Устройство контроля распределения шихтовых материалов в оборудовании засыпного аппарата доменной печи

(ОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 5 А з(5 в С 21 т ор ет жения исной 3-54, Я РАС-В ОБО" 2. Устрой ю щ е е1 ф чт н ые о я тетулок поверхност ованны ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Череповецкий ордена Ленинадена Трудового Красного Знамениметаллургический завод им. 50-лСССР(56) 1. Сталь, 1963, й 6, с. 482. Авторское свидетельство Сй 759594, кл. С 21 В 7/20, 19793. Авторское свидетельство Сйф 398614, кл. С 21 В 7/24, 19674. Патент Японии М 55-20156кл, С 21 В 7/24, 1980,5. Рационализаторские предлои изобретения, рекомендуемые кпользованию на предприятиях черметаллургии, 1979, вып. 7, с. 5(54)(57) 1. УСТРОйстВО КОНТРОЛПРЕДЕЛЕНИЯ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ РУДОВАНИИ ЗАСЫПНОГО АППАРАТА ДОМЕННОЙПЕЧИ, содержащее зонд с индуктивнойкатушкой, намотанной на каркасе иэферромагнитного материала, обраэующе"го незамкнутую магнитную цепь на центральном стержне головки зонда, имеющей защитный конус и систему измерения с вторичным прибором, соединеннуюс катушкой зонда, о т л и ч а ю "щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля фракций сыпучих материалов с разными магнитнымипроницаемостями, головка Зонда снабжена дополнительной катушкой, соединенной с основной катушкой параллельно, при этом магнитные цепи катушеквыполнены с разрывом и выведены припомощи втулок к наружной поверхностиголовки зонда.гранулометрического анализа для полу" чения полной информации о распределении материалов, Необходимость ручной классификации отобранных проб на мес" те или их транспортировка на специальное оборудованное место для гранулометрического анализа дополнительно усложняет определение распределения матералов этим устройством.Известно определение гюложения слоев шихтовых иатериалов на калошнике доменной печи, включающее Фиксацию границ раздела различных материалов гю изменению индуктивности на границе раздела 31.Недостатком этого известного решения является то, что оно не обеспечивает воэможность определения мес" тонахождения по окружности печи секторов с повышенной и с пониженной гаэопроницаемостью .материалов. Известны также устройства контра"ля гюведения шихты в доменной печи,содержащие опущенные в печь нижеуровня засыпи трубы с установленнымив них магнитными датчиками и устрой"ства для обработки поступающей отних информации 4.Недостатком этих устройств явля"ется влияние на показание датчиковбольшого количества разных искажающих факторов, например степени пере"мешивания и разрыхления опускающейсяшихты, взаимодействие газового потока и шихты, действие температуры надатчик и на свойства шихты.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является устройство контроля распределения шихтовых материалов в засыпном аппарате доменной печи, содержащее погруженный в матерна"лы зонд с индуктивной катушкой, намотанной на каркасе иэ Ферромагнитного материала, образующем незаикну"тую магнитную цепь и размещенном нацентральном стержне головки зонда,снабженной защитным конусом, и систеиу измерения с вторичным прибором,соединенную .с катушкой зонда 5 1,Ъедостатками этого устройства являются недостаточная чувствительностьи избирательность к фракционному составу насыпной массы сыпучих материалов, имеющих магнитные свойства,соответственно, невозможность его ис"пользования для определения распреде"ления материалов,1039965 2Изобретение относится к чернойметаллургии, я частности к исследо"ванно работы доменной печи гю распре-делению шихтовых материалов, например, в оборудовании загрузочного устройства.Известно определение распределе"ния материалов в межконусном пространстве, включающее отбор проб падающих с малого конуса иатериалов в различных местах по окружности над боль"шим конусом. При этом устройство со"держит опорное кольцо, размещенноена штанге большого конуса, и уста"новленные на нем пробоотборники в виде рамок с мешками,Для достижения достоверности оп"ределения необходимо, чтобы ширина отсекаеиого гютока была не меньше апре"деленной величины и чтобы весь отсекаеиый материал .оказался в соответствующих мешках. Во избежание пере-полнения мешков иатериалами пробы ониизготавливаются заведоио большегообъема. При переполнении мешков резко 2снижается достоверность отобранныхпроб 1Недостатками при этом являютсябольшая трудоемкость установки рамокс иешками в иежконусном пространствеи извлечения отобранных проб. Другимнедостатком является то, что этот спо"соб может быть использован толькопри эадувках вновь построенных печей,так как попадание в межконусное пространства окиси углерода при отборахнедопустиио.Известно устройство контроля рас.пределения иатериалов в воронке мало"го конуса доменной печи, содержащееопорное кольцо и прикрепленные к нему пробоотборники, выгюлненные в ви"де емкостей, снабженных крышками, ус"тановленными шарнирно с возможностьюповорота внутрь емкости.Определение распределения материалов этим устройством производят путемотбора проб с разной глубины массы,сформировавшихся материалов и в различных секторах по окружности малогоконуса. Для отбора проб в местах,подлежащих заполнению материалаии,предварительно помещают пробоотборники. Отобранные пробы классифицируютсяпо фракциям для определения их гранулометрического состава 12Недостатками этого устройства явля.