Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wy¬ krywania przecieków cieklego chlodziwa .w dyszach wielkopiecowych.Zadaniem dysz wielkopiecowych jest kierowanie dmuchu goracego powietrza o temperaturze 1000 do 1300°C, do wewnatrz pieca. Dmuch powietrza jest wytwarzany w dyszakach, po czym jest nagrzewa¬ ny w nagrzewnicach dmuchu, zwykle trzech lub czterech, a nastepnie jest kierowany pod cisnie¬ niem wytwarzanym w dyszakach do okreznicy, z której odchodzi wiele kolektorów rurowych, licz¬ ba których jest uzalezniona od srednicy i pojem¬ nosci pieca. Kolektory te sa zakonczone dyszami, których koncówki sa wprowadzone do wewnatrz pieca, aby mogly wydmuchiwac powietrze pod cis¬ nieniem, wahajacym sie od okolo 1470 do 2940 hPa, przy natezeniu dmuchu powietrza, wahajacym sie od 8000 Nm3/h do 20000 Nm3/h na dysze w zalez¬ nosci od danej objetosci wewnetrznej.Dmuch goracego powietrza wydostajacy sie po¬ przez dysze umozliwia zapalanie i spalanie oleju opalowego, który jest wtryskiwany do pieca, a takze koksu, który znajduje sie w jego wnetrzu, przy czym nastepuje wzrost temperatury plomieni do 2100°C.Latwo zrozumiec, ze pod dzialaniem tempera¬ tury dmuchu powietrza wtlaczanego poprzez dysze, a takze ze wzgledu na zetkniecie koncówki dyszy z wnetrzem pieca niezbedne jest stosowanie ukladu chlodzenia, w celu niedopuszczenia do topnienia. 25 39 2 sie materialów, z których sa.one wykonane. Zna¬ nych jest wiele konstrukcji dysz, lecz róznice jakie moga istniec miedzy nimi, nie zmieniaja ich funkcji, przy czym we wszystkich rodzajach dysz wystepuje plaszcz z wewnetrznym obiegiem wody, zazwyczaj wykonywany ze stopu miedzi o wyso¬ kiej przewodnosci cieplnej.Znane dysze maja pojedynczy obwód chlodzacy, niezbedny, jak to zostalo wspomniane, do tego; aby zapobiec topieniu sie dyszy pod wplywem ciepla, na którego dzialanie sa one wystawione.Poza tym trzeba wziac pod uwage równiez zuzy¬ wanie sie dysz na skutek erozji nastepujacej pod uderzeniami czastek, których temperatura jest bardzo wysoka. Zgodnie z nowymi technologiami wielkopiecowymi do pieca tloczy sie wiecej po¬ wietrza, o wyzszej temperaturze i pod wiekszym cisnieniem, w zwiazku z czym chlodzenie dysz po¬ winno byc bardziej dokladne, wydajniejsze, a prze-, de wszystkim bardziej czule. Sposoby chlodzenia ulegaja istotnym zmianom, co wynika stad, ze gdy dysza zostaje przepalona lub przebita, to uwolniona woda chlodzaca moze wydostawac sie do wewnatrz pieca ze wszystkimi tego konsekwen¬ cjami. * .Rozwiazaniem, prawie powszechnie przyjetym jest zaopatrywanie dysz w dwa, zupelnie niezalezne wzgledem siebie uklady chlodzenia. W jednym ob¬ wodzie, który jest przeznaczony do chlodzenia kon¬ cówki dyszy, to jest czesci bezposrednio stykajacej 123 2433 123 243 4 sie z wnetrzem pieca, woda krazy z wieksza pred¬ koscia wynikajaca z cisnienia, przy czym obwód ten jest oddzielony od reszty dyszy; w której jest umieszczony drugi obwód. W przypadku przebicia koncówki dyszy jej obwód wody powinien zostac odciety, aby nie dopuscic do przedostawania sie wody do wewnatrz pieca, zas drugi obwód moze dzialac nadal i chlodzic dysze. Nie jest zatem ko¬ nieczne przerywanie pracy pieca w tym celu, aby wymienic dysze, co oznacza bardzo liczaca sie oszczednosc czasu przestoju i zwieksza wskazniki produkcyjne, gdyz przerwanie pracy pieca jest bardzo drogie. Dysza taka moze wiec byc wymie¬ niona i naprawiona tylko w trakcie przerw pla¬ nowych.Poniewaz