RU2357217C1 - Measurment facility of object heating temperature in iron-and-steel furnaces and facility operation mode - Google Patents
Measurment facility of object heating temperature in iron-and-steel furnaces and facility operation mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357217C1 RU2357217C1 RU2007140936/28A RU2007140936A RU2357217C1 RU 2357217 C1 RU2357217 C1 RU 2357217C1 RU 2007140936/28 A RU2007140936/28 A RU 2007140936/28A RU 2007140936 A RU2007140936 A RU 2007140936A RU 2357217 C1 RU2357217 C1 RU 2357217C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporator
- recorder
- temperature
- container
- instrument container
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Представленные в данном описании технические решения относятся к области металлургии, в частности, к средствам контроля температурных режимов в камерных и проходных печах станов горячей прокатки металла. Эти технические решения могут быть использованы для контроля температуры в других известных горячих средах, имеющих температуру до 1600°С.The technical solutions presented in this description relate to the field of metallurgy, in particular, to means for controlling temperature conditions in chamber and continuous furnaces of hot rolling mills. These technical solutions can be used to control temperature in other known hot environments having temperatures up to 1600 ° C.
Известны устройства для регистрации температуры изделий и испытуемых объектов в металлургических печах, каждое из которых включает устройство регистрации температуры в корпусе, термозащитный кожух для предохранения устройства от воздействия высокой температуры, термоизоляцию, расположенную между корпусом и кожухом, а также другие средства, снижающие тепловое воздействие печи на устройство регистрации температуры, причем устройство включает установленные на изделии термоэлементы для замера температуры нагреваемого изделия, которые вместе с изделием проходят через печь и обеспечивают регистрацию температуры изделия на всем пути прохождения через печь [1-3].Known devices for recording the temperature of products and test objects in metallurgical furnaces, each of which includes a temperature recording device in the housing, a heat shield to protect the device from high temperature, thermal insulation located between the housing and the housing, and other means that reduce the thermal effect of the furnace to a temperature recording device, the device including thermocouples installed on the product to measure the temperature of the heated product, which e together with the product pass through the furnace and provide registration of the temperature of the product along the entire path of passage through the furnace [1-3].
При этом в [1] термоэлементы (термопары) установлены в отверстиях, проходящих через печь изделий (слябов, слитков), между тем как измерительное устройство находится вне печи и, соответственно, термоэлементы соединены с измерительным устройством термопарами, длина каждой из которых имеет значительную величину, оказывающую отрицательное влияние на надежность работы устройства, трудоемкость измерительных работ и точность измерения.Moreover, in [1] thermocouples (thermocouples) are installed in the holes passing through the furnace products (slabs, ingots), while the measuring device is located outside the furnace and, accordingly, the thermocouples are connected to the measuring device with thermocouples, the length of each of which is significant having a negative impact on the reliability of the device, the complexity of the measurement work and the accuracy of the measurement.
Указанные недостатки устранены в устройствах [2-3], каждое из которых включает регистратор температуры в корпусе с запоминающим средством, при этом корпус расположен в жаропрочном контейнере, имеющем емкость, заполненную водой, при этом устройство обеспечивает условия работы регистратора в пределах 100°С с продолжительностью пребывания регистратора в печи при высокой температуре, определяемой продолжительностью испарения воды из емкости контейнера. В этой связи ориентировочная продолжительность регистратора в печи составляет 5, 6 и 7,5 часов при температуре соответственно 1400°С, 1200°С и 1000°С.These disadvantages are eliminated in devices [2-3], each of which includes a temperature recorder in the housing with storage means, the housing being located in a heat-resistant container having a container filled with water, while the device provides operating conditions for the recorder within 100 ° C the length of time the recorder is in the furnace at high temperature, determined by the duration of the evaporation of water from the container. In this regard, the estimated duration of the recorder in the furnace is 5, 6 and 7.5 hours at a temperature of 1400 ° C, 1200 ° C and 1000 ° C, respectively.
Регистратор получает питание от батареи. Регистратор устанавливается на сляб, в специальных отверстиях сляба фиксируются кабельные термопары, холодные спаи которых подсоединяются к измерительному устройству. По заранее заданной программе через мультиплексор осуществляется опрос термопар. Сигнал от термопары после аналого-цифрового преобразования записывается в память. Сляб вместе с жаропрочной капсулой продвигается через печь и осуществляется измерение температурного режима нагрева металла. После выхода сляба с регистратором из печи осуществляется считывание полученных значений из электронной памяти запоминающего средства.The recorder is powered by a battery. The recorder is mounted on a slab, cable thermocouples are fixed in special holes of the slab, the cold junctions of which are connected to the measuring device. According to a predetermined program, thermocouples are interrogated through the multiplexer. The signal from the thermocouple after analog-to-digital conversion is recorded in the memory. The slab along with the heat-resistant capsule moves through the furnace and the temperature of the metal is measured. After the slab with the recorder leaves the furnace, the obtained values are read from the electronic memory of the storage medium.
В связи с возрастающими требованиями к устройствам для измерения температуры в печах известные устройства не отвечают указанным условиям пребывания в печах при нагреве слябов толщиной 315 и 400 мм, а также условиям пребывания устройства во время нагрева заготовок в камерных печах до 20 часов. При этом выявлена недостаточная надежность измерения температуры слябов из-за толчков, вибрации и ударных нагрузок, действующих на слябы при их передвижении через толкательную печь или через печь с шагающими балками или подом. В результате возникла необходимость использования специализированных электронных измерительных устройств, обеспечивающих возможность их функционирования при температурах до 90°С.Due to the increasing requirements for devices for measuring temperature in furnaces, known devices do not meet the indicated conditions for staying in furnaces when heating slabs 315 and 400 mm thick, as well as the conditions for the device to stay during heating billets in chamber furnaces up to 20 hours. At the same time, insufficient reliability of measuring the temperature of slabs due to shocks, vibration and shock loads acting on the slabs when they are moved through a pusher furnace or through a furnace with walking beams or a hearth was revealed. As a result, there was a need to use specialized electronic measuring devices, providing the possibility of their functioning at temperatures up to 90 ° C.
