Зонд для контроля процессов в фурменных зонах шахтных печей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсмих Социалистических

Вес убпи

))))996446

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву.

{$)) Кд 3 (22) Заявлено 09,04. 81 (21) 3273529/22-02

- с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетС 21 В 7/24

Го) ула)ретненный коиитет.С.С С P по аелаи изобретений и открытий

{И)ПЖ 669.162. .263.42(088.8) Опубликовано 15Я283.Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 17.02.83

П, Б. Федотов, В.И. Паршаков, Н.И.

Л.В.- Уэберг, В,А. Заболотских, Ю. В.

Ю.В. Федулов, Г.П. Лежнев, И.М, Вич и В A...Чистополов (72) Авторы изобретения

) е тз

) е (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (54) ЗОНД ДЛЯ КОНТРОЛИ ПРОЦЕССОВ

В ФУРМЕННЫХ ЗОНАХ ШАХТНЫХ ПЕЧЕЙ

-Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам . для контроля процессов в фурменных

-зонах шахтных-печей, например доменных.

Известны устройства для отбора проб газа и измерении температуры, применяемые при исследовании фурмен-, ных зон доменных печей, состоящие из трех труб разного диаметра, вставленных одна в другую так, что через центральный канал отбирается газ и одно- временно измеряется температура в фурменном очаге с помощью термопары с защитным наконечником, а в кольцевых сеч ниях между трубами циркулирует вода (1).

Недостатком этих устройств является измерение состава rasa и темпера- туры в фурменной зоне в каждый

«)анный момент только в одной точке.

Кроме:того, вследствие низкой стойкости термопар- и защитных наконечни-, ков в условиях фурменного очага доменной печи (содержание кислорода до ЗОВ, температура 2000-2200оС, наличие .окиси углерода и водорода) невозможно провести в один прием более одного-двух замеров температуры, пос ле чего необходимо извлечение зонда ) из печи и замена термопары.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является зонд цля контроля процессов s фурменных зонах шахтных печей, содержащий сис. тему труб разного диаметра, вставлен,. ных в наружную трубу, трубопроводы отвода проб газа с заборньвли отверстиями, установленные по длине патрубка подвода и отвода хладоагента, тер- . мопары, установленные.в. заборных отверстиях и защищенные фильтрами Г2.).

Недостатком этого устройства-явля" ется отсутствие защиты отверстий тру)бопроводов для отбора газа от заливки их жидкими продуктами плавки и практически невозможность очистки их нз-за криволинейности начальных участков трубопроводов.

Целью изобретения является повышение достоверности и представительности информации и обеспечение работоспособности зонда.

25 поставленная ц ь достигается темт что в зонде для контроля процессов в фурменных зонах шахтных печей, содержащем систему труб.разного диамет)ра, вставленных в наружную трубу, трубопроВоды отвода проб газа с sa996446 борньми отверстиями, установленными по длине наружной трубы, патрубки йодв ода и отвода хладагента, термопа ры, установленные в заборных отверстиях и. защищенные фильтрами, заборные отверстия снабжены соплами, а

Защитные фильтры выполнены в виде сменных керамических блоков из высокопористого огнеупорного материала.

Предлагаемое устройство позволяет вести отбор проб газа и измерение его

10 температуры одновременно в несколькйх точках по длине фурменного очага благодаря чему получается взаимосвязная картина процессов= - которая позволяет представить динамику протекания процессов горения и теплообмена 5 в этой области печи.

На фиг.. 1 изображено предлагаемое устройство, на фнг. 2 — один из вариантов выполнения узла измерения температуры. 20

Устройство (фиг. 1) состоит из внутренней 1, наружной 2 и централь. ной 3 труб, соединенных фланцами 4 и 5 ° Наружная и центральная трубы имеют патрубки 6 для подвода и от- 25 вода охлаждающего агента. Во внутрен- ,ней трубе проложены трубопроводы 7 для транспортировки проб газа. Передние концы трубопроводов сочленены с узлами измерения температуры 8, а ЭО задние выведены через фланец 4 нару-, жу и подведены к трехходовым клапа.нам 9, имеющим три положения: "Закры;то", "Замер температуры", "Отбор.

I пробы". Термозлектроды выведены че- Я рез фланцы к клеммнику 10 и далее -. на измерение..

