Устройство для непрерывного измерения температуры в плавильных и рафинировочныхпечах

320127 ОПИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПлтЕНТЮ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимый атента К Ст ОВ 7/О 260367/18-10)18/67 и 15 Ч.196Ч 1.1968 (Юо явлено 19.1 Х.1967, о А68, Австрия Приорит Ме А 46 Комитет по делам забретений и открыти при Совете Министров СССР36,532 (088.8 Опубликовано 02,Х 1.1971. Бюллетень Хе 3 Дата опубликования описа я 25,1,19 Авторыизобретения ИностранцыМаттиас Шернтанер и Гюнте(Австрия)остранная фирмаайхише Айзен унд Ш(Австрия) йнхард Труппе,ерль Заявител тальверке А ераинигте УСТРОИСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЬ 1 ВНОГО ИЗМЕРЕМПЕРАТУРЫ В ПЛАВИЛЬНЫХ И РАФИНИРОВОЧНЫХПЕЧАХ Изобретение относится к устройствам для непрерывного измерения температуры металлической ванны в плавильных или рафинировочных печах, особенно в тиглях или конверторах, которые можно вводить в расплав сверху.Известны устройства для измерения температуры жидких сред, содержащие термопару, например платиново-радиево-платиновую, заключенную в трубу из высокоогнеупорного материала.Такие устройства применяются для непрерывного измерения температуры в рафинировочных конверторах, в которых изменения температуры характеризуют процесс рафинирования, Пирометры такого типа вводятся сбоку через кожух тигля и кладку в расплавленную ванну, причем горячий спай термопары находится на одном уровне с кладкой тигля или несколько углубляется внутрь тигля. При длительных измерениях точность показаний не всегда является удовлетворительной, так как на показания влияет температура кладки. Кроме того, термопары, выступающие из кладки внутрь печного пространства, могут быть повреждены при загрузке шихты.Известны такие устройства для измерения температуры, вводимые сверху в расплавленную ванну, в которых термопара заключена в защитную трубу из высокоогнеупорного материала, а труба с термопарой находится на острие водоохлаждаемой фурмы, которую можно поднимать и опускать. Так как при введении сверху измерительное устройство проходит плавающий над расплавом слой шлака, то необходимо часть измерительного устройства, расположенную в шлаке, изготовлять особенно стойкой, потому что шлак агрес сивнее металлического расплава. Для защитычасти прибора, находящейся в шлаке, практически можно использовать только один очень стойкий высокоогнеупорный материал на керамической основе. Поэтому, например, в из вестном устройстве фурмы с несущей трубкой выполняют с нижним выступом в виде заплечиков для укрепления наружного кожуха из огнеупорного защитного кирпича. При этом острие защитной трубы, головку фурмы и ко жух из защитного кирпича неподвижно скреплятот набивной керамической массой (раствором).Предлагаемое устройство не имеет этих недостатков и отличается от известных тем, что 25 термопара снабжена съемным защитным наружным кожухом, охватывающим наружную защитную трубу и выполненным из огнеупорного материала в виде двух полуцилиндрических подвесных кирпичей, соединенных по про320127 3дольному шву, а защитная труба сделана составной из стали и металлокерамического материала с соотношением длин этих частей соответственно 2: 1.Защитная труба образует с термопаройконструктивно единый узел, съемно закрепленный на головке зонда и соединенный штеккером с компенсационным проводом, которыйкончается в головке зонда.Штеккер может содержать пружинящийэлемент, способствующий длительному прижатию горячего спая термопары к закрытомуконцу защитной трубы и обеспечивающий теплопередачу к горячему спаю.Для достижения высокой точности показаний необходимо задать определенные размеры измерительной части фурмы и съемногокожуха и применять для защитного кожухаматериал с определенными свойствами.Согласно этому продольный размер не охлаждаемой водой части кожуха составляетболее 250 мм, выходит за точку измерения измерительной части съемного кожуха не менеечем на 40 мм, и тепловое сопротивление съемного наружного кожуха 5/Л более 0,03 мчасС/ккал, где Л - коэффициент теплопроводимости, 5 - толщина стенки съемного огнеупорного кожуха. Предпочтительно, чтобы кожух состоял из магнезитового или высокоглиноземистого кирпича или раствора с толщиной стенки 60 - 80 мм,Указанные меры относительно минимальнойдлины измерительной части, выбор огнеупорного материала с определенным минимальнымтепловым сопротивлением и размеры кожухас определенной толщиной подобраны дляулавливания и сохранения необходимого большого перепада температур между точкой измерения в устройстве и присоединением измерительной части к водоохлаждаемой фурме.