Устройство для отбора проб расплава

(51) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 3979432/23-26 (22) 22.11.85 (46) 07.12,87. Бюл.45 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Н. Д. Егоров, В. А. Костров, А. П. Котов, Е. А. Иванов и А. М. Брылин (53) 543,053 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР601595, кл, 6 01 Х /О, 1972.Авторское свидетельство СССР1142755, кл. 6 01 Ы 1/10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ РАСПЛАВА (5) Изобретение относится к технике испытаний, в частности к устройствам для исследования высокотемпературных расплавов в металлургии. Целью изобретения является повышение представительности пробы и повышение надежности работы устройства за счет создания дополнительного прижимного усилия. Устройство (У) для отбора (1 проб расплава содержит пробоотборную емкость 1 с огнеупорным затвором 2, в нижней части соединенную со штоком 3, размещенным в полой штанге 4, установленную с возможностью вертикального перемещения относительно затвора 2, жестко соединенного со штангой 4 при помощи стержней 5, нижние фигурные головки 6 которых размещены во внутренней кольцевой канавке чашки 7 затвора 2, имеющей крышку 8. У снабжено приводом в виде воздушного цилиндра 9 с поршнем 10 и воздухораспределителем 11, при этом цилиндр 9 жестко соединен со штангой, шток 12 поршня 10 соединен со штоком 3 пробоотборной емкости 1, а фигурные головки 6 нижних концов стержней 5 соединены между собой посредством диска 13 в виде единого жесткого опорного узла. Это позволяет увеличить надежность в работе, упростить процесс отборов, уменьшить время пребывания устройства в высокотемпературном расплаве, соответственно увеличить срок служоы устройства. 4 ил.1Изобретение относится к технике испытаний, в частности к устройствам для исследования высокотемпературных расплавов в черной и цветной металлургии.Цель изобретения - повышение представительности пробы и надежности работы устройства за счет дополнительного прижимного усилия.На фиг, 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - опорный узел жесткого соединения нижних фигурных головок стерж ней, вид снизу; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - воздушный цилиндр с поршнем, общий вид.Устройство для отбора проб расплава содержит пробоотборную емкость 1 с огнеупорным затвором 2 в нижней части, соединенную со штоком 3, размещенным в полой штанге 4, и установленную с возможностью вертикального перемещения относительно затвора 2, жестко соединенного со штангой 4 при помощи стержней 5, нижние фигурные головки 6 которых размещены во внутренней кольцевой канавке чашки 7 затвора 2, имеющей крышку 8.Устройство снабжено приводом в виде воздушного цилиндра 9 с поршнем 10 и воздухораспределителем 11, при этом цилиндр 9 жестко соединен со штангой 4, шток 12 поршня 10 - со штоком 3 пробоотборной емкости 1, а фигурные головки 6 нижних концов стержней 5 - между собой посредством стального диска 13 в виде единого жесткого опорного узла.Каждая фигурная головка 6 стержня 5 крепится к стальному диску 13 при помощи винтов 14.Воздушный цилиндр 9 снабжен направляющим патрубком 15, в котором размещен ползун 16, соединенный со штоком 12 поршня 10 и штоком 3 пробоотборной емкости 1. Патрубок 15 соединен со штангой 4 посредством разъемной втулки 17,Поршень 10 выполнен составным и снабжен уплотнительным кольцом 18, размещенным между двумя частями поршня 10.Цилиндр 9 изготавливается из тонкостенной трубы и крепится между двумя крышками 19 и 20 при помощи шпилек 21.Воздухораспределитель 11 содержит корпус со штуцерами, крышку и вал с распределительным диском 22, прижимаемым к корпусу пружиной.Распределительный диск 22.снабжен глухой дуговой соединительной канавкой и че. тырьмя сквозными отверстиями 23, расположенными под углом 60. В корпусе воздухораспределителя 11 предусмотрены четыре канала с выходами на плоскость стыка с распределительным диском 22, из них одно отверстие предназначено для подключения к сети сжатого воздуха, одно отверстие - для открывания выхода в атмосферу, два отверстия - для прямого и обратного хода поршня 10. 