Способ контроля хода доменной печи

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для контроля работы доменной печи. Цель изобретения - определение положения зоны плавления шихты в доменной печи. Сущность способа состоит в измерении среднего уровня акустических колебаний в нескольких точках по высоте доменной печи с помощью звукопроводов 1, на концах которых установлены пьезоэлектрические датчики 7. В холодильнике 3 звукопроводы 1 расположены в выступающих элементах 6. Б холодильнике 4 звукопровод наклонен по отношению к горизонтальному сечению печи. Звукопроводы выполнены из плавленного кварцевого стекла, а их торцы расположены заподлицо с внутренней поверхностью огнес (Л сд со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (SD 4 С 21 В 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3770835/22-02 (22) 11.07.84 (46) 15.09.86. Бюл. И 34 (71 ) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (72 ) В.М.Клемперт, В.С.Ямщиков, В.Л.Шкуратник и Е.Ф.Вегман (53 ) . 669. 162. 263 (088. 8) (56 ) Использование акустики и вибрационной техники для контроля хода доменной печи. В сб. докладов 6-й международной конференции по доменному производству "Витковцы — 1979".

Острава, 1979, с. 81-95.

Kaesemann Klaus. Anwendung von

Korperschallmesungin zur Ermittlung

der Durchyasung an einem Hochofenmodell. — Archiv Eisenhuttenw, 1978, 49, В 4, с. 173 — 178.

„„Я0„„1257095 А 1 (54 ) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ХОДА ДОМЕННОЙ

ПЕЧИ () Изобретение относится к области (71 металлургии и может быть использовано для контроля работы доменной печи.

Цель изобретения — определение положения зоны плавления шихты в доменной печи. Сущность способа состоит в измерении среднего уровня акустических колебаний в нескольких точках по высоте доменной печи с помощью звукопроводов 1, на концах которых установлены пьезоэлектрические датчики 7. В холодильнике 3 звукопроводы 1 расположены в выступающих элементах 6. В холодильнике 4 звукопровод наклонен по отношению к горизонтальному сечению печи. Звукопроводы выполнены из плавленного кварцевого стекла, а их торцы расположены заподлицо с внутренней поверхностью огне- ф

1257095 упорной Кладки шахты печи. Измерение колебаний, измеренных пьезоэлектрипроизводится в диапазоне частот ческим датчиком, в десять - пятнад.20 — 100 кГц. Положение зоны плав- цать раз превышает средний уровень ленин определяют в точке, для кото- акустических колебаний, измеренных рой средний уровень акустических в зоне колошника. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к работе доменных и других шахтных печей, и может быть использовано на заводах цветной металлургии. 5

Целью изобретения является определение положения зоны плавления шихты в доменной печи.

На чертеже представлена доменная печь, разрез (расположение акусти- 10 ческих преобразователей по высоте доменной печи ).

На чертеже изображены звукопроводы 1, футеровка 2, холодильники 3, 4, кожух 5 доменной печи. В холодиль- 15 нике 3 эвукопроводы 1 расположены в выступающих элементах 6. В холодильнике 4 звукопровод 1 наклонен по отношению к горизонтальному сечению печи и может быть ориентирован по любому положению образующей внутренней поверхности холодильника 4.

На торцовых плоскостях звукопроводов

1, обращенных в сторону кожуха 5 шахты печи, расположены ультразвуковые преобразователи-пьезбзлектрические датчики 7 с выводом линий связи к схеме (не показана) измерения сигналов.

Предлагаемый способ основан на 30 ,явлении взаимодействия газового потока, проходящего через слой шнхты при наличии фазовых превращений в этом слое, с расплавом„ что приводит к эффектам возникновения шумовых сигналов в широком диапазоне частот.

Фаэовое превращение материала,появление зоны плавления обуславливают возникновение акустической эмиссии.

Акустическая эмиссия зоны плавления быстро затухает.в слое сыпучих материалов, что позволяет точно устанавливать положение зоны плавления в столбе шихты, состоящем из сыпучих материалов, переходящих в расплавлен- ное состояние.

Диапазон частот 20-100 кГц позволяет избавиться от помех, которые очень интенсивны в диапазоне звуковых частот менее 20 Кгц. Верхний предел (100 кГц ) определяется возрастающим затуханием сигнала при достижении и превышении этого уровня.

