Устройство для измерения темпера-туры металла b kohbeptepe

(45) Дата опубликования описания 07,04.81 1) М 1 С 5/30 01 К 1/07осударстеенный комитет СССР о делам изобретений и открытий, Гончаров, С. М. Сердюк, Г. В. Трунов, А.В, Д. Колесник и Б. А. Першиковевский институт автоматики имени ХХЧ съез 71) Заявит 54) УСТ РО Й СТВО ДЛЯ И ЗМЕРЕ Н ИЯ Т МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ ПЕРАТУРЪ 1Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкциям устройств для измерения температуры жидкого металла, и может быть использовано для контроля температуры в процессе конвертерной плавки.Известно устройство, замеряющее температуру ванны металла в процессе зондирования ее сверху через горловину конвертера 1. В силу того, что в процессе измерения чувствительные элементы этих устройств попадают в наиболее высокотемпературную и химически агрессивную часть ванны металла, срок их службы очень ограничен, вследствие чего возможен лишь дискретный, периодический контроль температуры, не дающий достаточно полной информации о ходе плавки. Кроме того, указанные устройства требуют, как правило, применения громоздких, сложных и дорогостоящих приводов, вес которых нередко измеряется десятками тонн.Известно также устройство, монтируемое в менее агрессивных зонах ванны металла, например в футеровке конвертера ниже уровня расплава, и обладающее более продолжительным сроком службы, что позволяет в течение нескольких плавок вести непрерывный контроль температуры. Такое устройство содержит установленную в кирпиче футеровки втулку из огнеупорногоматериала, в которую ввинчен сменный наконечник с термопарой, входящей в гнездовтулки 2.К недостаткам описанного устройстваследует отнести невысокую точность измерения, обусловленную тем, что термопаране контактирует непосредственно с ваннойметалла, а замеряет температуру торцевой10 стенки втулки, зависящую в большой мереот слоя шлака неконтролируемой толщины,налипшего на футеровку в зоне установкиустройства,Кроме того, при прогаре торцевой стен 15 ки втулки неизбежно попадание жидкогошлака и металла в полость устройства ивыход последнего из строя с невозможностью замены,Указанные недостатки частично устранены в устройстве для измерения температуры жидкого металла, содержащем установленную в канале кирпича футеровки втулку из огнеупорного материала, имеющуюцилиндрический участок уменьшенного диаметра в виде проточки, заполненной уплотнительной терморасширяющейся массой, иразмещенную во втулке термопару, конецзащитного чехла которой выступает за огневую поверхность футеровки и контакти 30 рует непосредственно с металлом 3.5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 ао 65 При постановке устройства в канал кирпича футеровки терморасширяющаяся масса увеличивается в объеме и плотно закрывает зазор между втулкой и кирпичом. Однако вследствие того, что участок уменьшенного диаметра, на который нанесена уплотняющая масса, удален от огневого торца втулки, в оставшейся между кирпичом и концом втулки торцовый зазор проникает металл, который, затвердевая, прочно связывает втулку и кирпич футеровки,При выходе после нескольких плавок из строя термопары, это в значительной мере затрудняет замену устройства, которое лишь с большим трудом удается выбить внутрь конвертера. При налипании на футеровку слоя шлака значительной толщины, который играет роль теплоизолятора, металл в зазоре может полностью затвердеть и демонтаж устройства становится невозможным. Кроме того, следует подчеркнуть, что устройство подлежит замене лишь в перерыве между плавками, когда металл из конвертера спущен и футеровка с налипшим шлаком быстро охлаждается.Все вышесказанное нередко приводит к невозможности заменить вышедшее из строя устроиство, что в свою очередь препятствует в дальнейшем осуществлению непрерывного контроля за ходом плавок вплоть до остановки конвертера для ремонта футеровки, в ходе которого можно установить новый кирпич с каналом для монтажа устройства,Отсутствие непрерывного контроля ведет к нарушению оптимального режима плавок и отрицательно сказывается на производительности конвертера и качестве выпускаемого металла,Цель изобретения - повышение надежности контроля температуры на протяжении всего межремонтного периода работы конвертера за счет обеспечения оперативной многократной замены устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения температуры металла в конвертере, содержащем установленную в канале футеровки конвертера втулку из огнеупорного материала, имеющую цилиндрический участок уменьшенного диаметра, на который нанесена уплотнительная терморасширяющаяся масса, участок уменьшенного диаметра примыкает к контактирующему с металлом торцу втулки и образует кольцевой уступ, стенка которого ориентирована по отношению к продольной оси втулки под углом 70 в 1, предпочтительно - 90.Наличие указанного кольцевого выступа способствует, при смене устройства, выбиванию затекшего в образующийся зазор металла и спекшейся уплотнительной массы, что во многом облегчает заменуустройства, позволяет исключить случаи заклинивания его в канале футеровки и обеспечивает тем самым возможность ведения постоянного бесперебойного контроля температуры в ходе плавок.На чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство содержит втулку 1, изготовленную из огнеупорного материала, например прессованного и спеченного порошка. Втулка 1 помещена в канале кирпича футеровки 2, Через втулку 1 проходит чехол термопары 3, рабочий конец которого выступает за огневую поверхность футеровки на 25 - 30 мм.