В практике известны системы регистрации в металлургии температурных профилей в процессе нагрева заготовки, например системы температурных профилей фирмы DATAPAQ, применяемых с целью приближения производственного процесса в металлургических печах к идеальному процессу и соответственно обеспечения возможности получения заданного качества находящихся в печах изделий.In practice, there are known systems for recording temperature profiles in metallurgy during the heating of a workpiece, for example, DATAPAQ temperature profile systems used to bring the production process in metallurgical furnaces closer to the ideal process and, accordingly, to ensure the possibility of obtaining a given quality of products in the furnaces.
Каждая система регистрации температуры фирмы DATAPAQ включает устройство регистрации температуры, термозащитный кожух для предохранения устройства от воздействия высокой температуры, термоэлементы для замера температуры нагреваемого изделия, при этом термоэлементы соприкасаются с нагреваемым изделием и крепятся на нем вместе с устройством регистрации температуры изделия, причем изделие вместе с устройством регистрации температуры и термоэлементами совместно проходят печное пространство в условиях высоких температур, причем во время совместного прохождения через печь устройство регистрации запоминает значения измеренной температуры, а после выхода устройства регистрации из печи температурные данные устройства вводят в компьютер, который по программе производит их анализ и выдает рекомендации по оптимизации процесса с целью повышения качества продукции или минимизации расхода энергии [4].Each DATAPAQ temperature recording system includes a temperature recording device, a heat shield to protect the device from high temperature, thermocouples for measuring the temperature of the heated product, while the thermocouples come in contact with the heated product and are attached to it together with the product temperature recording device, the product together with the temperature registration device and thermocouples jointly pass the furnace space at high temperatures, and during joint passage through the furnace registration unit stores the value of the measured temperature, and after the registration unit exit from the furnace temperature device data is inputted into the computer which the program analyzes them and provides recommendations for optimizing process to improve product quality or to minimize energy consumption [4].
Известно устройство для измерения температуры, включающее контейнер с открывающимся верхом, крышку контейнера, при этом контейнер выполнен с двойными стенками и имеет емкость с размещаемым в нем регистратором температуры, между стенками контейнера расположен теплоизоляционный материал, а в верхней части контейнера между его стенками расположены снизу вверх соответственно тканевый теплоизолирующий материал, нижний эластичный слой, верхний эластичный слой, два теплоизолирующих слоя и верхняя эластичная вставка [5].A device for measuring temperature is known, including a container with an opening top, a container lid, the container made with double walls and a container with a temperature recorder placed in it, heat-insulating material is located between the walls of the container, and from the top to the bottom of the container respectively, a fabric heat-insulating material, a lower elastic layer, an upper elastic layer, two heat-insulating layers and an upper elastic insert [5].
Известен жаропрочный кожух устройства для контроля температуры печи и движущегося в ней изделия, содержащий слой низкотемпературной изоляции и последовательно расположенные слои высокотемпературной изоляции и огнеупорного материала, причем особенностью кожуха является то, что с целью повышения его теплоизоляционных свойств и уменьшения габаритов кожух снабжен водяной рубашкой толщиной 0,2-0,4 от общей толщины кожуха, соединенной с атмосферой и расположенной между слоями низкотемпературной изоляции, причем все слои установлены по отношению один к другому с зазором, равным 0,02-0,06 толщины кожуха [6].A heat-resistant casing of a device for controlling the temperature of a furnace and a product moving in it is known, comprising a layer of low-temperature insulation and successively arranged layers of high-temperature insulation and refractory material, the casing being peculiar in that the casing is provided with a water jacket with a thickness of 0 to increase its heat-insulating properties and reduce its dimensions. , 2-0.4 of the total thickness of the casing connected to the atmosphere and located between the layers of low-temperature insulation, and all layers are installed relative to sheniyu to one another with a gap equal to the thickness of 0.02-0.06 housing [6].
Известен способ и устройство измерения температуры для печей, содержащее первый внутренний корпус с температурным регистратором в его полости, второй внешний корпус с зафиксированным вокруг него замкнутым огнеупорным водо-абсорбирующим слоем и термоизоляторы, расположенные в два слоя между внешним и внутренним корпусом, причем в корпусах и теплоизоляторе выполнены отверстия, в которых расположены электрические линии, соединяющие термодатчики с температурным регистратором [7].A known method and device for measuring temperature for furnaces, comprising a first inner case with a temperature recorder in its cavity, a second outer case with a closed refractory water-absorbing layer fixed around it and heat insulators located in two layers between the outer and inner case, and in the cases and holes are made in the heat insulator, in which electric lines are located that connect the temperature sensors to the temperature recorder [7].
Известен способ и устройство измерения температуры изделия в печи, при этом способ основан на совместном прохождении печного пространства защищенного с помощью изоляции измерительного прибора и нагреваемого изделия, а устройство для реализации способа содержит закрепляемые на изделии измерительные датчики, которые во время прохождения в печи запоминают значения измеренной температуры [8].The known method and device for measuring the temperature of the product in the furnace, the method is based on the joint passage of the furnace space protected by insulation of the measuring device and the heated product, and the device for implementing the method contains measuring sensors fixed to the product, which, during passage in the furnace, store the measured values temperature [8].
Известно устройство для измерения температуры нагрева слябов в металлургической нагревательной печи, содержащее установленный в корпусе регистратор температуры, соединенный с датчиками температуры, приборный контейнер, в котором расположен указанный корпус, испарители, в одном из которых расположен приборный контейнер, полость которого заполнена теплоизолирующим материалом, каждый испаритель выполнен с двойными замкнутыми стенками, между которыми образована замкнутая полость, заполненная водой, испарители расположены в замкнутой термозащитной оболочке, которая снаружи расположена в керамических матах, при этом патрубки испарителя расположены за пределами приборного контейнера и сообщены в рабочем положении устройства с полостью термозащитной оболочки, причем полость этой оболочки также заполнена термоизолирующим материалом, а датчики температуры расположены и зафиксированы в каналах слябов [9].A device is known for measuring the heating temperature of slabs in a metallurgical heating furnace, comprising a temperature recorder installed in the housing and connected to temperature sensors, an instrument container in which the housing is located, evaporators, in one of which there is an instrument container, the cavity of which is filled with heat insulating material, each the evaporator is made with double closed walls, between which a closed cavity filled with water is formed, the evaporators are located in a closed a thermal protective shell, which is located outside in ceramic mats, while the evaporator tubes are located outside the instrument container and communicated in the working position of the device with the cavity of the thermal protective shell, the cavity of this shell is also filled with thermally insulating material, and temperature sensors are located and fixed in the channels of the slabs [9 ].
