Устройство для измерения теплового состояния поверхности горячего металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСГ 1 УБЛИК 699 15)5 ЕЛ ЬСТВ ивке металла, и измерения ости теплооб- парителятепо содержит размещенную ель тепловой по меньшей ной термопаено дополниновленным у, и средстважду тепловойНепосредстей поверхнозоре между ожухом устаородка из неа которой на енсации тепеньшей мере Оя к области теплогии преимущестУстроиство для измерения тепл состояния поверхности горячего мет состоит из теплоприемника 1 с дифф циальной термопарой 2, тепловой тру коаксиально установленного на тепл , трубе защитного кожуха 4 и дополнител го кожуха 5. Между защитным кожух тепловой трубой размещена непрон мая для прохода газа перегородка 6 и теплопроводного материала. Устрой снабжено средствами 7 для подвода г по меньшей мере одним отверстием 8, диняющим полости защитного и допо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Вологодский политехнический институт и Бандшталькомбинат "Герман Матерн". Айзенхюттенкомбинат Ост(56) Самойлович Ю,А., Крулевецкий С.А., Горячнов В,А., Кабаков З,К, Тепловые процессы при непрерывном литье стали, - М.: Металлургия, 1982.Авторское свидетельство СССР М 800692, кл. О 01 К 7/02, 1981.Авторское свидетельство СССР М 1204970, кл. О 01 М 13/06, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ГОРЯЧЕГО МЕТАЛЛА(57) Изобретение относитсвых измерений в металлур Изобретение относится к тепловым измерениям в металлургии преимущественно при непрерывной разливке металла.Целью изобретения является снижение погрешности измерения за счет повышения стабильности теплообмена в зонах конденсации и испарителя тепловой трубы,На фиг.1 изображено устройство для измерения теплового состояния поверхности горячего металла, продольное сечение; на фиг.2. - схема установки насадка на защитном кожухе; на фиг.3 - теплоприемник, сечение. О 11/16, 0 01 й 13/О венно при непрерывной разл Цель - снижение погрешност за счет повышения стабильн мена в зонах конденсации и ис ловой трубы, Устройств тепловую трубу, коаксиально в защитном кожухе, испарит трубы с размещенной в нем мере одной дифференциаль рой. Устройство также снабж тельным кожухом, уста коаксиально защитному кожух ми подачи газа в зазоры ме трубой и защитным кожухом. венно за тепловоспринимающ стью теплоприемника в за тепловой трубой и защитным к новлена непроницаемая перег теплопроводного материала, з защитном кожухе в зоне конд ловой трубы выполнено по м одно отверстие. 2 з,п. ф-лы, 3 и ового алла еренбы 3, овой ьноом и ицаез не- ство аза и сое- лни 1699705тельного кожуха, Тепловая труба фиксируется внутри защитного кожуха с помощью винтов9. На защитном кожухе (фиг,2) установленнасадок 10 в виде усеченного конуса, внутрикоторого размещен теплоприемник 1, а тепловоспринимающая поверхность последнегорасположена на расстоянии и 0,2 - 0,5 диаметра б теплоприемника 1 от плоскости основания насадка (фиг,З),При расстоянии более 0,5 уменьшается 10визируемая площадь поверхности нагретогометалла вследствие экранирования ее краями насадка, При расстоянии менее 0,2 диаметра теплоприемника 1 увеличиваетсявероятность попадания охлаждающей жидкости из распыливающих сопел МНЛЗ натепловосприиимающую поверхность теплоприемника 1,Теплоприемник 1 выполнен в виде параллельных пластин 11 и 12, соединенных 20между собой стержнем 13. Во внутреннююполость тепловой трубы заливают рабочуюжидкость 14 (воду, спирт, ацетон).Устройство работает следующим образом. 25Измеритель теплового состояния предварительно градуируется относительно температуры поверхности металла илилучистого теплового потока на стенде либонепосредственно на измеряемом обьекте. В 30качестве средства метрологического обеспечения используется образцовый пираметр полного излучения измеренияТЗРАили образцовые платиновые термопары, монтируемые в разогреваемом 35прямым пропусканием электрического токаобразце.Отградуированное устройство устанавливают над обьектом измерений, размещаятепловоспрнимающую поверхность теплоприемника на расстоянии (2 - 70),10 з м отповерхности металла с соответствующейкорректировкой градуировочного коэффициента.Лучистый тепловой поток ц от нагретого металла поступает к тепловоспринимающей поверхности теплоприемника 1. Теплавой поток фиксируется дифференциальной термопарой 2 и может быть определен исходя из зависимостиц = 3 с (о - т 2) =д т,где К - градуировочный коэффициент устройства;11 - температура, фиксируемая горячим сдаем дифференциал ьной термопары у тепловоспринимающей поверхности тепло- приемника;т 2 - температура, фиксируемая холодным спаем термопары у испарителя тепловой трубы; д т - перепад температур, фиксируемый дифференциальной термопарой.