Узел измерения температуры (фиг .27 содержит корпус 11, огнеупорный высокопористый фильтр 12, сопло 13. gg

В корпус узла вставлена термопара 1g в защитной трубке 15. Горячий спай термопары установлен вблизи отверстир сопла на расстоянии 1-2 его диаметров, I

Измерение температуры производится по методу Маттона и Фуре. Особеннос-, тью этого метода является воэможность измерения температур газа, существенно превышающих температуру плавления электродов термопары, за счет экранировки последней водоохлаждаемой.оболочкой и использования эффектов, имеющих место при околозвуковоМ течении газа, омывающего спай термо- пары.

Устройство работает следующим об- H раэсм.

Устройство своей рабочей частью через уплотнительную арматуру, уста. новленную на фурменном приборе или другом специально оборудованном от- ф) верстии, вводится в рабочее прост.— ранство печи. Клапаны 9 (фиг. 1).из состояния "Закрыто" переводятся в состояние "Измерение температуры".При этсм высоконагретый горновой газ пр у ходит через фильтры 12 (фиг . 2 ), очищаясь от капель расплава и пыли, и через сопло 13, формирующее высокоскоростную газовую струю, поступает к горячему спаю термопары 14, установленному на расстоянии 1-2 диа, метра сопла, т.е. в ядре струи. Дапее гаэ по отводящим трубопроводам 7, через клапаны 9 отсасывается вакуумнасосем и выбрасывается через свечу

:в атмосферу . Таким,образом, в режиме

"Измерение температуры" одновременно .с замером производится промывка газовой трассы. .При переводе клапанов в режим "Отбор пробы" к отводящим трубопроводам 7 через клапаны 9 подключаются емкости для забора пробы газа. Проба газа за горячим спаем термопары 14 (фиг . 2 ) резко охлаждается, как вследствие расширения струи, так и вследствие подмешивания газа, охладившегося в результате теплообмена со стенками корпуса 11 (фиг . 2), омыва- емыми охлаждающим агентом. Происходит "закалка" пробы, способствующая сохранению истинного состава горнового газа.

Перед замером измерительные устройства зонда тарируются в колене фурменного прибора по температуре ду;. тья, измеренной с помощью образцовой: термопары, или по показаниям стацио нарной термопары с учетом потерь теп,па от места ее установки до колена фурменного прибора. Общая продолжи-. тельность одновременного в несколь-, ких точках по длине фурменного очага замера составляет от 1,5 до 3 ми ..

Применение устройств для одновре- менного измерения состава и темпера туры горнового газа в нескольких точках по радиусу фурменных очагов шахт",ных печей позволяет существенно увеличить объем и достоверность получаемой информации.

В сравнении с известными конструМциями зондов время для получения .: такого же объема информации с помощью предлагаемого устройства сокраща ется в 3-5 раз, что не только увели- чивает ее достоверность, но и повышает безопасность проведения эксперимента, так как уменьшает вероятность прогара зонда и возникающих п „ этом аварийных ситуаций. Повышается также надежность работы устройства целом. Защита отборных отверстий ле ко сменяемыми пористыми, огнеупорнь14и вставками позволяет многократно иск. пользовать устройство, так как при этом исключается попадание жидкого чугуна и шлака на измерительные элементы.

Формула изобретения

Зонд для контроля процессов в фур менных зонах шахтных печей, содержа

996446

"ь

Мйфи пел и . у

Рхлакдежие /

Фм.! 12

Фиг. 2

Составитель Б. Раковский

Редактор Л. Повхан Техпед О. Неце Корректор И. Ватр шкина

Заказ 845/37 Тираж- 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4+5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, "ул. Проектная, 4 рй систему труб разного диаметра, вставленных в наружную трубу, трубо проводы отвода проб газа с заборными отверстиями, установленными по длине наружной трубы, патрубки подвода и отвода хладагента, термопары, уста новленные в заборных отверстиях и за щищенные фильтрами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности и представитель- .ности .информации и обеспечения работоспособности зонда, заборные отверстия снабжены соплами, а защитные фильтры выполнень.. в виде сменных керамических блоков из высокогорисгого огнеупорного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бугаев К.N. и др. Иеталлургия чугуна. †Тру Донничм. 1969, M 8,: с. 84-101.

2. Авторское свидетельство.,ГА;СР

Р 325381, кл. С 21 В 7/24, 1978.