Это устройство предусматривает способ его использования, заключающийся в выполнении операций в следующей последовательности.This device provides a method for its use, which consists in performing operations in the following sequence.
Выполняют в слябе на участках контроля температуры отверстия разной глубины и выполняют также на одном конце испытуемого сляба П-образное гнездо или вырез под измерительное устройство, включающее съемный измерительный прибор STOR и систему его теплоизоляции, расположенную в приборном контейнере устройства. Фиксируют в отверстиях сляба температурные зонды или термопары, выполняющие функции датчиков температуры в массиве сляба. Укладывают в указанное гнездо сляба теплоизолирующий мат. Фиксируют в рабочем положении в указанном гнезде на термоизолирующем мате приборный контейнер устройства. Наполняют оба испарителя водой. Оборачивают приборный контейнер концами термоизолирующего мата, который затем пропитывают водой. Устанавливают измерительный прибор STOR в приборном контейнере и соединяют температурные зонды с измерительным прибором. Заполняют пространство между измерительным устройством и внешними кромками приборного контейнера керамической ватой. Закрывают приборный контейнер его крышкой. Затем теплоизолируют приборный контейнер со стороны крышки теплоизолирующим матом из керамической ваты. Фиксируют маты проволокой для предотвращения их сползания с приборного контейнера во время движения устройства через печь [9].Holes of different depths are performed in a slab in temperature control sections and a U-shaped socket or cutout for a measuring device including a removable measuring device STOR and its thermal insulation system located in the instrument container of the device is also made at one end of the test slab. Temperature probes or thermocouples that act as temperature sensors in the slab array are fixed in the slab openings. Stack the heat insulating mat in the indicated nest of the slab. The device container of the device is fixed in the working position in the indicated slot on the heat-insulating mat. Fill both evaporators with water. The instrument container is wrapped with the ends of a thermally insulating mat, which is then impregnated with water. Install the STOR meter in the instrument container and connect the temperature probes to the meter. The space between the measuring device and the outer edges of the instrument container is filled with ceramic wool. Close the instrument container with its lid. Then the instrument container is insulated from the side of the lid with a ceramic wool insulating mat. The mats are fixed with wire to prevent them from sliding off the instrument container while the device is moving through the furnace [9].
Наиболее близким техническим решением, имеющим сходные признаки с описанным в данном описании устройством, и прототипом устройства является устройство для измерения температуры нагрева объекта в металлургических печах, содержащее установленные в корпусе электронный регистратор для измерения температуры, соединенный с расположенными в корпусе элементами питания и расположенными вне корпуса гибкими кабельными термоэлектрическими термометрами, которые являются температурными датчиками и закреплены в отверстиях объекта на разных уровнях, приборный контейнер с крышкой, в котором расположен корпус регистратора, первый испаритель с емкостью, в которой расположен приборный контейнер, и второй испаритель, закрывающий первый испаритель, причем каждый испаритель выполнен с двойными замкнутыми стенками, между которыми образована заполненная хладоагентом замкнутая полость, патрубки испарителей, один из которых предназначен для заливки в испаритель хладоагента, а другой патрубок - для выхода из испарителя воздуха и пара, расположенный вокруг испарителей внешний термоизолятор, вокруг которого навита жароупорная проволока, образующая каркас [9].The closest technical solution, having similar features with the device described in this description, and the prototype of the device is a device for measuring the heating temperature of an object in metallurgical furnaces, containing an electronic temperature recorder installed in the housing, connected to batteries located in the housing and located outside the housing flexible cable thermoelectric thermometers, which are temperature sensors and are fixed in the holes of the object at different ur On the other hand, an instrument container with a lid in which the recorder case is located, a first evaporator with a container in which the instrument container is located, and a second evaporator covering the first evaporator, each evaporator having double closed walls, between which a closed cavity filled with refrigerant is formed, pipes evaporators, one of which is intended for filling refrigerant into the evaporator, and the other nozzle is for exiting the evaporator of air and steam, an external thermal insulation around the evaporators Yator, which is wound around the heat-resistant wire forming the body [9].
Прототипом способа является способ работы устройства для измерения температуры нагрева объекта в металлургических печах, содержащий выполнение в объекте отверстий разной глубины, размещение и фиксацию в отверстиях объекта температурных датчиков, заливку испарителей жидким хладоагентом, например водой, сборку устройства, во время которой регистратор располагают в приборном контейнере, который устанавливают в одном испарителе, термоизоляцию устройства, фиксацию его на объекте, перемещение устройства вместе с объектом в горячей печи и регистрацию температуры движущегося в печи объекта [9].The prototype of the method is a method of operating a device for measuring the heating temperature of an object in metallurgical furnaces, comprising making holes of different depths in the object, placing and fixing temperature sensors in the object’s holes, filling the evaporators with liquid refrigerant, for example water, assembling the device, during which the recorder is placed in the instrument a container that is installed in one evaporator, thermal insulation of the device, fixing it on the object, moving the device together with the object in a hot oven and registration of temperature of an object moving in the furnace [9].
Представленные в качестве прототипа устройство и способ его работы не в полной мере отвечают требованиям надежности работы устройства и точности измерения температуры. Другим существенным недостатком данных технических решений является сравнительно большая трудоемкость сборки устройства и неудовлетворительное время выдержки устройства в горячей печи при измерении температуры объекта в случаях больших температур, что существенно ограничивает возможности использования устройства.Presented as a prototype device and method of its operation do not fully meet the requirements of the reliability of the device and the accuracy of temperature measurement. Another significant drawback of these technical solutions is the relatively high complexity of the device assembly and the unsatisfactory exposure time of the device in a hot furnace when measuring the temperature of an object in cases of high temperatures, which significantly limits the possibility of using the device.