Когда точка измерения, т. е, место горячегоспая термопары, нагревается до температуры, соответствующей температуре ванны, например до 1600 - 1800 С, то выведенный наверхнем конце измерительной части и введенный в водоохлаждаемую часть измерительнойфурмы компенсационный провод нагреваетсядо температуры не более 50 С,Размещение точки измерения на определенном минимальном расстоянии от огнеупорного кожуха, т. е. когда защитная труба с термопарой длиннее кожуха не менее чем на40 мм (внизу), способствует тому, что на результаты замеров не влияет отвод тепла отместа горячего спая и инерционность в показаниях отсутствует.Благодаря выбранным размерам стенок огнеупорного кожуха тепловой поток не превышает 25000 ккал)мч. Если, например, толщина стенки кожуха 60 мм и при достижениистационарного температурного поля наружнаятемпература погружаемоговметалл огнеупорного кожуха =1500 С и его внутренняятемпература ;=700 С, то при применениивыСокоогнеупорного материала с коэффициен 4том теплопроводности Л=1,65 ккал/м час Степловое сопротивление 5/Л получается равным 0,0365 лР часС/ккал и тепловой потокпо формуле 9=равным 22000 ккилрм час,5 5/Если огнеупорный кожух измерительногоустройства при длительной работе становитсяболее тонким из-за разъедания шлаком (толщина его стенок становится менее 60 мм), то10 нанесением ремонтной массы кожух следуетдовести до исходной толщины.На фиг. 1 показан конвертор, в которомустановлено предлагаемое измерительное устройство; на фиг. 2 - вертикальный разрез его15 измерительной части,В конверторе находится жидкая ванна 2,покрытая слоем шлака 3. Выше уровня металла вводят фурму 4 для продувки кислородом. Водоохлаждаемый измерительный зонд20 б, соединенный со стрелочным прибором б,установлен так, что его можно поднимать иопускать.Зонд состоит из трех концентричных труб7, 8 и 9. Во внутренней трубе 7 находится25 компенсирующий провод, а именно два проводника О, заключенные в гильзу 11, которые служат для соединения с поверхностьюколена термопары, расположенного в измерительной части. Труба 9 зонда соединена с50 внутренней трубой 7 и образует головку 12зонда. Труба 8 кончается на некотором расстоянии от головки зонда и служит для циркуляции охлаждающего агента (на чертежепоказано стрелками). Измерительная часть55 13 устройства может быть соединена с головкой зонда и состоит из защитной трубы 14в которой заключен горячий спай 1 б термопары 16, и из окружающего защитную трубукожуха 17 из огнеупорного материала. Защит 40 ная труба 14 состоит из огнеупорного металлокерамического материала (по всей длинеили по крайней мере на конце, не защищенном кожухом). Длина кожуха, т, е. его осевой размер, такова, что измерительная часть45 устройства не разъедается шлаком. Внутризащитной трубы 14 может быть предусмотрена герметичная труба 18, в которой находятся колена тер мо пары. Они могут р аспол агаться в изолирующей трубе с двумя отверстия 50 ми. На верхнем конце защитной трубки имеется гильза 19, сквозь которую проходит устройство со штеккером 20. Для обеспечениядлительного контакта горячего спая 15 с защитной трубой 14 или герметичной трубой 1855 предусмотрена пружина 21.Кожух 17 состоит из полуцилиндрическихподвесных кирпичей 22, подвешиваемых нанаружной трубе 9 зонда и стыкуемых по шву23 (см. фиг. 1). Труба 14 состоит на две тре 60 ти длины из стали, а на одну треть из металлокерамического материала,Металлокерамическая часть трубы, выступающая из-под нижнего конца кожуха на отрезок а, должна быть не менее 40 мм, Длина65 в измерительной части без водяного охлаж320127 Л 7 7 Риг 2 дения, выступающей из зонда, должна бытьболее 250 мм, Толщина д стенки огнеупорного кожуха составляет 60 - 80 ли. Предмет изобретения 1, Устройство для непрерывного измерения температуры в плавильных и рафинировочных печах, содержащее съемную защитную трубу, выполненную в виде единой конструкции с термопарой, закрепленную в водоохлаждаемом зонде, штеккер для соединения термопары с компенсационным проводом, пружинящий элемент для прижатия горячего сная термопары к закрытому концу защитной трубы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности термопары, она снабжена съемным защитным наружным кожухом, охватывающим наружную защитную трубу и вы полненным из огнеупорного материала.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что, с целью повышения удобства эксплуатации, съемный наружный защитный кожух выполнен из двух полуцилиндрических кирпичей, 10 стыкуемых по продольным швам.3. Устройство по и. 1, отличающееся тем,что защитная труба выполнена составной из двух частей, одна из которых стальная, а вторая - металлокерамическая, с соотношением 15 длин этих частей соответственно 2: 1.