2Пробоотборная емкость 1 соединена соштоком 3 посредством промежуточного фланца 24 и жестко соединенного с ним опорного фланца 25. Пробоотборная емкость 1 выполнена в виде двух полуцилиндров, снабженных хомутами 26. Верхние части полуцилиндров пробоотборной емкости 1 закреплены при помощи цилиндра, кольца и болтов к промежуточному фланцу 24.Соединение опорного фланца 25 со што ком 3 выполнено разъемным в виде установленной на штоке 3 втулки 27 с боковым сквозным отверстием, гнезда для захода втулки 27 и стопорного винта 28, предусмотренных на опорном фланце 25.На опорном фланце 25 предусмотреныотверстия, служащие для выхода газов в момент отборов.Затвор 2 соединен со штангой 4 посредством стержней 5, имеющих гайки 29 и защитные втулки 30, и опорного фланца 31.20Соединение опорного фланца 31 со штангой 4 выполнено разъемным в виде установленной на штанге 4 втулки 32 с боковым отверстием гнезда для захода втулки 32 и стопорного винта 33, предусмотренных на 25 опорном фланце 31.Опорный фланец 31 имеет отверстия длясоединения со стержнями 5 и центральноеотверстие для свободного прохода втулки 27,установленной на нижнем конце штока 3.30 Отбор проб расплава из металлургического агрегата предложенным устройствомпроизводят следующим образом.Перед началом исследований выбираютнаиболее подходящую рабочую плошадкудля производства безопсных отборов. От35 имеющейся сети сжатого воздуха при помощи шлангов подводят временную линиюсжатого воздуха непосредственно к выбранной площадке. Путем определения уровняплощадки и других измерений определяют4 оптимальную длину штанги 4 устройства,необходимую для осуществления отборов.Изготавливают штангу 4 со штоком 3длиной, соответствующей условиям исследования, и производят контрольную сборкуустройства.45 От устройства отворачиванием стопорных винтов 28 и 33 отсоединяют его приводсовместно со штангой 4 и штоком 3 и в такомвиде его переносят к выбранной площадке.Переноска устройства в собранном видезатруднена из-за значительной длины штан 50 ги 4,На выбранной рабочей площадке производят окончательную сборку устройстваи его воздухораспределитель 11 подключаютк крану временной линии сжатого воздуха.Проверяют наличие влаги на погружае 55 мых в расплав частях устройства и при необходимости их сушат от влаги, после чегоустройство вертикально устанавливают наплощадке и временно закрепляют к ней.1357751 3Распределительный диск 22 воздухораспределителя 11 устройства устанавливают в положение Открывание затвора, при этом полость цилиндра 9 привода, соответствующая прямому ходу поршня 10, через открытые каналы в воздухораспределителе 11 соединяются с атмосферой, а полость цилиндра, соответствующая обратному ходу поршня 10, соединяется с краном временной линии сжатого воздуха.Открыванием крана подают сжатый воздух на воздухораспределитель 11 устройства, при этом пробоотборная емкость 1 за счет обратного хода поршня 10 привода вертикально поднимается до упора своего опорного фланца 25 об опорный фланец 31 соединения затвора 2 со штангой 4.Устройство вводят в пространство исследуемого агрегата, вертикально погружают в слой расплава на глубину, превышающую общую толщину стали и шлака, и, удерживая устройство на этом уровне, распределительный диск 22 воздухораспределителя 11 устанавливают в положение Закрывание затвора, при этом полость цилиндра 9 привода, соответствующая прямому ходу поршня 10, через открытые каналы в воздухораспределителе 11 соединяются с линией сжатого воздуха, а полость цилиндра, соответствующая обратному ходу поршня 10, соединяется с атмосферой. Пробоотборная емкость за счет прямого хода поршня 10 привода вертикально опускается до упора об затвор 2, надежно отсекая отобранную пробу расплава.Устройство вертикальным подъемом извлекают из расплава и пространства металлургического агрегата, ставят на рабочую площадку и немедленно приступают к очистке зазоров между пробоотборной емкостью 1 и защитными втулками 30 стержней 5 затвора 2, а также хомутов 26 от остатков расплава, так как они легко удаляются только в горячем состоянии.