ются необходимость отбора значительного количества проб и их последующего3 103996Целью устройства является повышение надежности контроля фракций сыпучих материалов с разными магнитнымипроницаемостями.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве контроля распределения шихтовых материалов в оборудо"вании засыпного аппарата доменнойпечи, содержащем зонд с индуктивнойкатушкой, намотанной на каркасе из,ферромагнитного материала, образующем незамкнутую магнитную цепь нацентральном стержне головки зонда,имеющей защитный конус, а также систему измерения с вторичным прибором,соединенную с катушкой зонда, голов"ка зонда снабжена дополнительнойкатушкой, соединенной с основной ка",тушкой параллельно, при этом магнит"ные цепи катушек выполнены с разры-вом и выведены при помощи втулок кнаружной поверхности головки зонда.Наружные поверхности втулок выпол"иены гофрированными.На фиг. 1 изображено устройствоконтроля распределения шихтовых ма-териалов в оборудовании засыпногоаппарата доменной печи, общий вид;на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1;на фиг. 3 - график зависимости сопрФтивления переменному току катушкизонда (с одной катушкой без гофрировки наружной поверхности магнитнойцепи), введенного в слой агломерата;на фиг, 4 - график зависимости насып"ного веса и порозности агломератаот размера его фракций,Проведенными исследованиями установлено, что свойства насыпной массыагломерата в значительной мере зави"сят от его фракционного состава, Со 4 Опротивление переменному току катушкизонда, вводимого в слой агломерата,непрерывно возрастает по мере уменьше"ния размеров, фракций агломерата(фиг. 1), Аналогично изменяется и 45эквивалентная индуктивность Г. ) ка:-т Этушки зонда. Это объясняется увели-.чением плотности укладки в единичномобъеме фракций агломерата по мереуменьшения их размеров, Насыпной вес 50агломерата по мере уменьшения егофракций непрерывно возрастает (фиг,4).Аналогичную зависимость от фракцион-".:Фного состава имеют порозность и га-зопроницаемость насыпной массы аломерата. Порозность и газопроницаемостькрупного агломерата значительно больше чем у мелкого,5Процесс сегрегации фракций агломерата при высыпании его из скипа в воронку малого конуса происходит так, что основная масса мелких фракций агломерата располагается недалеко от опоражниваемого скипа, более крупные фракции - дальше от него,и самыекрупные куски агломерата располагаются на противоположной стороне воронки.Такой характер распределения, где отсутствует перемешивание крупных фракций с мелкими и где в каждом секторе располагаются фракции близкогоразмера, а изменение размера фракцийпри переходе от одного сектора.к другому плавное, создает весьма благоприятные условия для определения распределения с помощью зонда с индуктивнойкатушкой.Из характеристик катушки ее сопротивление переменному току является наиболее чувствительным и простым параметром, пригодным для определения распределения материалов, Индуктивность (эквивалентная) катушки, как параметр, не пригодна для этой цели, так как для ее измерения требуется сложная балансировка моста измерительного прибора.Для измерения сопротивления катушки зонда .переменному току может быть использован стандартный универсальныймост, имеющий встроенный генераторпеременного тока. Возможно также ис"пользование простейшего моста, содер"жащего микроамперметр, включенный вего диагональ, и генератора переменного тока. В этом случае катушку зонда включают в одно из плеч моста,а изменение ее сопротивления оценивают косвенно по показанию микроамперметра. Определение распределения шихтовыхматериалов, например, в воронке мало" го конуса доменной печи производятследующим образом,Перед загрузкой исследуемого агломерата, например, из скипа в ворОнку отключают вращающийся распределитель пихты, После высыпания аглОмерата з скипа в воронку малого конуса отключают систему загрузки с разборкой :хемы подачи напряжения питания в :истему.Зонд вводят вертикально в слой аг" померата в одном из исследуемых секто зов и производят балансировку универсального измерительного моста, соединенного скатушкой зонда для измере"ния ее сопротивления или в случае использования другой емы сразу записывают гюказание микроамперметра. Для замера в следующих точках зонд дополнительно погружают в сгюй агломерата и соответственно записывают показания прибора, После окончания замеров в данном секторе зонд вытаскивают из слоя агломерата и переводят в следующий сектор. 1 ОИзмерения в остальных секторах производят аналогично.Устройство контроля распределения материалов в оборудовании засыпного аппарата доменной печи содержит 15 (фиг. 2) зонд с параллельна соединенными индуктивными катушками 1, намотанными на каркасах 2 иэ ферромагнитного материала, образующих незамкнутые магнитные цепи, размещенные на20 центральном стержне 3 головки зонда, снабженной защитным конусом 4 и схему измерения, соединенную с катушками 1 зонда, Разрывы 5 магнитных цепей катушек 1 выполнены в пределах 5- 10 мм 25 и выведены с гюмощью втулок 6 из ста-. ли с высокой магнитной проницаемостью непосредственно к наружной поверхности головки зонда.