Зонд для замера профиля поверхности шихты

Зонд для замера профиля поверхности шихты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (61) До олнительный к патенту— (22) Заявлено12.01.73 (21) 1874301/22 02 (23) Приоритет — (32) 13.01.72 (1Ц 624579

2 (51) М. Кл.

F 27 B 1/22

//С 21 В 7/24

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (31) 6 4587 (33) Люксембург (43) Опубликовано 15,09.78,Бюллетень № 34 (45) Дата опубликования описания !м,gg (53) УДК 669.162. .283.2(088,8) Инос транец

Эдуард Лежий (Люксембург) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

С. А. Ансьен Этаблисман Поль Вюрт (Люксембург) (71) Заявитель (54) ЗОНЛ ДЛЯ ЗАМЕРА ПРОФИЛЯ ПОВЕРХНОСТИ

ШИХТЫ

Изобретение относится к черной металлургии, в tBcTHocTII к устройствам для контроля профиля поверхности шихты в шахтных плавильных печах, например в дом иных печах.

Для контроля распределения загрузки на ее верхнем профиле по всему поперечному сечению печи, для поддержания необходимого уровня засыпи на постоянной высоте, а также для их точной коррекции необходимо устройство типа зонда для точного замера (фиксирования) профиля загруженной массы руды по всей площади сечения колош-, ника печи.

Известные зонды, используемые для определения профиля засыпи шихты, представляют собой механические вертикальные зонды, расположенные по плошади поперечно.го сечения печи, или горизонтальные зонды .с грузиками, подвешенными на тросиках.

Цель изобретения — обеспечение непрерывного замера профиля поверхности шихты. Это достигается тем, что на подвижной трубе зонда, установленной горизонтально в стенке доменной печи, укреплен качающийся рукав, который может поворачиваться в вертикальной плоскости и конец которого перемещается по поверхности, соответствуюгцей профилю загруженной шихты. При обратном движении горизонтальной трубы зонда качающийся рукав производит замер проф ил я.

Кроме того, зонд для обеспечения герметичности его ввода в корпус печи размещен внутри защитного кожуха, тоже горизонтального, в котором зонд может совершать возвратно-поступательное движение. При рад боте этот зашитный кожух находится под давлением доменной печи. Такая конструкция целесообразна, в частности, для доменных печей новейших конструкций, работающих с повышенным давлением газа на кол ошнике.

Зонд может быть снабжен на своем конце рукавом, газоотборными отверстиями и тепловыми датчиками.

На фиг. 1 показан предлагаемый зонд; на фиг. 2 — схема процесса контроля профиля с помощью указанного зонда; на фиг. 3 — один из предпочтительных вариантов выполнения зонда, вертикальный продольный разрез; на фиг. 4 — то же, горизонтальный продольный разрез.

624579

25

30 лась позади рукава 4

Профиль 1 поверхности шихты на сечении доменной печи должен определяться с максимальной точностью за одну операцию.

С этой целью в головке доменной печи установлен горизонтальный измерительный зонд

2, содержащий трубу 3 и рукав 4. При горизонтальном движении трубы 3 рукав 4 свободно скользит своим концом по профилю поверхности шихты и непрерывно фиксирует этот профиль. Таким образом, изменяющийся угол между рукавом 4 и горизонтальной трубой 3 непрерывно преобразуется в некоторую кодируемую величину, называемую кривой профиля.

В исходном положении зонда труба 3 и рукав 4 занимают горизонтальное положение. При вводе зонда в печь рукав 4 удерживается горизонтально с помощью соответствующего устройства и угол а равен

180 . Как только внутренний конец трубы

3 достигает продольной оси печи, производится опускание рукава 4 на поверхность шихты. В этот момент труба 3 отходит назад, а рукав 4 во время обратного перемещения трубы непрерывно контактирует с поверхностью шихты и одновременно перемещается по профилю 1. Таким образом угол 0, изменяясь, преобразуется в величины, соответствующие профилю 1. Доходя до стенки печи, рукав 4 переходит в исходное горизонтальное положение, и вся система зонда может быть извлечена из печи.

При обратном движении трубы 3, т.е. при ее выходе из печи, положение зонда в каждый момент времени внутри печи, а также положение или угловые перемещения рукава 4 относительно трубы 3 преобразуются соответствующим преобразователем и подаются «а регистратор, который является индикатором снятой кривой профиля. Затем питание печи осуществляется с учетом этой замеренной кривой профиля, т.е. компенсируются нежелательные неровности профиля.

