Зонд для измерения параметров жидкого металла

ЮЗ СОВЕТСКИХ ИСТИЧЕСКИ СОЦИАЛРЕСПУ 72169 А 1 19) (11 54 1)5 С ГОСУДАР СТ В Е ННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТ КРЫТИЯМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТВУ АНТОРСКО 21) 4900068/02(71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР72) В.И. Баулин, П.А. Максимов и А.С, Таничев(54) ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА(57) Изобретение позволяет создать принципиальное новое устройство зонда для измерения параметров жидкого металла вконвертере. Предлагаемое устройство снабжено дополнительным третьим патрубком 7и имеет в головке два концентричаских сопла 8, 9, Первый патрубок 5 связан с пространством, образованным центральной 1 средней трубой 3 и через него подается азот. 8 торой патрубок 6 связан с пространством, образованным средней 3 и наружной трубами 4 и через него подается воздух, Через третий патрубок 7 подводится вода, Через фурму продуваются два газовых потока, которые и образуют охлаждак)щие рубашки. Образующаяся на выходе фурмы парогазовая струя при измерении и конвертере защищает головку фурмы от ошлаковывания и настылеобразований. Повышается стойкость зонда, исключаются тяжелые последствия аварий в конвертере, снижается общий вес фурм больше чем в два раза и увеличивается воэможность получения не-скольких измерений по одной плавке. 1 ил 2 табл,5 10 20 ЗО 35 40 50 Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для контроля параметров расплавленного металла в металлургическом агрегате, например, при выплавке стали в конвертере,Известен зонд для измерения параметров жидкого металла, содержащий коаксиально расположенные трубы, образующие водоохлаждаемую рубашку, трубку для вывода проводов датчика, головку с датчиком, патрубки подвода и отвода охлаждающего агента, причем трубы зонда как внутренние, так и наружные, образующие водяную рубашку, выполнены по длине из двух участков с различными сечениями и соединены конической вставкой,Недостатком укаэанного зонда является низкая надежность его работы, обусловленная тем, что при погружении такого зонда в ванну металлургического агрегата и последующим его извлечением происходит ошлаковывание и заметалливание головки зонда, в которой устанавливается многоцелевой сменный блок (датчик). Это снижает стойкость зонда и позволяет производить автоматическую перезарядку только на 60 О,. Кроме того, использование для охлакдения зонда интенсивного потока воды (65 мэ/ч) может привести к развитию серьезных аварий в случае повреждения водоохлаждаемой рубашки зонда в конвертере, Все это снижает эффективность работы металлургическогоагрегата.Известен наиболее близкий по технической сущности и достигаемым результатам зонд для измерения параметра жидкого металла. Головка этого зонда вь 1 полнена плавно сужающейся до диаметра сменного блока, а внутри головки выполнено большое количество радиальных ребер для улучшения теплообмена между охлаждающей водой и медью головки. Этому зонду присущи те же недостатки, что характерны для всех водоохлаждаемых фурм. Это повышенная опасность при аварийных ситуациях в конвертере во время проведения измерений, ошлаковывание или настылеобразование головки фурмьбольшая трудоемкость по изготовлению. ремонту и подготовке к работе.Целью изобретения является повышение эффективности производства стали эа счет повышения надежности работы зонда.Это достигается тем, что зонд для измерения параметров жидкого металла, содержащий коаксиально расположенные трубы, центральная из которых служит для вывода проводов датчика, устанавливаемого в головке посредством контактной трубы, а средняя и наружная трубы обраэукт охлаждаемые рубашки, два патрубка, один из которых соединен с пространством, образованным центральной и средней трубами, а второй соединен с пространством, образованным средней и наружной трубами, дополнительно снабжен третьим патрубком, соединенным с пространством, образованным средней и наружной трубами, а в головке зонда выполнены два концентрических сопла, через которые охлаждающий реагент (азот и паровоздушная смесь) выпускаютсяв атмосферу,На чертеже показано устройство зонда, продольный разрез.Устройство для измерения параметров жидкого металла состоит иэ коаксиально расположенных труб, центральная 1 служит для вывода проводов датчика, устанавливаемого в головке 1 посредством контактной трубы (на схеме не показана), средняя 3 инаружная 4 трубы образуют охлаждаемые рубашки, первый патрубок 5 соединен с пространством, образованным центральной и средней трубами, второй натрубок 6 и третий патрубок 7 соединены с пространством, образованным средней и наружной трубами, в головке зонда выполнены дваконцентрических сопла, первое сопло 8 сообщает пространство, образованное центральной и средней трубами с внешним пространством, а второе сопло 9 сообщает пространство. образованное средней и наружной трубами также с внешним пространством,Устройство работает следующим образом.