Термозонд для сталеплавильных печей
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
НИЯ ИЗО Яйлу ццр Юю-т ",БР т,.И митет Российской Федерации патентам и товарным знакам ОПИСАН(4 В) 15.10.93 Бюп Йа 37-38Рб) Занцев Владимир Константинович; Гусев Впадимир Иванович(64) ТЕРМОЗОНД ДЛЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ(67) Сущность изобретения: термозонд состоит из цеиндрического огнеупорного блока выполненного из теппоизопяционного слоя и термостойкого пощзытия из плотного огнеупора с наружным защитным чехлом, например, из жаропрочного металла, термопару держателя, в котором расположены зпектроды термопары, связывающие ее с регистриРукаАим прибором Причем цилиндрический огнеупорный блок выполнен диаметром О й 400 гдеэ в Ш п 1 2 П 00871 С 1 (51) 5 В 22 Р 2 00 001 К 7 02 О - диаметр электродов термопары Наружный эзащитный чехол закреплен на нижней части блока, а высота чехла выбирается в пределах и=/0.5-2/, О где О - диаметр чехла. Горячий4 тспай термопары размещен в толще термостойкого покрытия на боковой цилиндрической поверхности блока на расстоянии Ь 100 от верхней части заэщитного чехла. Толщина термостойкого покрытия составляет о-/19-100/О, а электроды термопарыэвыведены по изотермической поверхности, расположенной перпендикулярно оси блока. Длина электродов, находящихся в изотермической плоскости 8, составляет0.5 ПО . 2 ип.ээИзобретение относится к металлургии и может быть использовано для контроля температуры в плавильных печах, ковшах и других агрегатах с жидкими металлическими расплавами, а также в установках непрерывной разливки.Известен термозонд для сталеплавильных печей, содержащий термопару, горячий спай которой защищен гаэонепроницаемым трехслойным наконечником, состоящим из наружного, стойкого против воздействия жидкой стали чехла иэ борида циркония, внутреннего газонепроницаемого слоя из окиси алюминия и расположенного между ними слоя, состоящего из порошка отожженной окиси алюминия.Основным недостатком такого устройства является невысокая точность получаемых результатов, обусловленная тем, что измеряют непосредственно не температуру жидкого металла, в который помещают термоэонд, а температуру порошка окиси ал,эминия (или газовой среды в этом слое). Кроме этого известное устройство обладает значительной инерционностью измерений (вследствие постепенного прогрева слоев наконечника), что увеличивает время нахождения термозонда в жидком металле для формирования установившихся показаний и, как следствие, снижение ресурса термоэонда, надежности его работы.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является термозонд для сталеплавильных печей, содержащий цилиндрический огнеупорный блок, выполненный из теплоизоляционного слоя и термостойкого покрытия из плотного огнеупора, например, керамики, с наружным защитным чехлом, например, из жаропрочного металла, термопару, а также держатель блока, выполненный в виде трубки, в которой расположены электроды термопары, связывающие ее с регистрирующим прибором.Основным недостатком такого устройства является невысокая точность получаемых результатов, обусловленная тем, что измеряют непосредственно не температуру жидкого металла, в который помещают термозонд, а температуру материала теплоизоляционного слоя, в котором расположен горячий спай термопары (в данном случае мелкодисперный порошок тугоплавкого окисла А 20 з) или газовой среды в этом слое,Кроме этого, вследствии необходимости постепенного прогрева огнеупорного блока от тепловоспринимающей поверхности защитного чехла до места в теплоизоляцион ом слое, где размещен горячий спай 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 термопары, известное устройство обладает значительной инерционностью измерений (согласно материалам описания а.с, М 933203, В 22 0 11/10, 1982 г. время прогрева составляет ф 20 сек). Таким образом, значительное время нахождения термозонда в жидком металле, потребное для формирования установившихся показаний, ведет к снижению срока службы термозонда, надежности его работы,Целью изобретения является снижение инерционности измерений, повышение их точности и срока службы термозонда.Указанная цель достигается тем. что а термозонде для сталеплавильных печей, содержащем цилиндрический огнеу, орный блок, выполненный из теплоизоляционного слоя и термостойкого покрытия из плотного огнеупора, например, керамики, с наружным защитным чехлом, например, из жаропрочного металла, термопару, а также держатель блока, выполненный в виде трубки, в которой расположены электроды термопары, связывающие ее с регистрирующим прибором, цилиндрический огнеупорный блок выполнен диаметром Оь 400 э,где Оэ - диаметр электродов термопары, наружный защитный чехол закреплен на нижней части блока, причем высота чехла й находится в пределах Ь = (0,5-2)ОЧ,где Оч - диаметр чехла,горячий спай термопары размещен в толще термостойкого покрытия на боковой цилиндрической поверхности блока на расстянии 1100 э от верхней части защитного чехла, причем толщина д термостойкого покрытия составляет д = (1,9 - 100)Оэ, а электроды термопары выведены по изотермической поверхности, расположенной перпендикулярно оси блока, причем длина электродов, находящихся в изотермической поверхности составляет Ь0,5 л Об.