Ввод зонда показан только до середины вертикального сечения печи, но можно, конечно, в зависимости от диаметра печи доводить зонд за продольную ось печи. Аналогично в зависимости от кбнструкции рукав

4 может быть установлен так, что он образует острый угол с трубой 3. Целесообразно устанавливать по периферии печи несколько зондов с целью полного контроля профиля поверхности загруженной шихты, а также размещать зонды в нескольких плоскостях по высоте печи с целью контроля профиля в плоскостях на различной высоте.

Труба 3 состоит из трех частей, прикрепленных к стенке печи 5, Для ввода и вывода трубы 3 служит привод 6 с системой шестерен 7, из которых шестерня 8 входит в зацепление с зубчатой рейкой 9, установленной на трубе 3. Любое положение зонда 2 обнаруживается посредством сельсина 10.

Движение трубы 3 происходит между направляющими роликами 1! и !2.

-I

Рукав 4 сочленен с трубой 3 посредством горизонтальных шарниров. Рукав имеет на своей головке ролик 13, который при обратном движении зонда скользит по поверхности шихты. Поло>кение рукава 4 в любой момент времени относительно горизонтального положения трубы 3, т.е. величина угла, воспринимается зубчатым венчиком 14 на шарнире 15 и передается через коническую шестеренку 16 и вал 17 На сельсин 18.

В нерабочем положении или при вводе зонда в печь рукав 4 удерживается в горизонтальном положении посредством тяги

19 и защелки 20. Защелка 20 вводится в храповик 21 на шарнире 15 до достижения упором 22 тяги 19 ролика 13. Фиксация и высвобождение рычага 4 возможны и иными способами, например его деблокировка может быть ручной. После деблокировки рукав 4 опускается и ролик 13 входит в соприкосновение с профилем 1 загруженной щихты.

Вал 17 и тяга 19 расположены либо на внешней стенке трубы 3, либо (предпочтительно) вместе с другими элементами внутри корпуса трубы 3. В этом случае труба 3 выполнена полой. Элементы оказываются защищенными от высоких температур в печи

При выводе зонда из печи рукав 4 снова принимает горизонтальное положение при помощи направляющей системы 23, установленной на стенке печи. Это происходит только в конце движения после прохода по всему профилю поверхности загрузки. Вес рукава 4, характеристики его скольжения по поверхности шихты, а также скорость вывода зонда из печи должны быть такими, чтобы при выводе зонда из печи шихта не накапливаДля изоляции зонда от внешней атмосферы служит защитный кожух 24, состоящий из трех частей, скрепленных друг с другом жестко, предпочтительно разъемным болтовым соединением. Защитный кожух 24 скрепляется с фланцем 25 стенки и при необходимости поддерживается посредством опор. На случай демонтажа зонда кожух 24 снабжен на фланце 25 печи заслонкой 26.

Для максимальной защиты пространства внутри кожуха 24 от загрязнения пылью при работе через трубопровод 27 вдувается газ, например азот. Если, несмотря на это, в кожухе скапливается пыль, то она удаляется периодически через клапан 28. Помимо вдувания газа можно также одновременно нагнетать в кожух 24 жидкую смазку для смазывания подвижных элементов зонда.

Уг1овое положение рукава 4 и положение трубы 3 зонда фиксируются сельсинами 10 и 18. Сельсин 10 через электрическую линию соединен с регистратором 29. Сельсин 18 также связан с регистратором 29. С помощью сельсинов IO и 18 рукав 4 непрерывно фиксируется как при его горизонтальном, так и при вертикальном положениях, что передается к регистратору 29, который

624579 точно воспроизводи г профиль поверхности шихты в колоп1пнке За КаждоЕ иэмЕрснис.

При выводе зонда из колошника печи кабель 30 сельсина 18 огибает барабан 31. установленный в кожухе 24. Барабан 31 посредством полой оси 32, через которую проходит кабель, соединен с наружным барабаном 33, на котором этот кабель изменяет свое направление на противоположное и поступает в соединительную коробку 34. Противовес 35, подвешенный либо непосредственно на кабеле 30, либо отделенный от него, обеспечивает размотку и натяжение кабеля на внешнем барабане 33 при выводе зонда из печи, а также одновременную намотку кабеля на внутренний барабан 31.