Оптимальное расстояние между приемными акустическими преобразователями в шахте печи и в зоне колошника составляет 0,5 - 1,0 м.

Работа оборудования системы загрузки создает удары по элементам конструкции доменной печи, воспринимаемые кладкой. Эти удары характеризуются низкой частотой и большими амплитудами в звуковой области. Возможное влияние работы механизмов системы загрузки на результаты анализа шумового спектра столба шихты устраняется измерением среднего уровня шумов в интервалах, создаваемых отсутствием перемещения механизмов на с колошнике печи.

Способ осуществляют следующим образом.

По высоте шахты доменной печи, от уровня засыпи до распара, с шагом

0,5-1,0 м располагают звукопроводы и приемные акустические преобразователи. Звукопроводы выполняют из плавленного кварцевого стекла или другого огнеупорного монолитного материала. Торцы звукопроводов размещают заподлицо с внутренней поверхностью oIнеупорной кладки шахты печи. Приемные акустические преобразователи прикрепляют к противоположным торцам звукопроводов. Звукопроводы защищают от действия высоких температур и механических повреждений с помощью водоохлаждаемых металлических кожухов.

При таком расположении звукопроводов вдоль образующей кожуха шахты контролируется уровень шумов в горизонталь1257095 4

Основной фактор, вызывающий акустическую эмиссию, — это скорость с газового потока через слой расплавленной шихты. Расчеты показывают, что скорости газового потока, отнесенные к полному сечению как в условиях агломерации, так и в условиях доменной печи, имеют значения одного порядка. Скорость газа, отнесен1п ная к 1 м площади просасывания на аглоленте, находится в пределах

1,5-1,6 м/с. Скорость газа в свободной от материалов шахте доменной печи находится в пределах 1 — 2 м/с

15 при нормальных условиях. Таким образом, скорости газового потока в агломерационном и доменном процессах сопоставимы, что позволяет определять по акустической эмиссии зону плавления столба доменной шихты. ных слоях шихты, толщина которых находится в пределах 0 5-1,0 м.

От приемных акустических преобразователей, преобразующих акустический спгнал в электрический, последний поступает к полосовому усилителю, усиливающему сигнал в диапазоне

20-100 кГц,затем в интегратор, на выходе которого сигнал пропорционален среднему значению шума. Управляемое пороговое устройство сравнивает сигналы зоны колошника с сигналами контролируемой зоны шахты и выявляет положение зоны плавления в столбе шихты.

Экспериментально способ контроля хода доменной печи по положению зоны плавления был проверен на огневой модели, в качестве которой была использована агломерационная установка. Агломерационная чаша имела следующие размеры: высота 430 мм, внутренний диаметр 200 мм, полезный объем чаши 13,5 л.

Составитель А.Абросимов

Редактор Н.Швыдкая Техред M.Õîäàíè÷ Корректор 0.Ëóãîâàÿ

Заказ 4881/20 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

По мере приближения зоны, содержащей жидкоподвижную фазу, к горизонту расположения звукопроводов температура шихты повышалась, что измерялось специально размещенными в слое термопарами, но уровень акустического сигнала не менялся. Затем звукопроводы, выполненные из кварцевого стекла, стали светиться,что явилось доказательством подхода зоны плавления к горизонту расположения звукопроводов. Одновременно с началом светимости кварцевых звукопроводов на экране осциллографа появился сигнал эа счет акустической эмиссии зоны плавления в диапазоне 20-100 кГц.

Формула изобретения

Способ контроля хода доменной ле-". д чи, включающий измерение акустических колебаний в нескольких точках по высоте доменной печи, о т л и ч аю шийся тем, что,с целью определения положения зоны плавления шихты в доменной печи, измерение акустических колебаний производят в диапазоне частот 20-100.кГц, сравнивают средние уровни акустических колебаний в шахте и в зоне колошника и по относительному изменению среднего

35 уровня акустических колебаний судят о положении зоны плавления в столбе шихты, причем положение зоны плавления в столбе шихты определяют в точ40 ке, для ко-орой средний уровень акустических колебаний в десять-пятнадцать раз,превышает средний уровень акустических колебаний, измеренных в зоне колошника.