Благодаря тому, что в термозонде цилиндрический огнеупорный блок выполнен диаметром Оь 400 э,где Оэ - диаметр электродов термопары, наружный защитный чехол закреплен на нижней части блока, причем высота чехла и находится в пределах и = (0,5 - 2)О где Оч - диаметр чехла,горячий спай термопары размещен в толще термостойкого покрытия на боковой цилиндрической поверхности блока на расстоянии100 э от верхней части защитного чехла, причем толщина д термостойкого покрытия составляет д = (1,9 - 1 ОЛ)Г)э, а электроды термопары вьледены по иэотермической поверхнрасппложен 20008745 50 55 ной перпендикулярно оси блока, причем длина электродов, находящихся в иэотермической поверхности, составляет 10,5 л О, становится возможным устранить методические погрешчости, сопутствующие известному устройству термоэонда, повышается точность получаемых результатов. Одновременно, поскольку горячий спай термопары расположен в тонком термостойком наружном покрытии, контактирующим непосредственно с исследуемой средой, снижается инерционность измерений. а, следовательно, снижается время нахождения термозонда в исследуемой среде, необходимое дя формирования установившихся показаний, повышается ресурс работы термозонда, надежность его работы.На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого темозонда; на фиг. 2 - вывод электродов 6 термопары 4 по изотермической поверхности,Термозонд содержит цилиндрический огнеупорный блок. выполненный из тепло- изоляционного слоя 1, термостойкого покрытия 2 из плотного огнеупора, например, керамики с наружным защитным чехлом 3. Термозонд содержит также термопару 4, держатель 5 блока, выполненный в виде трубки, в которой расположены электроды 6 термопары 4, связывающие ее с регистрирующим прибором 7,Электроды 6 термопары 4 выведены по изотермической поверхности 8, расположенной перпендикулярно оси блока.Цилиндрический огнеупорный блок выполнен диаметром Од400 э, где Оз - диаметр электродов б термопары 4. Это условие обеспечивает высокую эффективность теплоизоляции термопары 4. хорошие прочностные качества термозонда и технологические параметры его-изготовления. Наружный защитный чехол 3 предназначен для защиты . тонкого термостойкого покрытия 2 от разрушения при воздействии механических нагрузок, возникающих при вводе термозонда в расплавленный металл (например, для прохождения слоя шлака). В этих условиях необходимо защитить прежде всего торцевую поверхность блока, поэтому высота чехла й может не превышать значения й = (0,5 - 2)Оч, где 04 - диаметр чехла 3, Дальнейшее увеличения й ведет к увеличению инерционности термозонда изэа повышенной интенсивности теплоотвода от термопары 4, Интесивность такого теплоотвода можно уменьшить до значения, практически не влияющего на повышение инерционности измерений, путем установ 5 10 15 20 25 30 35 40 ки термопары 4 на определенном расстоя.нии 1 от верхней части защитного чехла 3.Величиназависит от значения коэффициента теплопроводности Я материала термостойкого покрытия 2. Как показалирезультаты отработки конс;оукции термозонда, для диапазона А прак 1 чески всехпромышленных огнеупоров достэточнообеспечить выполнение условия100что и отражено в формуле изобретения.С целью сведения к минимуму инерционности измерений, возникакнцей за счетпоследовательного распространения тепловых потоков от находящихся в контакте срасплавленным металлом поверхностейтермозонда, горячий спай термопары 4 размещен непосредственно в толще термостойкого покрытия 2 на боковойцилиндрической поверхности блока (в месте, где появляется низкая интенсивностьмеханических нагрузок при вводе термозонда в установленный металл), Исходя из условий обеспечения минимальнойинерционности измерений, высоких прочностных характеристик покрытия и технологических параметров его изготовления сучетом свойств плотных промышленных огнеупоров на основании результатов отработки конструкции термозонда выбрандиапазон толщин покрытия 6= (1,9 - 100)Оэ,Инерционность термозонда определяется также интенсивностыд теплоотвода поэлектродам 6 термопары 4, С целью сведения к минимуму интенсивности такого теплоотвода электроды 6 термопары 4выведены по иэотермической поверхности8, которая располагается перпендикулярнооси термозонда. Причем, как показали результаты расчетов и отработки конструкциитермозонда, длина электродов б, находящихся в изотермической поверхности, должна составлять не менее Ь0,5 л Оз.