом, и систему измерения с вторичным прибором, соединенную .с катушкой зонда (5 1. недостатками этого устройства являются недостаточная чувствительность и избирательность к фракционному составу насыпной массы сыпучих материалов, имеющих магнитные свойства, соответственно, невозможность его ис" пользования для определения распределения материалов.

1 1039965 2

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к исследованию работы доменной печи гю распре- делению шихтовых материалов, например, в оборудовании загрузочного устройства.

Известно определение распределения материалов в межконусном пространстве, включающее отбор проб падающих с малого конуса материалов в раз- 30 личных местах по окружности над боль" шим конусом. При этом устройство со" держит опорное кольцо, размещенное на штанге большого конуса, и установленные на нем пробоотборники s ви- ц де рамок с мешками, Для достижения достоверности определения необходимо, чтобы ширина отсекаемого гютока была не меньше определенной величины и чтобы весь отсе- 2р каемый материал оказался в соответствующих мешках. 8о избежание пере- полнения мешков материалами пробы они изготавливаются заведомо большего объема. При перегюлнении мешков резко 2S снижается достоверностb отобранных проб (1 3.

Недостатками при этом являются большая трудоемкость установки рамок с мешками в межконусном пространстве и извлечения отобранных проб. Другим недостатком является то, что этот сгюсоб может быть использован только при эадувках вновь построенных печей, так как попадание в межконусное прост. З ранства окиси углерода при отборах недопустимо.

Известно устройство контроля рас.пределения материалов в воронке малого конуса доменной печи, содержащее опорное кольцо и прикрепленные к не« му пробоотборники, выполненные в ви" де емкостей, снабженных крышками, yc" тановленными шарнирно с возможностью гюворота внутрь емкости.

Определение распределения материалов этим устройством производят путем отбора проб с разной глубины массы, сформировавшихся материалов и в различных секторах по окружности малого конуса. Для отбора проб в местах, подлежащих эагюлнению материалами, предварительно помещают пробоотборники. Отобранные пробы классифицируются по фракциям для определения их гранулометрического состава (2

Недостатками этого устройства являются необходилюсть отбора значительного количества проб и их последующего

3 103996

Целью устройства является повыше- . ние надежности контроля фракций сагпучих материалов с разными магнитными проницаемостями.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве контроля распределения шихтовых материалов в оборудовании засыпного аппарата доменной печи, содержащем зонд с индуктивной катушкой, намотанной на каркасе из ,ферромагнитного материала, образующем незамкнутую магнитную цепь на центральном стержне головки зонда, имеющей защитный конус, а также систему измерения с вторичным прибором, соединенную с катушкой зонда, голов" ка зонда снабжена дополнительной .. катушкой, соединенной с основной ха-, тушкой параллельно, при этом магнит" ные цепи катушек выполнены с разры- ® вом и выведены при помощи втулок к наружной поверхности головки зонда.

Наружные поверхности втулок выполнены гофрированными.

На фиг. 1 изображено устройство

l контроля распределения шихтовых ма- териалов в оборудовании засыпного аппарата доменной печи, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - график зависимости сопрр-. тивления переменному току катушки зонда (с одной катушкой без гофрировки наружной поверхности магнитной цепи), введенного в слой агломерата; на фиг. 4 - график зависимости насып" ного веса и порозности агломерата от размера его фракций.

Проведенными исследованиями установлено, что свойства насыпной массы агломерата в значительной мере зави- " сят от его фракционного состава. Со 4 » противление переменному току катушки зонда, вводимого в слой агломерата, непрерывно возрастает по мере уменьше" ния размеров, фракций агломерата (фиг. 1). Аналогично изменяется и - 4> .эквивалентная индуктивность (L ) ка:- -э тушки зонда. Это объясняется увели- чением плотности укладки в единичном объеме фракций агломерата по мере уменьшения их размеров. Насыпной вес- 50 агломерата по мере уменьшения его фракций непрерывно возрастает (фиг.4).

