Зонд для контроля процессов в фурменных зонах шахтных печей

ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СфветсмихСоциалистических 1 тесйубпин(22) Заявлено 09,04. 81 (21) 3273529/22-02с присоединением заявки Но.СССР по лелаи изобретений и открытий(33 УДК 669.162, .263.42(088.8) Дата опубликования описания 17.02.83(72) Авторы изобретени 1) Заявител эный научно-исследовательский институтметаллургической теплотехники Вс 4) ЗОНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ В ФУРМЕННЫХ ЗОНАХШАХТНЫХ ПЕЧЕ 5 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 13.Недостатком этих устройств является измерение состава газа и темпера-туры в фурменной зоне в каждый данный момент только в одной точке. Кроме:того, вследствие низкой стойкости термопар и защитных наконечни-, ков в условиях фурменного очага доменной печи (содержание кислорода до 30, температура 2000-2200 оС, наличие .окиси углерода и водорода) невозможно провести в один прием более одного-двух замеров температуры, пос; Фле чего необходимо извлечение зондаиз печи и замена термопары.Наиболее близким к изобретениюо технической сущности является зондя контроля процессов в фурменныхзонах шахтных печей, содержащий сис. тему труб разного диаметра, вставленных в наружную трубу, трубопроводыотвода проб газа с заборньвли отверстиями, установленные по длине патрубка подвода иотвода хладоагента, термопары, установленные.в, заборных отверстиях и защищенные фильтрами 123.Недостатком этого устройства-явля"ется отсутствие защиты отверстий трубопроводов для отбора газа от заливки их жидкими продуктами плавки ипрактически невозможность очистки ихнз-за криволинейности начальных участков трубопроводов,Целью изобретения является повышение достоверности и представительности информации и обеспечение работоспособности зонда.25 поставленная ц ь достигается темтчто в зонде для контроля процессов вфурменных зонах шахтных печей, содержащем систему труб.разного днамет 1.ра, вставленных в наружную трубу,трубопроВоды отвода проб газа с за 99 б 44 бборньми отверстиями, установленнымипо длине наружной трубы, патрубкийодвода и отвода хладагента, термопары, установленные в заборных отверстиях и защищенные фильтрами, заборные отверстия снабжены соплами, аЗащитные фильтры выполнены н видесменных керамических блоков из высокопористого огнеупорного материала.Предлагаемое устройство позволяетвести отбор проб газа и измерение еготемпературы одновременно в несколмйхточках по длине фурменного очагаблагодаря чему получается взаимосвязная картина процессов котораяпозволяет представить динамику протекания процессов горения и теплообмена 5н этой области печи.На фиг 1 изображено предлагаемоеустройство, на фнг. 2 - один из вариантон выполнения узла измерениятемпературы, 20Устройство (фиг. 1) состоит извнутренней 1, наружной 2 и центральной 3 труб, соединенных фланцами 4 и 5Наружная и центральная трубы имеют патрубки б для подвода и от вода охлаждающего агента. Во внутрен- ,ней трубе проложены трубопроноды 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,- тоф, "Замер температуры", ПОтбор.пробы". Термозлектроды выведены че рез фланцы к клеммнику 10 и далеена измерение,.узел измерения температуры фиг.2) содержит корпус 11, огнеупорный высокопористый фильтр 12, сопло 13, що В корпус узла вставлена термопара 1 в защитной трубке 15. Горячий спай термопары установлен вблизи отверстиЬ сопла на расстоянии 1-2 его диаметров,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 экраниронки последней водоохлаждаемой.оболочкой и использования эффектов, имеющих место при околозвуковоМ течении газа, омывающего спай термо- пары.Устройство работает следующим об- ЫУстройство своей рабочей частью через уплотнительную арматуру, уста новленную на фурменном приборе или другом специально оборудованном от- Щ) верстии, вводится в рабочее прост. - ранство печи. Клапаны 9 фиг . 1) из состояния "Закрыто" переводятся в со" стояние "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, Далее гаэ по отводящим трубопроводам 7 ,через клапаны 9 отсасывается вакуумнасосем и выбрасывается через свечу :н 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 14фиг, 2 ) резко охлаждается, как вследствие расширения струи, так и вследстние подмешивания газа, охладившегося в результате теплообмена со стенками корпуса 11 фиг . 2), омыва- емыми охлаждающим агентом. Происходит "закалка" пробы, способстнующая сохранению истинного состава горнового газа.Перед замером измерительные устройства зонда тарируются н колене фурменного прибора по температуре ду;, чья, измеренной с помощью образцовой термопары, или по показаниям стационарной 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 миПрименение устройств для одновре- менного измерения состава и температуры горнового газа в нескольких точках по радиусу фурменных очагов шахт",- ных печей позволяет существенно увеличить объем и достоверность получаемой информации.В сравнении с известными конструМ- циями 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, Понышается также надежность работы устройства целом. Защита отборных отверстий ле- ко сменяемыми пористыми, огнеупорнь 14 и вставками позволяет многократно иск пользовать устройство, так как при этом исключается попадание жидкого чугуна и шлака на измерительные эле. менты.Формула изобретения Зонд для контроля процессов н фурМенных зонах шахтных печей, содержаМУЗЯРиеелбйе у 7 йлакЮвие / У 2 и.г ковскийКорректо оставитель Б ехпед О.Неце Редактор Л. Пов трушкина каэ 845/37 ВНИИПИ по д 113035 МТираж 566сударственного кам изобретений иква ЖРаушсП П ета СС рытий наб,исн 4 5 оектная, 4 атентф, г. Ужгор Филиал ППП ул цИЙ систему труб разного диаметра,вставленных в наружную трубу, трубопроводы отвода проб газа с заборнымиотверстиями, установленными по длиненаружной трубы, патрубки подвода иотвода хладагента, термопары, установленные в заборных отверстиях и защищенные фильтрами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с цельюповышения достоверности и представитель-.ности .информации и обеспечения работоспособности зонда, заборные отверстия снабжены соплами, а защитныефильтры выполнень. в виде сменных керамических блоков из высокогорисгогоогнеупорного материала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Бугаев К.М. и др. Металлургиячугуна. в Тру Донничм, 1969,Р 8,:с. 84-101.2. Авторское свидетельство.,ГА;СРР 325381, кл. С 21 В 7/24, 1978.