obwód chlodzenia koncówki dyszy dziala jako obwód zamkniety, gdyz parametry okreslajace przeplyw wody powinny byc scisle dochowane, to bezposrednia obserwacja wody w kazdej z dysz pieca nie jest mozliwa. Woda swo¬ bodnie przeplywa z kazdej dyszy do kolektora, co umozliwia wykrycie ewentualnego przecieku wody poprzez bezposrednie obserwowanie kazdego z prze¬ wodów powrotnych. Nie jest to natomiast mozliwe ze wzgledu na konstrukcje obwodu zamknietego oraz ze wzgledu na duze natezenie przeplywu, wystepujace w powszechnie stosowanych urzadze¬ niach do chlodzenia tego rodzaju dysz (30 do 40 m8 /h/dysze). Z tego wzgledu ryzyko nie tylko wy¬ buchu, lecz równiez innych konsekwencji* jakie moga wynikac z dositania. sie wody do wewnatrz pieca, jest znacznie wieksze.W zwiazku z koniecznoscia stosowania skutecz¬ nych sposobów wykrywania przecieków, zostaly rozwazone wszystkie rodzaje sposobów. Najpow- szechniej stosowany polega na umieszczeniu ma¬ nometrów w obwodzie kazdej z dysz oraz dwóch szybko dzialajacych zaworów, jednego z przodu a drugiego z tylu manometru i dyszy, w przewo¬ dach dla wody, wlotowych i wylotowym, oraz tak, aby umozliwic okresowe i na zadanie zamykanie zaworów, odcinajace dysze od obwodu. Gdy to zostanie dokonane ogledziny manometru moga wy¬ kazac, czy jest przeciek, czy tez nie. Jednakze jest to obserwacja bardao subiektywna, poniewaz wlas¬ ciwie powinna ona byc przeprowadzona w ciagu kilku sekund, w ciagu których, gdyby koncówka dyszy nie zawierala wody, to uleglaby spaleniu.Nie jest to metoda bezpieczna, gdyby bowiem kon¬ cówka dyszy ulegla przebiciu po ogledzinach, to woda wyciekalaby do wewnatrz pieca az do chwili dokonania nowych ogledzin, Z drugiej strony nie zaleca sie stosowania ukladu obserwacyjnego, któ¬ rego elementy wyposazenia musialyby byc usytu¬ owane w otoczeniu pieca. Nalezy równiez wziac pod uwage, ze wskazania niektórych manometrów róznia sie wzgledem innych itp. A zatem, jakkol¬ wiek obecnie sposób ten jest zwykle praktykowa¬ ny, to dazy sie do opracowania bardziej niezawod¬ nych, a przede wszystkim szybszych sposobów wy¬ krywania przecieków.Poza tym stosuje sie jeszcze inny sposób, polega¬ jacy na wykrywaniu wody w gardzieli pieca. Spo¬ sób ten, poza tym, ze jest wolny ze wzgledu na reakcje pieca, to nie moze wskazac, która dysza daje przecieki wody. Ciagla analiza wody wykazuje, lub moze jedynie wykazac wystepowanie przecieków wody, ale nie tylko w dyszach, lecz takze w pan¬ cerzu i plytach, a ponadto zmiany w zuzyciu oleju i opalowego. Wszystko to wskazuje na to, ze sposób ten umozliwia uzyskanie potwierdzenia wystepo¬ wania a nie bezposrednie wykrywanie. Dazy sie wiec do opracowania ukladów, które nadawalyby sie do uzytku, a w zwiazku z tym zostaly ustalone pewne normy wiazace sie ze stosowaniem tych ukladów. Do najistotniejszych warunków, które nalezy podkreslic, nalezy po pierwsze metoda po¬ miaru zerowa. Polega ona na tym, ze jesli nomi¬ nalna wartosc szybkosci chlodzenia koncówki dyszy jest Q, to poczatek i koniec podzialM powinien stanowic zakres ±1 m8 wzgledem wartosci Q. Dru¬ gim warunkiem jest powtarzalnosc wyników po¬ miarów. Warunek ten jest jeszcze wazniejszy niz warunek dokladnosci /pomiarów.Jak dotychczas zaden ze znanych ukladów nie spelnia pierwszego warunku, dlatego tez wartosc, okreslajaca przecieki, jaka moga wykryc znane uklady jest nie do przyjecia przez operatorów wielkich pieców. Do najwazniejszych' ukladów, które