Конструкция термопреобразователя для оснащения кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок
Полезная модель относится к непрерывной разливке стали, в частности к конструкции термопреобразователей, используемых для измерения температуры стенок кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок. Конструкция термопреобразователя предназначена для встройки через штатные крепежные шпильки кристаллизатора и представляет собой константановый термоэлектрод, образующий термопару при контакте с медной стенкой кристаллизатора. Константановый термоэлектрод представляет собой многопроволочный константановый провод, заключенный в жесткий трубный корпус, причем рабочий контакт термоэлектрода выведен за пределы трубного корпуса и обжат медным наконечником. Прижим рабочего контакта константанового термоэлектрода к медной стенке кристаллизатора осуществляется пружиной, установленной на трубном корпусе. Обеспечивается повышении надежности работы системы предупреждения прорыва металла на МНЛЗ за счет получения многоточечного контакта термопреобразователя с поверхностью медной стенки кристаллизатора и оптимизации усилия его прижима к медной стенке.
КОНСТРУКЦИЯ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ОСНАЩЕНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК
Полезная модель относится к непрерывной разливке стали, в частности к конструкции термопреобразователей, используемых для температурного мониторинга стенок кристаллизатора в технологических системах предупреждения прорыва металла на МНЛЗ.
Известна конструкция термопреобразователя с пружинным прижимом к измеряемому объекту, встраиваемая в штатные крепежные шпильки кристаллизатора (CN 200993606). Термопара заключена в жесткий трубный корпус, обеспечивающий необходимую продольную жесткость в направлении усилия поджатая контакта; при этом спай термопары и выводы термопары для подключения к измерительной системе вынесены за пределы трубного корпуса. На трубном корпусе в направлении от спая термопары последовательно установлены следующие монтажные элементы: упорная втулка, жестко зафиксированная на трубном корпусе, пружина, резьбовая втулка, предназначенная для крепления термопреобразователя к кристаллизатору путем ее закручивания в крепежную шпильку кристаллизатора. При закручивании резьбовой втулки происходит сжатие упорной пружины и создается необходимое усилие прижима рабочего контакта к медной стенке кристаллизатора.
Недостатком указанной конструкции термопреобразователя является невозможность обеспечения контроля за состоянием теплового контакта термопреобразователя с медной стенкой кристаллизатора в процессе разливки стали. В результате снижается надежность работы системы предупреждения прорыва металла на МНЛЗ.
Данный недостаток устраняется путем использования медной стенки кристаллизатора в качестве одного из термоэлектродов термопары (US 5158128). При этом щуп термопреобразователя является вторым термоэлектродом термопары и изготавливается из соответствующего материала, например из константана. Общий провод для подключения цепи термопары к измерительной системе берется с непосредственно с медной стенки кристаллизатора (US 5158128). Данное решение позволяет однозначно диагностировать качество контакта термопреобразователя с медной стенкой кристаллизатора, поскольку, его нарушение сопровождается разрывом электрической цепи термопары. Кроме того, контакт термопреобразователя с медной стенкой является одновременно и горячим спаем термопары, что обеспечивает малую постоянную времени измерения температуры. Для обеспечения продольной жесткости в направлении усилия поджатия контакта щуп термопреобразователя выполняется в виде жесткого константанового стержня с монтажными элементами, последовательно расположенными в направлении от рабочего контакта стержня: упорная втулка, припаянная к корпусу стержня, пружина, резьбовая втулка, предназначенная для крепления термопреобразователя к кристаллизатору (US 5158128). Конец стержня выполняется заостренным с целью увеличения давления в месте контакта с медной плитой.
Конструкция термопреобразователя с пружинным прижимом к измеряемому объекту US 5158128 выбрана как наиболее близкий аналог заявляемой полезной модели. Прототипу модели присущи следующие недостатки. Во-первых, электрический контакт стержня и медной плиты имеет точечный характер, что не является надежным. Вторым недостатком данной конструкции является необходимость применения высокотемпературной пайки или сварки для присоединения гибких компенсационных или удлинительных проводов к жесткому константановому стержню, что усложняет процесс изготовления термопреобразователя и снижает надежность конструкции.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении надежности работы системы предупреждения прорыва металла на МНЛЗ.
Технический результат, обеспечивающий решение задачи, заключается в повышении надежности конструкции термопреобразователя и улучшении контакта термопреобразователя с поверхностью стенки кристаллизатора.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предлагается термоапреобразователь, предназначенный для измерения температуры стенок кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок, представляющий собой константановый термоэлектрод с монтажными элементами, последовательно расположенными в направлении от рабочего контакта термоэлектрода: упорная втулка, пружина, резьбовая втулка, предназначенная для крепления термопреобразователя к кристаллизатору.
Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что константановый термоэлектрод выполнен из многопроволочного константанового провода в термостойкой изоляции, встроенного в жесткий трубный корпус таким образом, что конец провода со стороны рабочего контакта термоэлектрода выступает за пределы трубного корпуса, а в технологический зазор между константановым проводом и трубным корпусом заподлицо с трубным корпусом вставлена медная гильза и выполнена операция обжатия гильзы и провода совместно с жестким трубным корпусом. Дополнительно на жестком трубном корпусе путем его обжатия сформирован упор для фиксирования упорной втулки, выполненной со свободной посадкой на трубном корпусе, в процессе закручивания резьбовой втулки и сжатия пружины.
Использование в качестве константанового термоэлектрода многопроволочного константанового провода позволяет избежать дополнительных и ненадежных промежуточных контактов или высокотемпературной пайки/сварки удлинительных проводов, что повышает надежность конструкции термопреобразователя.
Формирование рабочего контакта термопреобразователя обжатием многопроволочного константанового провода медной гильзой совместно с жестким трубным корпусом обеспечивает надежный многоточечный контакт более устойчивый к окислению медной поверхности и различным видам загрязнений по сравнению с точечным контактом за счет внедрение профилированных концов жесткой константановой проволоки в более мягкую медную стенку кристаллизатора.
Выполнение упора на жестком трубном корпусе термопреобразователя для фиксирования упорной втулки позволяет избежать лазерной сварки или фиксирующей обжимки для крепления упорной втулки к корпусу термопреобразователя, что повышает надежность крепления и упрощает процесс изготовления термопреобразователя, а также обеспечивает оптимальное поджатие пружины за счет пластической деформации упора.
Таким образом, достигается заявленный технический результат.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где
- на фиг.1 изображена конструкция термопреобразователя.
Конструкция термопреобразователя, содержащая многопроволочный константановый провод в термостойкой изоляции (1), помещенный в жесткий трубный корпус (4) и изолированный от него по всей длине за исключением области рабочего контакта термопреобразователя (область А); медную гильзу (7), установленную в технологический зазор между проводом (1) и трубным корпусом (4) заподлицо с его торцевой частью; упорную втулку (3), свободно посаженную на трубном корпусе (4) и зафиксированную в районе упора (область В); прижимной пружины (6) и резьбовой втулки (2), предназначенной для крепления термопреобразователя к кристаллизатору. Рабочий контакт термопреобразователя (область А) сформирован путем совместного обжатия жесткого трубного корпуса (4), медной гильзы (7) и константанового провода (1).
Заявленная конструкция термопреобразователя предназначена для встройки через герметизированные штатные крепежные шпильки кристаллизатора. Термопреобразователь устанавливается внутри полой шпильки до упора рабочего контакта с поверхностью медной стенки кристаллизатора и закрепляется путем закручивания резьбовой втулки. При закручивании резьбовой втулки происходит сжатие упорной пружины и создается необходимое усилие прижима рабочего контакта к медной стенке кристаллизатора. Термопреобразователи встраиваются в медные стенки кристаллизатора по его периметру с определенным шагом и, зачастую, в несколько рядов ниже уровня металла. По характеру изменения показаний термопреобразователей диагностируется вероятность прорыва жидкого металла на выходе из кристаллизатора, что позволяет обслуживающему персоналу принять меры к предотвращению аварии.
1. Термопреобразователь для измерения температуры медных стенок кристаллизатора в процессе непрерывной разливки стали, содержащий константановый термоэлектрод с монтажными элементами, выполненными в виде последовательно расположенных на корпусе термоэлектрода в направлении от его рабочего контакта упорной втулки, пружины и резьбовой втулки, предназначенной для крепления термопреобразователя к кристаллизатору, отличающийся тем, что константановый термоэлектрод выполнен в виде встроенного в жесткий трубный корпус многопроволочного константанового провода и медной гильзы, установленной в технологическом зазоре между проводом и трубным корпусом заподлицо с его торцевой частью с рабочим контактом, сформированным путем их совместного обжатия, при этом конец провода со стороны рабочего контакта термоэлектрода выступает из трубного корпуса.
2. Термопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что на жестком трубном корпусе выполнен упор для фиксирования упорной втулки, обеспечивающий поджатие пружины.
РИСУНКИ