Конец втулки 1, обращенный к металлу, выполнен в.виде цилиндрического участка уменьшенного диаметра, причем переход имеет форму кольцевого уступа.Стенка уступа ориентирована, как уже указывалось, по отношению к продольной оси втулки под углом 70 - 110, предпочтительно 90. Угол наклона стенки выбран в таких пределах, чтобы образованный уступ имел, с одной стороны, достаточную прочность кромки (уменьшающуюся при уменьшении угла), а с другой стороны - не способствовал бы, при своем продвижении вперед, расклиниванию уплотнительной массы и затекшего в зазор металла, Оптимальным с точки зрения изложенных требований является выполнение уступа под углом 90, Разность диаметров втулки и уменьшенного участка составляет 4 - 10 мм, предпочтительно 6 мм. Длина участка уменьшенного диаметра может составлять от 30 до 50 мм, предпочтительно 40 мм. На участок уменьшенного диаметра нанесена уплотнительная огнеупорная терморасши. ряющаяся масса 4 на основе интрада бора (15 - 25%), алюмофосфатной связки (10 - 20% ) и электрокорундового порошка (остальное).На поверхности терморасширяющейся массы предусмотрен слой неспекаемого материала, например графитового порошка (на чертеже не показан).Длина участка уменьшенного диаметра и разность диаметров выбираются исходя из того, чтобы, с одной стороны, обеспечить наличие в зазоре уплотняющей массы при частичном вымывании последней в процессе плавок, а с другой стороны, предотвратить полное затвердевание затекшего в образовавшуюся полость металла, который затвердевает тем быстрее, чем уже зазор между втулкой и кирпичом футеровки.При установке устройства втулку с нанесенной массой вводят в канал кирпича футеровки таким образом, что ее передний торец устанавливается в плоскости огневой поверхности кирпича. По мере прогрева уплотнительная масса расширяется, спекается и образует плотное уплотнительное кольцо, частично выступающее над плоскостью футеровки. Термопару, заключенную во втулке, подключают к регулирующемуприбору (на чертеже не показан) и 8 дальнейшем ведут измерение и контроль температуры известным образом,При необходимости замены устройства,что имеет место при выходе из строя (сгорании) защитного наконечника термопары,последнюю извлекают из канала кирпичафутеровки, после чего втулку вместе с вышедшим из строя наконечником термопарывыбивают внутрь конвертера и заменяют 10новой,Следует подчеркнуть, что уплотнительная масса в процессе плавок может быть,как уже указывалось, частично размыта ив образовавшийся зазор может проникнуть металл. Тем не менее выбивание втулки не представляет затруднений, так какпри смещении втулки вперед кольцевой уступ на ее поверхности оказывает давлениена проникший в зазор металл, выдавливая 0его подобно поршню, после чего остальнаячасть втулки без труда проходит в освободившееся отверстие.При выбивании же втулки в устройствепрототипе, гладкая цилиндрическая стенкавтулки неспособна вытолкнуть проникшийв зазор металл, вследствие чего продвижение втулки требует преодоления сил трения между металлом и втулкой по всейдлине последней. При этом, как уже указы- ЗОвалось, втулка продвигается медленно и струдом, металл успевает полностью затвердеть и продвижение втулки становится невозможным.В предлагаемом же устройстве смещение З 5втулки на несколько миллиметров, что происходит уже при первом ударе, ведет квыталкиванию не успевшего затвердеть металла и дальнейшему беспрепятственномувыходу втулки. 40Выбиванию проникшего в зазор металласпособствует также большая (до 3 мм)ширина зазора, благодаря чему металл затвердевает в меньшей степени и сохраняетк моменту выбивания втулки пластичность. 45 6Таким образом, указанная форма выполнения втулки, участок уменьшенного диаметра которой примыкает к торцу и образует прямоугольный кольцевой уступ, обеспечивает возможность оперативной и многократной замены устройства на протяжении всего межремонтного периода работы конвертера, что, в свою очередь, обеспечивает ведение постоянного бесперебойного контроля температуры в течение всего указанного периода, повышая тем самым производительность конвертера и способствуя улучшению качества металла. Формула изобретенияУстройство для измерения температуры металла в конвертере, содержащее установленную в канале футеровки конвертера втулку из огнеупорного материала, имеющую цилиндрический участок уменьшенного диаметра, на который нанесена уплотнительная терморасширяющаяся масса, и размещенную во втулке термопару, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля температуры путем обеспечения оперативной многократной замены устройства, участок уменьшенного диаметра примыкает к контактирующему с металлом торцу втулки и образует кольцевой уступ, стенка которого ориентирована по отношению к продольной оси втулки под углом 70 - 110.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР352941, кл. С 21 С 5/30, 1970.2, Патент США3473968, кл. 136 в 2, 1972.3. Материалы республиканского семинара Непрерывное измерение температуры в сталеплавильных агрегатах. Киев, Изд. украинского научно-исследовательского института научно-технической информации, 1966, с. 11 - 13 (прототип).Составитель А. АбросимовТехред И. Заболотнова Корректор А Галахова Редактор С. Титова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 639/9 Изд273 Тираж 634 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открь, " 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5