sa stosowane doswiadczalnie w niektórych wielkich piecach, a w których wystepuje wspom¬ niane zagadnienie, naleza po pierwsze uklady dzia¬ lajace na zasadzie pomiaru wirnikowego. Sa one nadal przyczyna dosc duzych strat w zasilaniu, co zmusza do stosowania pomp o wyzszym cisnieniu tloczenia, a tym samym stanowic o wiekszym kosz¬ cie poczatkowym, a nastepnie drozszej eksploatacji instalacji.Ponadto sa znane uklady, dzialajace na zasadzie pomiaru zmian w polu ultradzwiekowym lub elek¬ tromagnetycznym. Wystepowanie wody (tlenki, pe¬ cherzyki gazu itp.) wplywa na dzialanie przyrzadu, falszujac wyniki pomiarów. Z drugiej strony te bardzo delikatne przyrzady powinny byc mocowa¬ ne na samej rurze i, aby niedopuscic do szybkiego ich uszkodzenia w skrajnych warunkach otoczenia, jakie wystepuja w poblizu pieca, rure taka naleza¬ loby wydluzyc na tyle, aby móc umiejscowic przy¬ rzad w odpowiednich warunkach, co znacznie zwiekszaloby koszt instalacji. Ponadto istnieja uklady dzialajace na zasadzie pomiaru róznicy cis¬ nienia za pomoca rurki Venturiego lub przepon.Istniejace uklady, oparte b te zasade, nie spelniaja wspornnianego warunku stosowania metody po¬ miaru.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad zna¬ nych urzadzen do wykrywania przecieków cieklego chlodziwa w dyszy wielkopiecowej.Cel ten spelnia urzadzenie wedlug wynalazku majace co najmniej jeden zespól czujnikowy, ko¬ rzystnie umieszczony w wylotowym obwodzie ciek¬ lego chlodziwa, lub wiecej zespolów czujnikowych umieszczonych we wlotowym i wylotowym obwo¬ dzie cieklego chlodziwa.Kizdy z tych zespolów ma szczelna obudowe, w której jest umieszczony nieruchomo zbiornik, ma¬ jacy dwie scianki boczne tworzace miedzy soba przestrzen wypelniona rtecia, i pomiedzy którym jest usytuowana scianka boczna kolpaka, zanu¬ rzona w rteci. Przestrzen pomiedzy obudowa ii 15123 243 5 G a kolpakiem i zbiornikiem oraz przestrzen wew¬ natrz zbiornika i kolpaka sa polaczone poprzez zawory z obwodami cieklego .chlodziwa* a ponadto kolpak jest zaopatrzony w przeciwciezar oraz ma trzpien przymocowany do zewnetrznej powierz¬ chni jego dna i wyposazony na swym swobodnym koncu w rdzen, wykonany z materialu ferromagne¬ tycznego i umieszczony wewnatrz cewki indukcyj¬ nej, zasilanej pradem wysokiej czestotliwosci oraz polaczonej z urzadzeniem elektronicznym, przetwa¬ rzajacym sygnal z cewki indukcyjnej na sygnal elektryczny uruchamiajacy optyczne i/lub akus¬ tyczne urzadzenia ostrzegawcze, oraz zasilajacy urzadzenie rejestrujace.Urzadzenie well.ig wynalazku zawierajace zespól czujnikowy, odpowiadajacy stosowanym w ukla¬ dach do pomiaru zmian róznicy cisnienia cieczy a umozliwiajacy wyeliminowanie wspomnianych niedogodnosci innych istniejacych rozwiazan, wy¬ kazuje wiele zalet w porównaniu z nimi. Przede wszystkim ma duze przesuniecie zera, umozliwia¬ jace wykrywanie przecieków w zakresie 0,2%, a wyniki pomiarów sa w zupelnosci powtarzalne, a przy tym nde ulegaja zafalszowaniu od wystepu¬ jacych zanieczyszczen wody.Ponadto, elementy wyposazenia, które powinny byc usytuowane bezposrednio w rurze, sa odporne na dzialanie podwyzszonych temperatur i dzieki temu moga byc zainstalowane w bliskosci pieca bez potrzeby stosowania specjalnych zabezpieczen.Z drugiej strony wyposazenie elektroniczne, zasto¬ sowane w rozwiazaniu wedlug wynalazku jest umiejscowione w centralnym pulpicie sterowni¬ czym wielkiego pieca, jest zatem zupelnie 'bezpiecz¬ ne i osloniete, a z zespolem czujnikowym jest po¬ laczone tylko za pomoca kabli, które mozna latwo zainstalowac i zabezpieczyc.Istotna zaleta jest poza tym to, ze na dzialanie urzadzenia nie maja wplywu drgania hydrauliczne.