Техническая реализация предлагаемогоустройства поясняется конкретным примером,Из легковесного ниэкоплотного материала на основе волокон 3102 с диаметромволокон 1-10 мкм и длиной 100-1000 мкм(коэффициент теплопроводности такого материала не превышает величины А0,1Вт/м К) изготовлен термои зол я ц и он н ы йслой 1 в форме цилиндра с О = 25 мм,После подготовки боковой и торцевойповерхностей слой 1 на них наносят грунтовый слой толщиной(1 - 3) х 10 м одинаковый-4по коэффициентутермического расширенияс материалом теплоиэоляционного слоя ,На расстоянии- 35 мм от торцевойповерхности слоя 1 производят укладку гер2000871 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 мопары 4, свободные концы которой выводят по изотермической поверхности 8, которая расположена перпеникулярно оси термозонда. Длина э электродов 6 термопары 4, находящихся в изотермической плоскости 8, составлят э 42 мм, В качестве термопары использовалась платина-платинородиевая термопара с диаметром электродов равным 1 10 м. После чего проводят сушку на воздухе в течение 1800 с, выравнивают поверхность теплоизоляционного слоя 1 кварцевым валиком с шероховатостью поверхности соответствующей 7 классу чистоты, а затем проводят сушку при температуры 400 К в течение 1000 с. После этого обжигают при температуре 1500 К в течении 1500 с и охлаждают до комнатной температуры. Далее наносят глазурный слой толщиной 2 10м, содержащий 15 боросиликатного стекла, 756 кварцевого стекла и 10 зачерняющей добавки, прово- .дят сушку при комнатной температуре в течение 2000 с и обжиг при температуре 1500 К в течение 1500 с, После чего охлаждают до комнатной температуры Таким образом изготавливают тепло- изоляционный слой 1 и термосойкое покрытие 2 с термопарой 4, расположенной в толще термостойкого покрытия 2 на боковой цилиндрической поверхности блока.Из силицированного графика изготавливают наружный защитный чехол 3 с Ь = Оч = 30 мм, который закрепляют на нижней части блока. Расстояниеот верхней части защитного чехла 3 до термопары в этом случае составило= 5 мм.Цилиндрический огнеупорный блок закрепили на держателе 5, выполненном в виде трубки, в которой расположены электФормула изобретения ТЕРМОЗОНД ДЛЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ, содержащий цилиндрический огнеупорный блок, выполненный из теплоизоляционного слоя и термостойкого покрытия с наружным -защитным чехлом, термопару, держатель блока, выполненный в виде трубки, в которой расположены электроды термопары, отличающийся тем. что диаметр цилиндрического огнеупорного блока СОСтаВЛЯЕт Об40 Оэ, НаРУжНЫй ЗаЩИтный чехол закреплен на нижней части блока, а его высота выбирается в пределах (0,5 . 2) Оч, горячий спай термопары размещен в толще термостойкого покрытия на бокороды 6 термопары 4, связывающие ее с регистрирующим прибором 7.Благодаря отличительным признакам предлагаемого технического решения становится возможным резко уменьшить инерционность измерений, Испытания предлагаемого термозонда показали, что его инерционность не превышает 3-4 с, что в 5-6 раэ меньше, чем у известного технического решения.Результаты испытаний подтвердили также высокую стойкость устройства к воздействию термоударов, В серии испытаний из более чем 10 нагружений с охлаждением воздухом не наблюдалось растрескивания и разрушения наружного термостойкого покрытия,Одновременно, поскольку удается устранить методические погрешности.измерений, сопутствующие известному устройству термозонда, повышается точность получаемых результатов, Погрешность получаемых результатов в этом случае снижается до уровня погрешности непосредственных измерений температуры, величина такой погрешности составляет5.Таким образом снижается инерционность измерений, повышается их точность и срок службы термозонда.Предполагаемый экономический эффект от предложенного технического решения выражается в повышении долговечности и надежности работы термозонда, снижении затрат на его обслуживание и ремонт, сокращении бракованной продукции за счет повышения точности и надежности результатов измерений, (56) Авторское свидетельство СССР М 933203, кл. В 22 О 11/10, 1982. вой цилиндрической поверхности огнеупорного блока и расположен на расстоянии10 Оэ от верхний часткаащитного чехла, при этом толщина термостойкого покрытия составляет д=( 1,9 - 100) Оэ, причем электроды термопары выведены по изотермической поверхности, расположенной перпендикулярно к оси блока, а их длина составляет э0,5 дОб.где Об - диаметр цилиндрического огнеупорного блока, мм;Оэ - диаметр электродов термопары, мм; Оч - диаметр наружного зэщи 1 ного чехла, мм.2000871 Корректор С. Юско Редактор енова Заказ 310 Тираж Подпис НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Прои 2 оставитель В.Занцевехред М.Моргентал станина иадатеааский комбинат "Пете
СмотретьЗаявка
5005431, 21.10.1991
Зайцев Владимир Константинович; Гусев Владимир Иванович
Занцев Владимир Константинович, Гусев Владимир Иванович
МПК / Метки
Метки: печей, сталеплавильных, термозонд
Опубликовано: 15.10.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-2000871-termozond-dlya-staleplavilnykh-pechejj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Термозонд для сталеплавильных печей</a>
Предыдущий патент: Импульсная головка
Следующий патент: Способ отливки слитков
Случайный патент: Контактный аппарат