Аналогичную зависимость от фракцион-".:Ф ного состава имеют порозность и газопроницаемость насыпной массы аломе- 55 рата. Порозность и газопроницаемость крупного агломерата значительно больше чем у мелкого.

Процесс сегрегации фракций агломерата при высыпании его из скипа в воронку малого конуса происходит так, что основная масса мелких фракций агломерата располагается недалеко от опоражниваемого скипа, более крупные фракции - дальше от него,и самые крупные куски агломерата располагаются на противоположной стороне воронки.

Такой характер распределения, где отсутствует перемешивание крупных фракций с мелкими и где в каждом секторе располагаются фракции близкого размера, а изменение размера фракций при переходе от одного сектора.к другому плавное, создает весьма благоприятные условия для определения распределения с помощью зонда с индуктивной катушкой.

Из характеристик катушки ее сопротивление переменному току является наиболее чувствительным и простым параметром, пригодным для определения распределения материалов, Индуктивность (эквивалентная) катушки, как параметр, не пригодна для этой цели, так как для ее измерения требуется сложная балансировка моста измерительного прибора.

Для измерения сопротивления катушки зонда .переменному току может быть использован стандартный универсальный мост, имеющий встроенный генератор переменного тока. Возможно также ис" пользование простейшего моста, содержащего микроамперметр, включенный в его диагональ, и генератора переменного тока. В этом случае катушку зонда включают в одно из плеч моста, а изменение ее сопротивления оценивают косвенно по показанию микроамперметра.

Определение распределения шихтовых материалов, например, в воронке малого конуса доменной печи производят следующим образом.

Перед загрузкой исследуемого агломерата, например, из скипа в ворОнку отключают вращающийся распределитель пихты. После высыпания аглОмерата з скипа в воронку малого конуса отключают систему загрузки с разборкой

=хемы подачи напряжения питания в

=истему.

Зонд вводят вертикально в слой ar" померата в одном из исследуемых секто. зов и производят балансировку универсального измерительного моста, соединенного с катушкой зонда для измере!

039965 ния ее сопротивления или в случае использования другой "емы сразу записывают гюказание микроамперметра. Для замера в следующих точках зонд дополнительно погружают в сгюй агломерата и соответственно записывают показания прибора, После окончания замеров в данном секторе зонд вытаскивают из слоя агломерата и переводят в следующий сектор. 1О

Измерения в остальных секторах производят аналогично.

Устрой ст во контроля рас пределе ния материалов в оборудовании засыпного аппарата доменной печи содержит 15 (фиг. 2) зонд с параллельна соединенными индуктивными катушками 1, намотанными на каркасах 2 иэ ферромагнитного материала, образующих незамкнутые магнитные цепи, размещенные на 20 центральном стержне 3 головки зонда, снабженной защитным конусом 4 и схему измерения, соединенную с катушками 1 зонда. Разрывы 5 магнитных цепей катушек 1 выполнены в пределах 5-10мм25 и выведены с гюмощью втулок 6 из ста-. ли с высокой магнитной проницаемостью непосредственно к наружной поверхности головки зонда.

Наружные поверхности втулок 6 мо" гут быть выполнены гофрированными (фиг. 3) ° Каркасы 2 катушек 1 кроме втулок 6 содержат цилиндры 7 из стали с высокой магнитной проницаемостью и ферритовые кольца 8. В разрывах магнитных цепей катушек 1 установлены защитные втулки 9 из эбонита или из другого не проводящего электрический ток материала. Катушки 1 между собой соединены параллельно, а концы соеди- 40 нений при помощи проводов 10 выведены: а штепсельный разъем 11, установленный на хвостовой части зонда. Корпус 12 зонда выполнен из стальной тру бы и на нем предусмотрены ручки 13 45 для ручного ввода зонда в слой исследуемого сыпучего материала.

Величина зазора в местах разрывов

5 магнитных цепей катушек 1 и размеры гофрировки наружных элементов (втулок 6) магнитной цепи зависят от фракционного состава применяемого для доменной плавки агломерата, Если в применяемом агломерате со55 держание мелких фракций (3 и 5 мм) высокое, то величину зазора в местах разрывов 5 магнитных цепей катушек 1 выбирают минимальной и равной 5 мм.