Перед проведением измерения параметра жидкого металла в головке фурмы 2 в нижней части центральной трубы 1 устанавливают контактную трубу и надевают многоцелевой сменный блок (датчик). Через первый патрубок 5 включается подача азота, а через второй 6 включается подача воздуха. При старте в момент началапогружения зонда в конвертер через третий патрубок 7 вклкчается подача воды и затем зонд погружается в ванну с расплавленнымметаллом для измерений.После измерения зонд выводится из конвертера и в начале отключаетс подача воды, а после снятия датчика отключается подача азота и воздуха на охлаждение измерительной фурмы. Для следующего измерения на контактную трубу надевают новыйдатчик и весь цикл подачи азота, воздуха иводы повторяется.Опытно-промышленное опробование предложенного устройства зонда бь.ло проведено в конвертерном цехе Череповецкого металлургического комбината при выплавкестали в 350 т конвертерах, оснащенных измерительными зондами, Замеры параметров металла выполняли в конце продувки за 1 - 2 мин до прекращения подачи кислорода (на время замера расход кислорода снижа ли до 500 нм/мин). Диаметр труб был подобран таким образом, чтобы исключить падение давления охлаждающих газов в нижней части фурмы и приведен в табл. 1,Диаметр патрубка подачи азота 5 О мм и 10 через него подается азот под давлением 4 бар. Диаметр патрубка для подачи воздуха О мм и через него подается воздух под давлением 4 бар, Диаметр патрубка для воды 10 мм и через него подается вода под 15 давлением 7 бар. Центральная и наружная трубы образуют в головке фурмы два концентрических сопла для выхода газовых потоков в атмосферу, При .производстве измерений параметров жидкого металла в 20 конвертере зондом, подаваемым через патрубки, азот, воздух и вода, создают 2 газовые охлаждающие рубашки. Парогазовая струя, образующаяся в нижней части фурмы, надежно защищает ее от перегрева и не 25 влияет на результаты измерений.Сравнительные результаты существующей водоохлаждаемой фурмы и новой предлагаемой конструкции приведены в табл, 2,В результате проведенных испытаний 30 установлена большая стойкость и надежность нового устройства измерительной фурмы. Кроме того, имеются следующие преимущества перед обычной водоохлаждаемой конструкцией зонда: 35исключается возможность взрыва измерительной фурмы в конвертере при остановке на длительное время;газовый поток, продуваемый через фурму, защищает ее головку от ошлаковывания 40 и настылообразования. а также защищает стык верхней части блока и контактной трубы от попадания шлака и металла внутрь блока, Таким образом обеспечивается 100 О45 автоматическая перезарядка блоков, что позволяет делать по несколько замеров по одной плавке;уменьшился вес Фурмы, что увеличивает срок службы механических частей механизма привода и электрического оборудования;облегчилось техническое обслуживание и уменьшилось время на изготовление, ремонт и установку измерительной фурми.Повышение надежности работы измерительного зонда эа счет повышения его стойкости, исключения тяжелых последствий аварий и воэможность получения гарантированных нескольких измерений на одной плавке позволяет увеличить эффективность работы сталеплавильных агрегатов,Формула изобретения Зонд для измерения параметров жидкого металла, содержащий коаксиально расположенные трубы, в центральной из которых размещены провода датчика, установленного в головке посредством контактной трубы, средняя и наружная трубы образуют охлаждаемые рубашки, два патрубка, один из которых соединен с кольцевым зазором между центральной и средней трубами, а второй соединен с кольцевым зазором между средней и наружной трубами, отл и ч а ющийс я тем, что, с целью повышения эффективности производства стали за счет повышения надежности в работе, зонд снабжен дополнительным патрубком, соединенным с кольцевым зазором между средней и наружной трубами, а в головке зонда выполнены не менее двух концентрических сопел для выпуска в атмосферу охлаждающих реагентов, при этом одно из сопел сообщает кольцевой зазор между центральной и средней трубами с внешним пространством, а второе сообщает кольцевой зазор между средней и наружной трубами с атмосферой,Таблица 11772169 Таблица 2 Составитель В,Красина Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 д 1 Заказ 3815 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С ССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5