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w rzucie poziomym typowa instalacje wielkiego pieca, fig. 2 — czesc instalacji wielkopie¬ cowej w podobnym rzucie, fig. 3 — dysze w wi¬ doku, fig. 4 — dysze wielkopiecowa wedlug fig. 3 w przekroju wzdluz linii A—B, fig. 5 — dysze wedlug fig. 3 w przekroju wzdluz linii C—D, fig. 6 — dysze wedlug fig. 5 w przekroju wzdluz linii E—F, fig. 7 — uklad chlodzenia dyszy wiel¬ kopiecowej, fig. 8 — urzadzenie wedlug wynalazku w przekroju pionowym, zas fig. 9 przedstawia wariant wykonania ukladu chlodzenia wielkiego pieca.Na figurze 1 jest widoczna strefa zasypowa pieca 1, warstwy rudy 2 wprowadzonej do niego, warstwy koksu 3, strefa 4, w której ruda i koks sa zmieszane ze soba, strefa 5, w której material wsa¬ dowy jest stopiony oraz dolna czesc 6 pieca, z któ¬ rej uzyskuje sie stopiona rude, a ponadto widoczny jest kolektor 7, z którego powietrze jest tloczone poprzez koncówki dysz 8.Kolektor 7 dmuchu jest otoczony wykladzina ognioodporna 9, a poza tym na fig. 2 jest przedsta¬ wiona rura wlotowa 10 dla zimnej wody, chlodza¬ cej koncówke 11 dyszy 8. Ciekle chlodziwo pow¬ raca przewodem rozgaleznym 12. Na fig. 3 jest przedstawiona dysza wielkopiecowa 8 oraz wiele przewodów, w których krazy ciekle chlodziwo. Na. fig. 7 jest przedstawiona dysza 8 wraz z najszersza jej czescia 13, a takze wykladzina ognioodporna 14. która otacza wielki piec oraz pancerz 15 tego pieca..Przewody 16, 17 sa odpowiednio kolektorami pow¬ rotnymi goracej wody, ^naplywajacej z najszerszej czesci 13 dyszy oraz korpusu dyszy 8, natomiast przewód 18 jest przewodem doplywowym zimnej wody, prowadzacym do koncówki 11 dyszy 8, zas przewód 19 umozliwia dodatkowy doplyw zimnej wody do kadluba dyszy i najszerszej jej czesci.Na fig. 8 jest przedstawione urzadzenie wedlug wynalazku, umozliwiajace wykrywanie przecie¬ ków cieklego chlodziwa z dysz do wielkiego pieca..Zgodnie z figurami 8 i 9 udoskonalenie w wy¬ krywaniu przecieków cieklego chlodziwa w dyszach wielkopiecowych polega na zamontowaniu w obwo¬ dzie cieklego chlodziwa co najmniej jednego takie¬ go urzadzenia, jak schematycznie przedstawione na .fig. 8, Za pomoca tego urzadzenia mozina wykry¬ wac miejsca przecieku cieklego chlodziwa, jakie moga powstawac w dyszach wielkopiecowych, a które nie sa wykrywalne za pomoca dotychczas istniejacych, znanych przyrzadów kontrolnych.Urzadzenie to zawiera cylindryczna obudowe 20, we wnetrzu której znajduje sie pierscieniowy zbiornik 21, zaopatrzony w podwójna scianke i two¬ rzacy w pelni hermetycznie uszczelniona wew¬ netrzna przestrzen 22. Scianki tworzace pierscie¬ niowy zbiornik 21 sa wypelnione rtecia 23, w któ¬ rej umieszczony jest kolpak 24, odwrócony wzgle¬ dem zbiornika 21. Rtec dziala jako uszczelka po¬ miedzy przestrzenia 22 tak utworzona a przestrze¬ nia 25 otaczajaca zbiornik 21 i kolpak 24. Kolpak 24 jest zaopatrzony w przeciwciezar 26 oraz trzpien 27 usytuowany poosiowo i wystajacy ku górze, przy czym w koncowej swej czesci jest on zaopatrzony w rdzen ferrytowy 28, umieszczony w obszarze wplywów cewki indukcyjnej 29, zasilanej pradem wysokiej czestotliwosci.Przestrzenie 22, 25 lacza sie z obwodami cieklego chlodziwa za pomoca przewodów 