Плавильная печь

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(22) Заявлено 28,07,7 1) 1815194/222 1) М 27 В 14/06 27 Р 21/ОО присоединение заявки. асударственный иамитеСапата Мнинстрав СССРпа.делам нзааретенийи аткрытий. СперанскЮ, П, М. Чайкин, А, П, Ляхович, В, М, Эдем и Н. С, Беспалая 1) Заявитель 4) ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧ высокочастотным (СВЧ) антенным устройством, яме.ющим передающие и приемные направленные антек.ны, связанные с СВЧ- генераторЬм, детектором, вы.сотомерным и фазометрическим устройством, при 5 чем в кожухе печи выполнены отверстия для прохож.дения зондирующих волн, .На фиг. 1 представлен вертикальный разрез предложенной печи и антенное устройство; на фиг. 2:вид по стрелке А на фиг, 1- днище печи с отверстия.1 О ми в кожухе / а, б, в, г, д, е - зондируемые зоны футеровки вертикальной стенки; ж, з, и, к, л, м,- зондируемые эоны футеровки подины/; на фиг. 3- блоксхема устройства для коктроля состояния футеров.ки и аварийной сигнализации,1 а В кожухе печи 1 под вертикальной стенкой тигля 2;окруженной индуктором 3, и под зоной подины 4,прилегающей к рабочей ванне, на равных расстояниях по концентрическим окружностям выполняютсяотверстия 5 для прохождения прямой электромагнит.0 ной волны и отверстия 6 для прохождения отражен.ной волны. Под подиной печи устанавливается антенное устройство 7, вращающееся вокруг вертикальной оси симметрии печи. Это устройство состоит из бласти металлургии, в металлов индукционзобретение относится частности к печам для плавкиным и друтими способами.Износ футеровки плавильных печей в ходе эксплуатации может привести к аварии в результате выхода металла через футеровку, что заставляет оборудо.вать печи устройствами для предотвращения выхода металла через футеровку.Известна индукционная плавильная печь, снабжен. ная устройством аварийной сигнализации состояния тигля, включающим сигнальные приспособления; реле, источник питания и датчик, выполненный в виде двух групп электродов, равномерно размещенных между слоями футеровки тигля по всей его окруж.ности и высоте и включенных последовательно в цепь питания катушки контрольного реле.Целью изобретения является повышение безопас.ности работы плавильной печи путем надежного пре.дупреждения аварийных повреждений футеровки и снижение эксплуатационных расходов за счет более полного использования работоспособности футеровки.Для этого предлагаемая плавильная печь снабжена расположенным под кожухом и имеющим возмож.ность врашения вокруг вертикальной оси печи сверх. 25 передающего 8 и приемного 9 волноводов. Волнов ды 8 и 9 через вращающиеся волноводные сочлене513229гражения от внедрившегося металла. Отраженные1радиоимпульсы принимаются приемной антенной ичерез волноводный тракт поступают на детектор. Стоячая волна, образовавшаяся в приемном тракте за1счет облучения поверхности кожуха второй приемной антенной, устраняется вентилями 15,ния 10 связаны соответственно с СВЧ генерато..ром 11 и детектором 12. Волновод 8 через вентиль 13связан с направленными передающими антеннами 14,Волновод 9 через вентили 15 связан с направленцы.ми йриемными антеннами 16. В верхней части стеноктигля под воротником 17 путем добавки в футеро.вочный материал порошка графита образуется поглощающий слой 18, Под этим слоем выше уровнярасплава 19 в футеровку закладывается штырь 20иэ тугоплавкого металла,1 19Детектор через усилитель 21 связан с индикато,.ром 22 и через селекторы 23 и 24 соответственно ссигнализирующимг устройствами 25 и 26. ВыходСВЧ генератора и вход детектора волноводами свя.заны свысотомерным устройством 27, включаемымсигналом с выхода селектора 24, и фазометрическим фустройством 28, которое через усилитель 29 связано .с индикатором 22 и через селектор 30 с сигналиэирующим устройством 31, Антенное устройство и связанные с ним кинематичекн контактные щетки рас.яределительного устройства 32, включающего в опре . ффделенные моменты СВЧ. генератор и усилители, вращаются с помощью привода 33.Прн вращении антенного устройства в момент сов.мещения осей антенн с центрами соответствующихотверстий в кожухе печи распределительное устрой- Яство включает СВЧ. генератор. Одновременно с этимустройством при облучении стенки тигля включаетсяусилитель 21, а при облучении надины - усилитель 29.Таким образом, на выходе усилителя сигнал имеетформу импульсов, близкую к прямоугольной. 39Сверхвысокочастотные колебании через волповодный тракт поступают на передающие антенны. Коле.бания в антенне, не находящейся в данный моментпод отверстием в кожухе, отражаются от металпи.ческой поверхности кожуха, но благодаря вентилю 13в волноводный тракт не полупают. Колебания в дру.той передающей антенне облучают зону футеровки,находящуюся над отверстием 5.