Наружные поверхности втулок 6 мо" з 0 гут быть выполнены гофрированными (фиг. 3). Каркасы 2 катушек 1 кроме втулок 6 содержат цилиндры 7 из стали с высокой магнитной проницаемостью и ферритовые кольца 8. В разрывах магнитных цепей катушек 1 установлены защитные втулки 9 из эбонита или из другого не проводящего электрический ток материала. Катушки 1 между собой соединены параллельно, а концы соеди- ф нений при помощи проводов 10 выведены:а штепсельный разъем 11, установленный на хвостовой части зонда, Корпус 12 зонда выполнен из стальной тру бы и на нем предусмотрены ручки 13 45 для ручного ввода зонда в слой иссле" дуемого сыпучего материала. Величина зазора в местах разрывов5 магнитных цепей катушек 1 и размеры гофрировки наружных элементов(втулок 6) магнитной цепи зависят отфракционного состава применяемого длядоменной плавки агломерата,Если в применяемом агломерате со 55держание мелких фракций (3 и 5 мм)высокое, то величину зазора в местахразрывов 5 магнитных цепей катушеквыбирают минимальной и равной 5 мм,При этом размеры гофрировки наружных элементов магнитных цепей катушек 1 вы. бирают также минимальными и близкими к размерам мелких фракций агломерата из расчета, чтобы мелкие куски (3 и 5 мм) агломерата могли свободно разместиться между ребрами гофрировки.В случае использования для доменной плавки отсеянного от мелких фракций ( с 5 мм) агломерата величину зазора в местах разрывов 5 магнитных цепей катушек 1 выбирают максимальной и равной 1 О мм, Размеры гофрировки наружных элементов магнитных цепей катушек 1 в этом случае выбирают максимальными из расчета, чтобы куски агломерата размерами меньше 10 мм могли свободно разместиться между ребрами гофрировки. Катушки 1 наматываютс примерно одинаковыми числами витковтак, чтобы они имели одинаковое сопротивление переменному току, Устройство работает следующим образом, При вводе зонда в слой исследуе"мого агломерата в соответствующихсекторах оборудования засыпного аппарата доменной печи, куски агломерата, замыкая разрывы 5 магнитных цепей катушек 1, вызывают увеличение их сопротивления переменному току,Изменение общего сопротивления параллельно соединенных катушек 1 зонда переменному току определяется универсальным мостом или при гюмощи другого измерительного устройства, соединенного с катушкамизонда. Степень замыкания разрывов 5 магнитных цепей катушек 1 зонда агломератом зависит от его фракционного состава.Мелкий агломерат (3 и 5 мм), полностью заполняя пространство между ребрами гофрировки и разрывов 5 магнитных цепей катушек 1, максимально замыкает магнитные цепи и вызывает максимальное увеличение сопротивления катушек 1 переменному току.Крупный агломерат из-за того, что его куски не могут попасть в про" странство между ребрами гофрировки и разрывов 5 магнитных цепей катушек 1, а также из-эа неплотной упаковки крупных своих кусков, очень слабо замыкает магнитные цепи и соответственно вызывает минимальное увеличение сопротивления катушек 1 переменному току.По данным измерений сопротивления зонда переменному току строят диа7 10399 граммы распределения агломерата, например, в объеме воронки малого конуса, где участки с максимальными сопротивлениями соответствуют макси" мальному сосредоточению мелких фракций агломерата, а участки с минималь- . ными сопротивлениями соответствуют местам расположения самых крупных фракций агломерата.На основе этих диаграмм разрабаты О вают, например, рабочую программу управления работой вращающегося распределителя шихты.Достоинствами контроля являются хорошая точность и простота определе ний. При определении распределения материалов в воронке малого конуса предлагаемым способом нет, например, необходимости отбора проб и последующей классификации по фракциям. До-. 20 стоинством является также высокая чувствительность и избирательность зонда к различным фракциям агломерата. 6 8Высокая чувствительность устройства достигается за счет параллельного соединения катушек зонда и размещения разрывов их магнитных цепей на наружной поверхности головки зонда с возможностью непосредственного контакта с исследуемыми материалами.Высокая избирательность устройства обеспечивается за счет гофрировки наружных, контактирующих с исследуемым материалом, поверхностей магнитных це" пей катушек и выбора величины 3 азора в местах разрыва магнитных цепей в соответствии с размерами мелких фракций материала,Изобретение, благодаря хорошей точности контропя, обеспечивает бо" лее точное регулирование программы работы вращающегося распределителя шихты, лучшее распределение газОвого потока по окружности доменной печи и соответственно обеспечивает увеличение производительности печи и уменьшения удельного расхода кокса.3039965 с ЯУ Ю Ф И. ЯеАей Фювтьюр ля Составитель Ю. Сероандор Техрея В.далекореи Корректор А. Зимоко едакто Заказ 6820 исн ССС енног тений ская н Филиал ПРП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная аевеювеиееевивттииттеее Ю ве т Тираж 568 ВНИИПИ Государст пю делам иэобр 035, Москва, Ж-З