Техническим результатом устройства и способа его работы является повышение надежности работы устройства и точности измерения температуры. Другим техническим результатом является упрощение сборки устройства, повышение его термоустойчивости и расширение возможностей использования в печах с повышенной температурой.The technical result of the device and the method of its operation is to increase the reliability of the device and the accuracy of temperature measurement. Another technical result is to simplify the assembly of the device, increase its thermal stability and expand the possibilities of use in furnaces with high temperature.
Указанный результат получен устройством для измерения температуры нагрева объекта в металлургических печах, которое содержит установленный в корпусе электронный регистратор для измерения температуры, соединенный с расположенными в корпусе элементами питания и расположенными вне корпуса гибкими кабельными термоэлектрическими термометрами, рабочие спаи которых расположены в отверстиях объекта на разных уровнях, приборный контейнер с крышкой, в котором расположен корпус регистратора, первый испаритель с емкостью, в которой расположен приборный контейнер, и второй испаритель, закрывающий нижний испаритель, каждый испаритель выполнен с двойными замкнутыми стенками, между которыми образована заполненная хладоагентом замкнутая полость, патрубки испарителей для заливки в испаритель хладоагента и для выхода из испарителя воздуха и пара, расположенный вокруг испарителей внешний термоизолятор, вокруг которого навита жароупорная проволока, образующая каркас, при этом второй испаритель установлен над первым испарителем, емкость последнего обращена открытой частью вверх, второй испаритель установлен над первым испарителем, патрубки испарителей расположены за пределами каркаса и сообщены в рабочем положении устройства с горячей средой печи, во внутренней полости корпуса регистратора, вблизи регистратора, расположен термоаккумулятор, полость корпуса регистратора заполнена термоизолятором, фиксирующим регистратор, элементы питания и термоаккумулятор в корпусе регистратора, полости между стенками приборного контейнера и корпусом регистратора и между наружной стенкой нижнего испарителя и каркасом заполнены теплоизолятором, между внутренней стенкой нижнего испарителя и стенкой приборного контейнера образовано замкнутое воздушное пространство, в котором расположена упругая подвеска приборного контейнера.The indicated result was obtained by a device for measuring the heating temperature of an object in metallurgical furnaces, which contains an electronic temperature recorder installed in the housing, connected to power elements located inside the housing and flexible cable thermoelectric thermometers located outside the housing, the working junctions of which are located in the openings of the facility at different levels , instrument container with a lid in which the recorder case is located, the first evaporator with a container in which n the instrument container, and the second evaporator closing the lower evaporator, each evaporator is made with double closed walls, between which a closed cavity filled with the refrigerant is formed, evaporator tubes for filling the refrigerant into the evaporator and an external heat insulator located around the evaporators, around which a heat-resistant wire is wound, forming a frame, while the second evaporator is installed above the first evaporator, the capacity of the latter facing the open part of the screw x, the second evaporator is installed above the first evaporator, the evaporator tubes are located outside the frame and communicated in the working position of the device with the hot medium of the furnace, in the internal cavity of the recorder housing, near the recorder, there is a thermal accumulator, the cavity of the recorder housing is filled with a thermal insulator fixing the recorder, batteries and thermal accumulator in the recorder housing, the cavity between the walls of the instrument container and the recorder housing and between the outer wall of the lower evaporator and the frame Full thermal insulator between the inner wall of the evaporator and the lower wall of the instrument container formed by a closed air space, which houses an elastic suspension instrument container.
Устройство включает выемку в боковой стенке приборного контейнера, образующую с закрытой крышкой контейнера окно, в котором расположены гибкие кабельные термоэлектрические термометры.The device includes a recess in the side wall of the instrument container, forming a window with the container lid closed, in which flexible cable thermoelectric thermometers are located.
Устройство включает нижние пружины, связанные с внутренней стенкой нижнего испарителя и нижней стенкой приборного контейнера, и боковые пружины, которые связаны с боковыми стенками приборного контейнера и внутренними боковыми стенками нижнего испарителя, при этом пружины образуют упругую подвеску.The device includes lower springs associated with the inner wall of the lower evaporator and the lower wall of the instrument container, and side springs that are associated with the side walls of the instrument container and the inner side walls of the lower evaporator, wherein the springs form an elastic suspension.
Устройство включает каналы в верхней части нижнего испарителя и во внешнем термоизоляторе, а также выполненное в каркасе отверстие, при этом продольные оси указанных каналов, отверстия и окна приборного контейнера совмещены и в них расположены гибкие кабельные термоэлектрические термометры.The device includes channels in the upper part of the lower evaporator and in the external thermal insulator, as well as a hole made in the frame, while the longitudinal axes of these channels, holes and windows of the instrument container are aligned and flexible cable thermoelectric thermometers are located in them.
Устройство содержит керамоволокнистый фетр, образующий замкнутую оболочку внешнего термоизолятора вокруг испарителей, теплоизолятор во внутренней полости корпуса регистратора выполнен из вспененного жаропрочного отвержденного материала, теплоизолятор в полости между стенками приборного контейнера и корпусом регистратора выполнен из базальтоволокнистой жаропрочной ваты.The device contains a ceramic fiber felt forming a closed shell of an external thermal insulator around the evaporators, a heat insulator in the internal cavity of the recorder case is made of foamed heat-resistant cured material, a heat insulator in the cavity between the walls of the instrument container and the recorder case is made of heat-resistant basalt fiber wool.