Причем при высоких температурах поверхности металла, характерных для непрерывной разливки, основной является лучистая передача тепла, поэтому температура излучающей поверхности Т определяется какТ =к ФДт,где 1 - градуировочный коэффициент устрой 1ства, учитывающий излучательные характеристики металла и тепловоспринимающей поверхности теплопроводящего элемента и расстояние между ними.Стабилизация температуры холодного спая дифференциальной термопары, размещенной у испарителя тепловой трубы 3 (теплоотдающей поверхности теплоприемника), обеспечивается процессом испарения жидкости-теплоносителя 14 в тепловой трубе. Конденсация испаряемого теплоносителя в тепловой трубе происходит за счет циркуляции газа (воздуха. азота, аргона) в зазоре между тепловой трубой и защитным кожухом 4, Наличие перегородки 6 из нетеплопроводного материала, установленной в зазоре между защитным кожухом и тепловой трубой, исключает прямой обдув газом и передачу внешних тепловых воздействий со стороны защитного кожуха на теплоприемник, что повышает стабильность работы измерителя. Циркуляция газа в зазоре между дополнительным и защитным кожухами создает диатермическую газовую завесу, позволяет избежать нагрева защитного кожуха в процессе работы устройства и, как следствие, искажения его градуировочных характеристик из-за изменения температуры газа, охлаждающего конденсатор тепловой трубы.При установке устройства в зоне работающих сопел охлаждения оборудования защитный кожух оснащают насадкам 10 в виде усеченного конуса, полость которого связана каналом со средствами 7 подвода газа, Тепловоспринимающую поверхность теплоприемника размещают на расстоянии, равном 0,2 - 0,5 диаметра теплоприемника, от плоскости основания насадка (фиг.З), При этом обеспечивается надежное экранирование тепловоспринимающей поверхности теплоприемника от попадания на нее ох-, лаждающей оборудование жидкости, Конфигурация насадка обеспечивает движение газа в его полости без прямого обдува тепловоспринимающей поверхности теплоприемника,Для повышения мощности выходного сигнала на тепловую трубу устанавливают1699705 иг,7 теплоприемник, состоящий из двух параллель:ыхпластин 11 и 12, связанных между собой стержнем 13. При атом увеличиваются термическое сопротивление тепловому потоку при передаче его от тепловосприни мающей к теплоотдающей поверхности теплоприемника и мощность снимаемого с дифференциальной термопары сигнала.Применение устройства в системе управления тепловым режимом разливки по зволяет повысить выход годного металла, снизить количество трещин на отливаемых слитках.Формула изобретения1. Устройство для измерения теплового 15 состояния поверхности горячего металла, преимущественно слитка в машине непрерывного литья заготовок. содержащее тепловую трубу, коаксиально размещенную в защитном кожухе, испаритель тепловой тру бы, выполненный в виде теплоприемника с размещенной в нем по меньшей мере одной дифференциальной термопарой, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью снижения погрешности измерения за счет повышения 25 стабильности теплообмена в зонах конденсации и испарителя тепловой трубы, оно снабжено дополнительным кожухом, установленным коаксиально защитному кожуху, и средствами подачи газа в зазоры между 30 тепловой трубой и защитным кожухом и между защитным и дополнительным кожухом, причем зэ тепловоспринимающей поверхностью теплоприемника, в зазоре между тепловой трубой и защитным кожухом установлена непроницаемая для гэзэ перегородка из нетеплопроводнаго материала, за которой на защитном кожухе в зоне конденсации тепловой трубы выполнено по меньшей мере одно отверстие.2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что тепловосп ринимающий элемент размещен в насадке, установленном на защитном кожухе и выполненном в виде усеченного конуса, основание которого параллельно тепловоспринимающей поверхности теплоприемника, причем полость насадка соединена каналом со средствами подвода газа, а телловоспринимающая поверхность теплоприемника расположена на оасстоянии 0,2 - 0,5 диаметра теплоприемника от плоскости основания насадка. 3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что теплоприемник выполнен в виде параллельных пластин из теплопроводного материала, соединенных между собой по меньшей мере одним стержнем, выполненным из теплопроводного материала,1699705 оставитель А.Абросимохред М.Моргентал едактор О,Юрковецкая Те Коррек ороль аказ 4426 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобреениям и;ткрытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4 И одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагар Пр