30, 31 Wyposa¬ zonych w zawory 32, 33. Poza tym jest jeszcze za¬ wór sciekowy 34.W przypadku takiej konstrukcji zmiany< róznicy cisnienia cieczy wypelniajacej przestrzenie 22, 25 sa przetwarzane na odpowiednie przemieszczenia . kolpaka 24, powodujace wytwarzanie zmian w polu elektromagnetycznym, istniejacym w cewce induk¬ cyjnej 29, na skutek przemieszczen rdzenia ferry¬ towego 28. Zmiany te sa przenoszone do urzadzenia elektronicznego 35 przetwarzajacego je na zmodu¬ lowany sygnal elektryczny, zdolny do uruchomienia akustycznych lub optycznych urzadzen ostrzegaw¬ czych 36 oraz urzadzen rejestrujacych.Nalezy jeszcze uwypuklic wazna funkcje rteci, jako elementu uszczelniajacego i oddzielajacego te dwie przestrzenie 22, 25, oraz elementu wsporczego dla kolpaka 24 i niedopuszczajacego przy tym do zmalenia róznicy cisnien wystepujacych w obu tych przestrzeniach, do którego mogloby dojsc na skutek wystapienia przecieków, gdyby stosowany byl inny element uszczelniajacy. 10 15 20 25 ju 35 « m H 55 601 123 243 8 Roboczy uklad polaczen urzadzenia wedlug wy¬ nalazku jest przedstawiony na fig. 9, przy czym znany uklad chlodzenia przedstawiony na fig. 7 zostal tu zmodyfikowany, poniewaz zostaly do niego wlaczone zespoly czujnikowe 37, 38. Jeden 5 z tych zespolów jest umieszczony we wlotowym a drugi w wylotowym obwodzie cieklego chlodziwa.Do porównania pomiarów dokonywanych przez dwa te zespoly czujnikowe wykorzystuje sie znane metody, i jesli wystepuje róznica miedzy nimi, to u zostaje uruchomione odpowiednie urzadzenie ostrze¬ gawcze.Jesli jednak w instalacji tej obwód chlodzenia ma miec stale natezenie przeplywu, to trzeba wy¬ eliminowac zespól czujnikowy, wmontowany we 15 wlotowym obwodzie cieklego chlodziwa. Mozna to uczynic, wystarcza bowiem jeden zespól czujniko¬ wy w obwodzie wylotowym.Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do wykrywania przecieków cieklego chlodziwa w dyszach wielkopiecowych, dzialajace na zasadzie pomiaru zmiany róznicy cisnienia w obwodach cieklego chlodziwa, znamienne tym, ze ma co najnuniej jeden zespól czujnikowy, korzyst- x nie umieszczony w wylotowym obwodzie cieklego chlodziwa, lub wiecej zespolów czujnikowych umieszczonych we wlotowym i wylotowym obwo¬ dzie cieklego chlodziwa, a kazdy z tych zespolów ma szczelna obudowe (20), w której jest umiesz¬ czony nieruchomo zbiornik (21), majacy dwie scianki boczne tworzace miedzy soba przestrzen wypelniona rtecia (23), i pomiedzy którymi jest usytuowana scianka boczna kolpaka (24), zanu¬ rzona w rteci, przy czym przestrzen (25) pomiedzy obudowa (20) a kolpakiem (24) i zbiornikiem (21) oraz przestrzen (22) wewnatrz zbiornika i kolpaka sa polaczone poprzez zawory (32, 33) z obwodami cieklego chlodziwa, a ponadto kolpak (24) jest za¬ opatrzony w przeciwciezar (26) oraz ma trzpien (27) przymocowany do zewnetrznej powierzchni jego dna i wyposazony na swym swobodnym koncu w rdzen (28), wykonany z materialu ferromagne¬ tycznego i umieszczony wewnatrz cewki indukcyj¬ nej (29) zasilanej pradem wysokiej czestotliwosci oraz polaczonej z urzadzeniem elektronicznym (35) przetwarzajacym sygnal z cewki indukcyjnej na sygnal elektryczny, uruchamiajacy optyczne i/lub akustyczne urzadzenia ostrzegawcze (36), oraz za¬ silajacy urzadzenie rejestrujace.123 243 A<-| FIG.-4 FIG.-5 FIG.-6 FIG.-7 FIG.-8123 243 FIG.-9 OZGraf. Z.P. Dz-wo, z. 109 (85+15) lO.i Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL PL