Указанный результат получен также способом работы устройства для измерения температуры нагрева объекта в металлургических печах, содержащим выполнение в объекте отверстий разной глубины, размещение и фиксацию в отверстиях объекта температурных датчиков, заливку испарителей жидким хладоагентом, например водой, сборку устройства, для чего регистратор располагают в приборном контейнере, который устанавливают в емкости одного испарителя и закрывают его емкость вторым испарителем, затем термоизолируют испарители, после чего устройство фиксируют на объекте в рабочем положении, перемещают устройство вместе с объектом в горячей печи и регистрируют температуру движущегося в печи объекта, при этом во время сборки устройства сначала соединяют регистратор с гибкими кабельными термоэлектрическими термометрами и располагают корпус регистратора с гибкими кабельными термоэлектрическими термометрами в приборном контейнере, замораживают хладоагент в испарителях в минусовом температурном диапазоне -10°С ÷ -50°С, располагают первый испаритель емкостью вверх, в которой на упругой подвеске располагают и фиксируют приборный контейнер, далее сверху закрывают вторым испарителем первый испаритель и соединяют испарители между собой в один узел устройства, выдерживают собранный указанный узел в заданном интервале времени при естественной температуре и при этом отводят от регистратора тепло замороженными испарителями до выравнивания температур регистратора и приборного контейнера, одновременно с этим в указанном интервале времени термоизолируют испарители от внешней среды внешним теплоизолятором, затем устанавливают и фиксируют на объекте устройство с расположенным в корпусе и приборном контейнере охлаждаемым регистратором, устанавливают рабочие концы гибких термоэлектрических термометров, связанных с регистратором, в отверстия в объекте, вводят в горячую печь объект с охлаждаемым устройством и перемещают их в печи, причем при изменении минусовой температуры регистратора на плюсовую температуру и нагреве регистратора от него отводят тепло внутри корпуса, которое аккумулируют в корпусе термоаккумулятором, а при перемещении устройства и объекта в печи возникающие динамические нагрузки на корпусе регистратора гасят упругими колебаниями приборного контейнера относительно нижнего испарителя.The indicated result was also obtained by the method of operation of a device for measuring the heating temperature of an object in metallurgical furnaces, comprising making holes of different depths in the object, placing and fixing temperature sensors in the object’s holes, filling the evaporators with liquid refrigerant, such as water, assembling the device, for which the recorder is located in the instrument the container, which is installed in the tank of one evaporator and close its tank with a second evaporator, then the evaporators are thermally insulated, after which the device they are fixed on the object in the working position, the device is moved together with the object in the hot oven and the temperature of the object moving in the furnace is recorded, while during the assembly of the device, the recorder is first connected with flexible cable thermoelectric thermometers and the recorder case with flexible cable thermoelectric thermometers is placed in the instrument container, refrigerant is frozen in the evaporators in the minus temperature range of -10 ° С ÷ -50 ° С, the first evaporator is placed with the capacity up, in which the instrument container is positioned and fixed, then the first evaporator is closed with a second evaporator on top and the evaporators are connected to each other in one unit of the device, the assembled specified unit is held at a given time interval at a natural temperature and heat is removed from the recorder by frozen evaporators until the temperature of the recorder and the instrument is equalized container, at the same time in a specified time interval, the evaporators are thermally insulated from the external environment by an external heat insulator, then installed a device with a cooled recorder located in the housing and the instrument container is installed and fixed at the facility, the working ends of the flexible thermoelectric thermometers connected with the recorder are installed in the holes in the facility, an object with a cooled device is inserted into the hot oven and moved into the oven, and when the minus the temperature of the recorder to the plus temperature and the recorder is heated, heat is removed from it inside the case, which is accumulated in the case by a thermal accumulator, and when moving the device In the furnace, dynamic stresses arising on the recorder case are damped by elastic vibrations of the instrument container relative to the lower evaporator.
На фиг.1 показано схематическое изображение устройства для измерения температуры нагрева объекта в металлургической печи,Figure 1 shows a schematic illustration of a device for measuring the heating temperature of an object in a metallurgical furnace,
На фиг.2 - верхний испаритель,In Fig.2 - the upper evaporator,
На фиг.3 - крышка приборного контейнера,Figure 3 - the cover of the instrument container,
На фиг.4 - приборный контейнер,Figure 4 - instrument container,
На фиг.5 - нижний испаритель.Figure 5 - lower evaporator.
Устройство для измерения температуры нагрева объекта содержит электронный регистратор 1 температуры (фиг.1), соединенный электрически с элементами 2 питания и с гибкими кабельными термоэлектрическими термометрами 3, которые выполняют функции температурных датчиков в данном конкретном примере исполнения устройства. Термометры 3 соединены с рабочими спаями 4 гибких кабельных термоэлектрических термометров 3. Регистратор 1 и элементы 2 питания установлены в вакуумном приборном корпусе-термосе 5 (далее «корпус 5»). Корпус 5 закрыт крышкой 6.A device for measuring the heating temperature of an object comprises an electronic temperature recorder 1 (Fig. 1), electrically connected to power elements 2 and to flexible cable thermoelectric thermometers 3, which perform the functions of temperature sensors in this particular embodiment of the device. The thermometers 3 are connected to the working junction 4 of flexible cable thermoelectric thermometers 3. The recorder 1 and the power elements 2 are installed in a vacuum instrument case-thermos 5 (hereinafter referred to as “case 5”). Case 5 is closed by a cover 6.