При облучении стенки тигля и отсутствии в ее футе., ровке металлических включений основная часть энер . аэгии сверхвысокочастотного поля, проникающая,в футеровку, поглощается слоем 18. На приемную антенну,расположенную под облучаемой зоной, через отверстие 6 воздействует слабое поле, вызванное рассеян.ным отражением от неоднородностей футеровки, не,щровностей боковых поверхностей стенки тигля, .граней витков индуктора,частичным отражением отпоглощающего слоя, а при наличии в конструкциипечи подинной плиты 34-отражением от его границы с футеровкои (это отражение невелико ввиду бпблизости величин комплексной диэлектрическойпроницаемости граничащих материалов) .При постепенном размывании и металлизации сте.нок тигля уровень отраженного сигнала увеличива.ется вследствие концентрации излучаемой энергиив более узком пространстве и увеличения неровнос.тейповерхности тигля, прилегающей к рабочей ванне,При образовании местного прорыва металла в стенкутигля уровень отраженного сигнала при облученииэтой зоны резко возрастает за счет зеркального от., р4Ф Сигналы, поступающие на детектор, преобразуются в видеоимпульсы и после усиления усилителем 21поступают на индикатор, в качестве которого можетбыть использован самопишущий вольтметр или элек.троннолучевая трубка с Линейной или круговойразверткой, и селекторы 23 и 24.Относительно равномерный износ стенок тигляпроявляется в повышении среднего уровня импуль.сов на выходе усилителя. При достижении среднимуровнем импульсов значения, соответствующегоаваоийному состоянию тигля,. на выходе селектора 23появляется сигнал, включающий сигналиэирующееустройство 25,Местный прорыв металлов в ленку тигля прояв.ляется в резком повышении уровня импульса на выходе усилителя 21 при облучении поврежденной зо.ны, причем этот уровень определяется размером от.ражающей поверхности. При достижении уровнемимпульса значения, соответствующего аварийномуразмеру повреждения, на выходе селектора 24 появ.ляется сигнал, включающий сигнализирую; ее устройство 26 и высотомерное устройство, построенноепо одному из принципов радиолокационного измеренияя малых расстояний (частотному или фазовому),с помощью которого определяется вертикальная координата повреждения. Горизонтальное положениеповреждения определяется порядковым номеромаварийного импульса на индикаторе. Для калибровкишкалы высотомерного устройства и определения по.рядкового номера импульсов на индикаторе используется сигнал, отраженньй.от штыря 20, размерыкоторого выбираются такими, чтобы уровень импуль.са от этого сигнала несколько превышал аварийныйуровень равномерногэ износа стенок тигля, но был. бы значительно ниже аварийного уровня местногопрорыва металла в стенку.При облучении футеровки подины электромагнитная волна, отраженная от расплавленного металла,1принимается приемной антенной, причем разностьфаэ колебаний излучаемого и принимаемого сигналов зависит от расстояния, проходимого прямой иотраженной волной в футеровке подины, На выходефазометрического устройства образуется сигнал, при.близительно пропорциональный этой разности. Пос.тоянный фазовый сдвиг, определяемый начальнойдлиной СВЧ. тракта, должен быть предварительноскомпенсирован фазовращателем, входящим в волноводный тракт или фазоизмерктельное устройство,так, чтобы в начале первой плавки в новом тигле сигнал на выходе фазометрического устройства отсутствовал.При размывании футеровки подины или местном. прорыве металла в нее на выходе фазометрическогоустройства появляется сигнал, который на выходепериодически включаемого усилителя 29 имеет вил прямоугольных импульсов. амплитуда которых зависит от глубины проникновения металла в футеровку, При достижении этими импульсами уровня, соот.ветствующего.аварийному состоянию подины на выходе селектора 30, появляется сигнал, включающий сигиализирующее устройство 31, Горизонтальное положение повреждения подины также определяет. , ся порядковым номером аварийнОго импульса на индикаторе.Формула изобретенияПлавильня печь. состоящая из футерованной ем.1 сости для расплавления металла, кожуха и устройства для контроля состояния футеровкн и аварий.ной сигнализации, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности контроля разгара футе.ровки, устройство контроля состояния футеровки и аварийной сигнализации выполнено в виде распо.ложенного под днищем кожуха и имеющего возмож ность вращения вокруг вертикальной оси печи сверх.высокочастотного антенного устройства с направлен.ными передающими и приемными антеннами, связан ными с сверхвысокочастотным генератором, детекфтором, высотомериым и фазометрическнм устрой.,ствами, причем ь днище кожуха печи выполнены отверстия для прохождения зондирующих волн.д