При этом размеры гофрировки наружных элементов магнитных цепей катушек 1 выбирают также минимальными и близкими к размерам мелких фракций агломерата из расчета, чтобы мелкие куски (3 и 5 мм) агломерата могли свободно разместиться между ребрами гофрировки.

В случае использования для доменной плавки отсеянного от мелких фракций (с 5 мм) агломерата величину зазора в местах разрывов 5 магнитных цепей катушек 1 выбирают максимальной и равной 1О мм, Размеры гофрировки наружных элементов магнитных цепей катушек 1 в этом случае выбирают максимальными из расчета, чтобы куски агломерата размерами меньше 10 мм могли свободно разместиться между ребрами гофрировки. Катушки 1 наматывают с примерно одинаковыми чи сла ми витков так, чтобы они имели одинаковое сопротивление переменному току, Устройство работает следующим образом, При вводе зонда в слой исследуе" мого агломерата в соответствующих секторах оборудования засыпного аппарата доменной печи, куски агломерата, замыкая разрывы 5 магнитных цепей катушек 1, вызывают увеличение их сопротивления переменному току.

Изменение общего сопротивления параллельно соединенных катушек 1 зонда переменному току определяется универсальным мостом или при гюмощи другого измерительного устройства, соединенного с катушками 1 зонда. степень замыкания разрывов 5. магнитных цепей катушек 1 зонда агломератом зависит от его фракционного состава.

Мелкий агломерат (3 и 5 мм), полностью заполняя пространство между ребрами гофрировки и разрывов 5 магнитных цепей катушек 1, максимально замыкает магнитные цепи и вызывает максимальное увеличение сопротивления катушек 1 переменному току.

Крупный агломерат из-за того, что его куски не могут попасть в про" странство между ребрами гофрировки и разрывов 5 магнитных цепей катушек 1, а также из-эа неплотной упаковки крупных своих кусков, очень слабо замыкает магнитные цепи и соответственно вызывает минимальное увеличение сопротивления катушек 1 переменному току.

По данным измерений сопротивления зонда переменному току строят диа7 . 10399 граммы распределения агломерата, например, в объеме воронки малого конуса, где участки с максимальными сопротивлениями соответствуют макси" мальному сосредоточению мелких фракций агломерата, а участки с минималь-. ными сопротивлениями соответствуют местам расположения самых крупных фракций агломерата.

На основе этих диаграмм разрабаты- 10 вают, например, рабочую программу управления работой вращающегося распределителя шихты.

Достоинствами контроля являются хорошая точность и простота определе- 35 ний. При определении распределения материалов в воронке малого конуса предлагаемым способом нет, например, необходимости отбора проб и последую.щей. классификации по фракциям. До-. 20 стоинством является также высокая чувствительность и избирательность зонда к различным фракциям агломерата.

6S 8

Высокая чувствительность устройства достигается за счет параллельного соединения катушек зонда и размещения разрывов их магнитных цепей на наружной поверхности головки зонда с возможностью непосредственного контакта с исследуемыми материалами.

Высокая избирательность устройства обеспечивается за счет гофрировки наружных, контактирующих с исследуемым материалом, поверхностей магнитных цепей катушек и выбора величины з азора в местах разрыва магнитных цепей в соответствии с размерами мелких фракций материала.

Изобретение, благодаря хорошей точности контропя, обеспечивает более точное регулирование программы работы вращающегося распределителя шихты, лучшее распределение газОвого потока по окружности доменной печи и соответственно обеспечивает увеличение производительности печи и уменьшения удельного расхода кокса.

Фиг Р

1039965

1039965

4Ф

Корректор А. Зимокосов

Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6820/26

4 ф Jt Ф М W Ю J2 Ô

C rAeu Ачвтьюр. юя

Фиг 4

Составитель Ю. Серов

Редактор A Шандор Техред B.далекорей

«»»»»»»»

Филиал ПРП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.1

УЯ ) Ъ