Корпус 5 имеет двойные стенки, которые условно показаны линиями. Между стенками корпуса 5 образован вакуум. Корпус 5 регистратора расположен в приборном термосе-контейнере 7 (далее «приборный контейнер»), закрытом крышкой 8 этого контейнера. В боковой стенке приборного контейнера 7 выполнена выемка 9 (фиг.4), образующая с закрытой крышкой 8 окно 10 (фиг.1), в котором расположены гибкие кабельные термоэлектрические термометры 3.The housing 5 has double walls, which are conventionally shown by lines. A vacuum is formed between the walls of the housing 5. The case 5 of the recorder is located in the instrument thermos container 7 (hereinafter referred to as the “instrument container”), closed by a
Приборный контейнер 7 установлен в первом нижнем испарителе 11 с двойными замкнутыми стенками 12 и 13, между которыми образована замкнутая полость 14, заполненная в рабочем положении устройства хладоагентом 15. В верхней стенке 16 нижнего испарителя 11 выполнены первый патрубок 17 для заливки в полость 14 испарителя 11 хладоагента 15 и второй патрубок 18 для выхода из этой полости воздуха при заливке в нее хладоагента, а также для выхода пара из полости 14 во время работы устройства.The
Устройство включает установленный над первым нижним испарителем 11 второй верхний испаритель 19 с двойными замкнутыми стенками 20 и 21, между которыми образована замкнутая полость 22, заполненная хладоагентом 23. В качестве хладоагента могут быть использованы жидкие вещества, например вода, соляные и другие известные растворы, служащие для аккумуляции холода при замораживании.The device includes a second
В нижнем испарителе 19 выполнена внутренняя полость 24 (фиг.5) под приборный контейнер 7, установленный в этой полости (фиг.1). В верхней стенке 20 верхнего испарителя 19 выполнен первый патрубок 25 для заливки в полость 22 этого испарителя хладоагента 23 и второй патрубок 26 для выхода из полости 22 верхнего испарителя 19 воздуха во время заливки в нее хладоагента 23, а также для выхода пара из полости 22 во время работы устройства.In the
Испарители расположены в замкнутом внешнем термоизоляторе 27 в виде термозащитной оболочки, выполненной в данном примере исполнения из керамоволокнистого фетра, вокруг которого навита жароупорная проволока, образующая каркас 28. Упомянутые патрубки 17 и 18 нижнего испарителя 11 и патрубки 25 и 26 верхнего испарителя 19 расположены за пределами каркаса 28 и сообщены с окружающей горячей печной средой в рабочем положении устройства и с атмосферой в нерабочем положении устройства.The evaporators are located in a closed external thermal insulator 27 in the form of a thermal protective shell made in this example of ceramic fiber felt around which a heat-resistant wire is wound, forming a frame 28. The mentioned
Устройство содержит термоаккумулятор 29, представляющий собой выполненный из свинца сплошной массивный элемент, установленный вблизи регистратора 1. В данном примере исполнения устройства термоаккумулятор установлен над регистратором 1.The device comprises a thermal accumulator 29, which is a solid solid element made of lead and mounted near the recorder 1. In this example, the device has a thermal accumulator mounted above the registrar 1.
Рабочие спаи 4 гибких кабельных термоэлектрических термометров 3 температуры расположены и зафиксированы в каналах 30 объекта 31. Объект представляет собой заготовку металла, предназначенную для ее обработки в металлургической печи.Working junctions 4 of flexible cable thermoelectric thermometers 3 temperatures are located and fixed in the channels 30 of the object 31. The object is a metal billet designed for its processing in a metallurgical furnace.
Внутренняя полость 32 корпуса 5 регистратора заполнена теплоизолятором 33, выполненным в данном примере исполнения устройства из вспененного теплоустойчивого отвержденного материала, посредством которого регистратор 1 зафиксирован в корпусе 5 от перемещений. Данный материал введен в корпус 5 в полужидкой фазе.The internal cavity 32 of the recorder housing 5 is filled with a heat insulator 33 made in this example of a device made of foamed heat-resistant cured material, by which the recorder 1 is fixed in the housing 5 from movement. This material is introduced into the housing 5 in a semi-liquid phase.
Полость 34 приборного контейнера 7 заполнена теплоизолятором 35, представляющим собой в данном примере исполнения устройства базальтоволокнистую жаропрочную вату.The cavity 34 of the
Полость 36 между наружной стенкой 12 нижнего испарителя 11 и каркасом 28 заполнена вышеупомянутым внешним теплоизолятором 27.The cavity 36 between the outer wall 12 of the
Крышка 8 (фиг.3) приборного контейнера 7 зафиксирована на его боковых стенках отбортовками 37.The lid 8 (Fig.3) of the
Между внутренней стенкой 13 (фиг.1) нижнего испарителя 11 и стенкой приборного контейнера 7 образовано замкнутое воздушное пространство 38, в котором расположена подвеска приборного контейнера 7. Эта подвеска включает в данном примере исполнения устройства упругие нижние пружины сжатия 39, связанные с внутренней стенкой 12 нижнего испарителя 11 и нижней стенкой приборного контейнера 7, и боковые упругие пружины сжатия 40, связанные с боковыми стенками приборного контейнера 7 и внутренними боковыми стенками 12 нижнего испарителя 11.Between the inner wall 13 (Fig. 1) of the
В верхней части нижнего испарителя 11 выполнен канал 41 (фиг.5), в каркасе 28 выполнено отверстие 42 (фиг.1). Во внешнем термоизоляторе 27 выполнен канал 43. Продольные оси указанных каналов 41 и 43, отверстия 42 и расположенные в них ветви гибких кабельных термоэлектрических термометров 3 совмещены.In the upper part of the
Нижний испаритель 11 выполнен с рукоятками 44 (фиг.1, 5), верхний испаритель 19 выполнен с рукоятками 45 (фиг.1, 2), устройство имеет проушину 46 (фиг.1), связанную с каркасом 28.The
Объект 31 установлен, например, на приводных роликах 47, которые смонтированы на поду 48 печи. Устройство в данном примере его исполнения расположено на объекте 31 со смещением объекта на расстоянии s (фиг.1) от зоны 49 расположения рабочих спаев 4 устройства. Рабочие спаи 4 установлены на уровнях 50, расположенных по высоте объекта 31. По горизонтали рабочие спаи 4 расположены на расстоянии s1 друг от друга, а по вертикали рабочие спаи расположены на высоте h относительно друг друга. Эти расстояния могут быть постоянными или различными в зависимости от измеряемого температурного профиля объекта.Object 31 is mounted, for example, on drive rollers 47, which are mounted on the hearth 48 of the furnace. The device in this example of its execution is located on the object 31 with the displacement of the object at a distance s (figure 1) from the zone 49 of the location of the working junctions 4 of the device. Working junctions 4 are installed at levels 50, located along the height of the object 31. Horizontal working junctions 4 are located at a distance s1 from each other, and vertically working junctions are located at a height h relative to each other. These distances can be constant or different depending on the measured temperature profile of the object.