После очистки устройства от остатков расплава закрывают кран временной линии сжатого воздуха, отсоединяют от него шланг подводящий воздух к воздухораспределителю 11.От устройства отсоединяют его привод совместно со штангой 4 и штоком 3 следующим образом. Снимают отверткой стопорный винт 28 крепления штока 3 к опорному фланцу 25 подвески пробоотборной емкости 1, отворачивают стопорный винт 33 крепления штанги 4 до выхода его из отверстия втулки 32 штанги, и освободившийся шток 3 и штангу 4 вертикальным подъемом отделяют от устройства.Для исключения возможности смещения пробоотборной емкости 1 относительно затвора 2 момент отделения штанги 4 со штоком 3 закрытое положение затвора временно фиксируют специальной вилкой. 4Закрытое положение затвора 2 фиксируют специальным коротким штоком, вилку снимают и устройство переносят в удобное место для дальнейшего охлаждения,После полного охлаждения устройства определяют общую высоту пробы в пробоотборной емкостиследующим образом.Снимают гайки 29 и отсоединяют опорный фланец 31 от стержней 5 затвора 2, отворачивают болты и снимают опорный фланец 25 пробоотборной емкости 1. При помощи линейки и специального штока, имеющего широкую шайбу на одном конце, путем его ввода сверху в пространство пробоотборной емкости 1 определяют общую высоту пробы.Пробоотборную емкость 1 вертикальным подъемом снимают с затвора 2, и поворотом на 180 вытряхивают из нее графитовую часть пробы с корольками металла и шлака в отдельную емкость для дальнейшей разделки.Основную часть пробы извлекают из пространства пробоотборной емкости 1 путем ее дополнительной разборки.Снимают самый нижний хомут 26, ослабляют болты крепления остальных хомутов 26 и пробу выталкивают из пробоотборной емкости 1.Пробу разделяют по слоям на отдельные фазы и производят измерения высоты слоев каждой фазы.Все частные пробы разделяют на отдельные компоненты, взвешивают и разделывают для определения изменения физико-химических свойств по высоте на границе металл - шлак.Для следующих замеров устройство снова собирают и отборы производят аналогично.Достоинством устройства являются надежность в работе, простота процесса отборов, его минимальное время пребывания в расплаве, соответственно более лучшая стойкость, а также пригодность для производства отборов в различных металлургических агрегатах.Благодаря дистанционному управлению приводом и его быстродействию время пребывания устройства в высокотемпературном расплаве составляет лишь несколько секунд, что весьма благоприятно отражается на его сроке службы.Применение устройства для контроля работы миксеровозов и исследования влияния различных факторов на физико-химические свойства расплава на границе металл- шлак в миксеровозах позволяет выбрать оптимальный режим эксплуатации миксеровозов, обеспечивающий их стойкость и стабильное качество чугуна, заливаемого в кислородный конвертер.Формула изобретенияУстройство для отбора проб расплава, содержащее пробоотборную емкость с огнеупорным затвором в нижней части, соединен 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 551357755ную со штоком, размещенным в полой штанге, и установленную с возможностью вертикального перемещения относительно затвора, жестко соединенного со штангой при помощи стержней, нижние фигурные головки которых размещены в чашке затвора, имею щей крышку и привод, отличающееся тем, что, с целью повышения представительности пробы и надежности работы устройства за 6счет создания дополнительного прижимного усилия, привод выполнен в виде воздушного цилиндра с поршнем, штоком и воздухораспределителем, при этом цилиндр жестко соединен со штангой, шток поршня соединен со штоком пробоотборной емкости, а затвор снабжен диском, размещенным между чашкой и крышкой, а нижние концы стержней жестко размещены в диске.Редактор В. ДанкоЗаказ 5503/39ВНИИПИ Государственного к113035, МоскваПроизводственно-полиграфич Составитель Л, НечипоренкоТехред И. Верес Корректор А. ТяскоТираж 776 Подписноемитета СССР по делам изобретений и открытийЖ - 35, Раушская наб., д. 4/5ское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4