При введении зонда в печь кабель наматывается на внешний барабан 33 при его с»атывании с внутреннего барабана 31. Герметичность и монтаж в проходной втулке оси через стенку защитного кожуха обеспечиваются известным способом . Ввиду того, что кабель 30 проходит через соединительную ось 32, закрытую со стороны входа и выхода кабеля, обеспечивается герметичность при его выходе из кожуха, в котором действует рабочее давление печи. Кабель 30 может быть выполнен из нескольких секций, для чего необходимо иметь на барабане 31 или

33 соответствующие соединительные зажимы.

Для замера температуры и производства анализа газа при помощи предлагаемого зонда оконечная головка рукава 4 снабжена температурным датчиком 36 и имеет отверстие 37 для забора газа. По распределению температуры и по содержанию СО в газе колошника можно делать заключение о работе печи и о циркуляции газов, которыс даже при одинаковых загрузках шихты могут быть равными по площади сечения печи.

Температурный датчик 36 связан с регистратором через линию 38, выполненную в виде теплостойкого провода, установленного на поверхности рукава 4 или внутри него, а также через внутренний барабан 39, внешний барабан 40, противовес 41 и соединительную коробку 42. Газоотборное отвер.стие 37 аналогичным образом через линию

43 в виде теплостойких трубок, барабаны 44 и 45, противовес 46 и клапан 47 соединено с газоанализатором и блоком аккумуляторов 48.

Передача величины угла между рукавом

4 и трубой 3, вместо механического передаточного устройства (см. фиг. 3 и 4), может осуществляться с помощью аналогичного передаточного устройства на шарнире между рукавом 4 и трубой 3. Указанное устройство может содержать вращающийся переменный потенциометр в теплозащитном кожухе, предохраняющем от высоких рабочих температур печи. При этом угловое положение потенциометра следует за переменным движением рукава 4 и регистрируется в зависимости от его размещения.

Вместо непрерывного контроля профиля поверхности шихты он может осуществляться периодически, точечно, если ввод или вывод зонда из печи производится неплавно и когда палец опускается и поднимается и ри каждом положении. Следствием этого является серия отдельных замеров, совокупность которых дает картину профиля шихты.

Несмотря на то, что предлагаемый зонд

10 может устанавливаться на доменных печах и имеет ручной привод, например дистанционный, возможна полная автоматизация, т.е. автоматический периодический контроль профиля поверхности шихты по заданной программе между двумя загрузками печи при

15 одновременном отборе проб газа и замере температуры; результаты таких отборов проб и измерений повторно используются для управления последующей очередной загрузкой колош ника. Таким образом, описываемый зонд является средством для полностью автоматизированного замера профиля шихты в доменных печах, а также для замера температуры и анализа газа в колошнике. Этот зонд применим для автоматической загрузки или для целиком автоматизированного доменного процесса.

Формула изобретения

1. Зонд для замера профиля поверхности шихты в шахтной плавильной печи, содержащий трубу с приводом горизонтального перемещения над поверхностью шихты, Tðóбопровод для отбора газа и герметичную заслонку, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывного замера профиля поверхности шихты, на имеющей возможность перемещения горизонтальной трубе зонда закреплен рукав, имеющий возможность колебания и снабженный скользящей по поверхности шихты ощупываюгцей головкой с измерительным устройством для фиксации положения горизонтальной трубы по радиусу колошника и угла наклона рукава. имеюгцего возможность колебаний относительно трубы зонда.

2. Зонд по и. 1, отлггчающийся тем, что горизонтальная труба с рукавом, имеющим возможность колебания, установлена в защитной гильзе, расположенной с возможностью извлечения из шахтной печи и снабженной заслонкой для отсечки.

3. Зонд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что измерительное устройство состоит из двух сельсин-датчиков, связанных с регистратором, а трубопровод для отбора газа и трубопровод одного термодатчика, закрепленного на рукаве, имеюгцем возможность колебания, проходят через горизонтальный рукав зонда и жестко закрепленную гильзу.

4. Зонд по п. 1, отличающийся тем, что на ощупывающей головке имеющего возможность колебания рукава закреплен направляющий ролик.

624579

Составитель А. Раковский

Редактор Н. Корченко Техред О. Луговая Корректор И. Гокснн

3аказ 5039/51 Тираж 767 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, -1