На фиг.5 показаны средства соединения испарителей, в частности, верхний испаритель 19 соединен с нижним испарителем 11 фиксаторами 51 нижнего испарителя 11, входящими в зацепление со скобами 52 (фиг.2) верхнего испарителя 19.Figure 5 shows the means of connecting the evaporators, in particular, the
Работа устройства поясняется способом его работы.The operation of the device is illustrated by the way it works.
Сначала выполняют в объекте 31 (фиг.1) отверстия 30 разной глубины, затем размещают и фиксируют в отверстиях объекта рабочие спаи 4 гибких кабельных термоэлектрических термометров 3.First, holes 30 of different depths are made in the object 31 (Fig. 1), then working junctions 4 of flexible cable thermoelectric thermometers 3 are placed and fixed in the holes of the object.
В разобранном положении устройства заливают в полости нижнего и верхнего испарителей 11 и 19 жидкий хладоагент 15 и 23, например воду. При этом в качестве хладоагента в другом исполнении устройства в полости указанных испарителей заливают другие жидкие растворы, которые по своим свойствам могут отличатся друг от друга.In the disassembled position of the device, liquid refrigerant 15 and 23, for example water, is poured into the cavities of the lower and
Далее производят сборку устройства. Регистратор 1 вместе с элементами электропитания 2, зафиксированными в корпусе 5 теплоизолятором 33, располагают в приборном контейнере 7, который устанавливают в емкости 24 первого нижнего испарителя 11, и закрывают емкость 24 вторым верхним испарителем 19. Термоизолируют испарители 11 и 19 термоизолятором 27. Далее устройство фиксируют на объекте 31 в рабочем положении и перемещают его вместе с объектом в горячей печи. Регистрируют температуру движущегося в печи объекта регистратором 1 путем фиксации измерительных электрических сигналов от гибких кабельных термоэлектрических термометров 3.Next, assemble the device. The registrar 1, together with the power supply elements 2, fixed in the housing 5 by the heat insulator 33, is located in the
Особенностью способа является то, что во время сборки устройства сначала замораживают хладоагенты 15 и 23 в испарителях 11 и 19. После этого заморозку испарителей производят в минусовом температурном диапазоне -10°С ÷ -50°С. Затем соединяют регистратор 1 с гибкими кабельными термоэлектрическими термометрами 3 и располагают корпус 5 вместе с регистратором и гибкими кабельными термоэлектрическими термометрами в приборном контейнере 7. Затем располагают первый испаритель 11 емкостью 24 вверх, в которой на упругой подвеске, например на пружинах 39 и 40, располагают и фиксируют приборный контейнер 7. Далее сверху закрывают вторым испарителем 19 первый испаритель и соединяют испарители 11 и 19 в один узел устройства фиксаторами 51 (фиг.5), вводимыми в зацепление со скобами 52.A feature of the method is that during assembly of the device, refrigerants 15 and 23 are first frozen in the
После заморозки испарителей выдерживают указанный узел устройства в заданном интервале времени при естественной температуре до состояния полного отвода от регистратора тепла замороженными испарителями и до состояния выравнивания температур регистратора и приборного контейнера и при этой выдержке одновременно в указанном интервале времени термоизолируют испарители от внешней среды внешним теплоизолятором 27 (матами), которые затем обматывают термоустойчивой проволокой, образующей каркас 28.After freezing the evaporators, the indicated unit of the device is kept in a predetermined time interval at a natural temperature to the state of complete removal of heat from the heat recorder by frozen evaporators and to the state of temperature equalization of the recorder and the instrument container, and at this shutter speed, the evaporators are thermally insulated from the external environment by an external heat insulator 27 ( mats), which are then wrapped with heat-resistant wire, forming a frame 28.
Устанавливают и фиксируют на объекте 31 устройство с расположенным в корпусе 5 и приборном контейнере 7 охлажденным регистратором 1. Устанавливают в отверстия 30 объекта 31 рабочие спаи 4, связанные с регистратором 1 гибкими термоэлектрическими термометрами 3. Вводят в горячую печь объект 31 с охлажденным устройством и перемещают их в печи, например, роликами 48.A device is installed and fixed at object 31 with a cooled recorder 1 located in the housing 5 and
В процессе прохождения пространства горячей печи происходит сначала нагрев наружной части измерительного устройства, затем нагрев испарителей 11 и 19, при этом хладоагенты 15 и 23 из испарителей испаряются по мере продвижения устройства в печи и его нагрева. Далее происходит нагрев приборного контейнера 7. Для исключения опасности перегрева регистратора 1 от него отводят тепло, образовавшееся внутри корпуса 5 регистратора. С этой целью тепло аккумулируют в корпусе 5 термоаккумулятором 29, который расположен в корпусе рядом с регистратором 1.In the process of passing through the space of a hot furnace, the outer part of the measuring device is first heated, then the
Отвод тепла от регистратора 1 согласно данному способу может быть произведен другим известным средством. При этом перегрев регистратора в определенном интервале времени, в течение которого регистратор работает в горячей печи, существенно уменьшается. Свинцовый массивный теплоемкий элемент, представленный в данном техническом решении в качестве термоаккумулятора 29, является элементом устройства, которое описано в качестве примера его исполнения. В другом исполнении устройства функции термоаккумулятора выполняет специальный охладитель, расположенный рядом с регистратором в корпусе 5.Heat removal from the recorder 1 according to this method can be produced by other known means. In this case, overheating of the recorder in a certain time interval during which the recorder operates in a hot furnace is significantly reduced. Lead massive heat-absorbing element, presented in this technical solution as a thermal accumulator 29, is an element of the device, which is described as an example of its execution. In another embodiment of the device, the functions of the thermal accumulator are performed by a special cooler located next to the recorder in the housing 5.
При перемещении устройства и объекта в печи, возникающие динамические нагрузки на корпусе 5 регистратора 1 гасят упругими колебаниями приборного контейнера относительно нижнего испарителя 11. Гашение колебаний осуществляют пружинами 39 и 40 упругой подвески приборного контейнера. При этом ударные нагрузки на регистраторе 1 уменьшаются.When moving the device and the object in the furnace, the resulting dynamic loads on the housing 5 of the recorder 1 are damped by the elastic vibrations of the instrument container relative to the
Уменьшение резких колебаний приборного контейнера, а также перегрева регистратора существенно стабилизирует температурные и динамические рабочие параметры, исключает недопустимые смещения гибких кабельных термоэлектрических термометров в соединении с регистратором.Reducing sharp fluctuations in the instrument container, as well as overheating of the recorder, significantly stabilizes the temperature and dynamic operating parameters, eliminates unacceptable biases of flexible cable thermoelectric thermometers in connection with the recorder.
Данный способ и устройство обеспечивают возможность его работы в горячей печи при температуре до 1600°С в течение 20 часов.This method and device provide the possibility of its operation in a hot furnace at temperatures up to 1600 ° C for 20 hours.
Источники информацииInformation sources
1. Блинов О.М., Беленький A.M., Бердышев В.Ф. Теплотехнические измерения и приборы, М., «Металлургия», 1993, с.288.1. Blinov O.M., Belenky A.M., Berdyshev V.F. Thermotechnical measurements and instruments, M., Metallurgy, 1993, p. 288.
2. Яиато Т., Мукомбо М., Аримацу К. Новая техника температурных измерений в черной металлургии, «Сумитомо киндзоку», 1986, т.38, №4, с.365-373.2. Yayato T., Mukombo M., Arimatsu K. A new technique for temperature measurements in the iron and steel industry, Sumitomo Kinzoku, 1986, vol. 38, No. 4, pp. 365-373.
3. JP 55-69736, 08.11.1978.3.JP 55-69736, 11/08/1978.
4. Furnace Tracker Temperaturmessung bis 1800°С, DATAPAQ, 05.1999.4. Furnace Tracker Temperaturmessung bis 1800 ° C, DATAPAQ, 05.1999.
5. EP 1202014 A2, 02.05.2001.5. EP 1202014 A2, 05/02/2001.
6. SU 1364903 A1, 07.01.1988.6. SU 1364903 A1, 01/07/1988.
7. JP 2000-130961, 12.05.2000.7. JP 2000-130961, 05/12/2000.
8. Журнал «Металлургическое производство и технология», №2, 2006, с.68, 70, 82.8. The journal "Metallurgical production and technology", No. 2, 2006, S. 68, 70, 82.
9. Termal monitoring during slab reheating processes BARTEK, «Componenten und systeme GmbH», 1999, c.2-8 (прототип).9. Termal monitoring during slab reheating processes BARTEK, "Componenten und systeme GmbH", 1999, c.2-8 (prototype).
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007140936/28A RU2357217C1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Measurment facility of object heating temperature in iron-and-steel furnaces and facility operation mode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007140936/28A RU2357217C1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Measurment facility of object heating temperature in iron-and-steel furnaces and facility operation mode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007140936A RU2007140936A (en) | 2009-05-20 |
RU2357217C1 true RU2357217C1 (en) | 2009-05-27 |
Family
ID=41021159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007140936/28A RU2357217C1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Measurment facility of object heating temperature in iron-and-steel furnaces and facility operation mode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2357217C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772026C1 (en) * | 2021-10-19 | 2022-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Технология и Оборудование для Стеклянных Структур" (ООО "ТОСС") | Method for manufacturing structural block from glasses of different compositions and device for its implementation |
-
2007
- 2007-11-07 RU RU2007140936/28A patent/RU2357217C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772026C1 (en) * | 2021-10-19 | 2022-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Технология и Оборудование для Стеклянных Структур" (ООО "ТОСС") | Method for manufacturing structural block from glasses of different compositions and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007140936A (en) | 2009-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1168896A (en) | Thermal sensor for detecting temperature distribution | |
CN108680285B (en) | Short thermocouple temperature calibration furnace and short thermocouple calibration method | |
CN101343676B (en) | On-line detecting device and method for temperature of blast furnace chamber | |
ES2273334T3 (en) | INTERNAL REFRACTORY COOLER. | |
CN104181195A (en) | Steady-state method-based heat conductivity coefficient measurement device | |
CA2784648A1 (en) | Thermal sensing for material processing assemblies | |
Kumar | Heat transfer analysis and estimation of refractory wear in an iron blast furnace hearth using finite element method | |
RU2357217C1 (en) | Measurment facility of object heating temperature in iron-and-steel furnaces and facility operation mode | |
Mates et al. | A pulse-heated Kolsky bar technique for measuring the flow stress of metals at high loading and heating rates | |
RU72061U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TEMPERATURE OF HEATING OF THE OBJECT IN METALLURGICAL FURNACES | |
CN203858222U (en) | Device for measuring seebeck coefficients of metals | |
Roman et al. | Temperature monitoring in the refractory lining of a continuous casting tundish using distributed optical fiber sensors | |
US7630090B2 (en) | Oven width measurement instrument and push-out ram provided with the instrument | |
NL1037881C2 (en) | CALIBRATION DEVICE FOR THERMOMETERS. | |
TW544463B (en) | Coke oven width measurement apparatus and a method for measuring coke oven width | |
CN108088871B (en) | Device and method for testing heat storage performance of fiber aggregate | |
CN111707095A (en) | Continuous heating furnace for temperature subsection detection | |
EA038898B1 (en) | Shaft furnace condition monitoring | |
JP2008286609A (en) | Temperature measuring device | |
EP3070444B1 (en) | A surface temperature measuring device | |
KR101345776B1 (en) | Initial cooling prediction system and method of superconducting magnet | |
CN208395274U (en) | A kind of gaseous phase deposition stove and its temperature measurement structure and temp measuring system | |
JP4328361B2 (en) | Coke oven carbonization chamber width measurement method | |
CN110487433A (en) | A kind of vacuum oil quenching workpiece temperature on-line measurement system | |
RU152837U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE TEMPERATURE FIELD OF THE OBJECT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091108 |