SU1477745A1 - Arrangement for monitoring the wear of blast furnace lining - Google Patents

Arrangement for monitoring the wear of blast furnace lining Download PDF

Info

Publication number
SU1477745A1
SU1477745A1 SU864213241A SU4213241A SU1477745A1 SU 1477745 A1 SU1477745 A1 SU 1477745A1 SU 864213241 A SU864213241 A SU 864213241A SU 4213241 A SU4213241 A SU 4213241A SU 1477745 A1 SU1477745 A1 SU 1477745A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
waveguides
horizons
blast furnace
lining
wear
Prior art date
Application number
SU864213241A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Ефимович Левченко
Петр Георгиевич Васильев
Николай Евстафьевич Алпаев
Анатолий Ильич Васюченко
Владимир Петрович Галушкин
Original Assignee
Днепропетровский Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Днепропетровский Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева filed Critical Днепропетровский Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева
Priority to SU864213241A priority Critical patent/SU1477745A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1477745A1 publication Critical patent/SU1477745A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к доменному производству и предназначено дл  контрол  износа футеровки доменной печи. Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  износа футеровки. Устройство состоит из волноводов 1, вмонтированных в футеровку на различных горизонтах по высоте доменной печи. На верхних и средних горизонтах вдоль волноводов размещены термопары, а на нижних горизонтах в волноводах размещены пирометры 11 излучени . Существо изобретени  заключаетс  в том, что волноводы нижних горизонтов выполнены кварцевыми, средних - стальными, а верхних - медными, а термопары выполнены с возможностью их продольного осевого перемещени . Измерение температуры позвол ет учесть вли ние температуры на скорость распространени  ультразвуковых волн,а выполнение волноводов из различных материалов учитывает температурный режим доменной печи.1 з.п.ф-лы,3 ил.This invention relates to a blast furnace and is intended to control the wear of a blast furnace lining. The aim of the invention is to improve the accuracy of monitoring the wear of the lining. The device consists of waveguides 1, mounted in the lining on different horizons along the height of the blast furnace. Thermocouples are placed along the waveguides in the upper and middle horizons, and pyrometers 11 are placed in the waveguides in the lower horizons. The essence of the invention is that the waveguides of the lower horizons are made of quartz, the middle ones are made of steel, while the upper ones are made of copper, and the thermocouples are made with the possibility of their longitudinal axial movement. Temperature measurement allows to take into account the effect of temperature on the speed of propagation of ultrasonic waves, and the implementation of waveguides from different materials takes into account the temperature regime of the blast furnace. 1CF files, 3 sludge.

Description

II

Изобретение относитс  к области контрол  футеровки доменных печей.This invention relates to the field of blast furnace control.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  износа фу- туровки. The aim of the invention is to improve the accuracy of monitoring wear of the jacket.

На фиг. 1 изображена схема реализации устройства дл  контрол  износа футеровки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - размещение вдоль волноводов термопар с возможностью их продольного осевого перемещени , вариант.FIG. 1 shows a diagram of the implementation of the device for controlling the wear of the lining; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 — arrangement of thermocouples along the waveguides with the possibility of their longitudinal axial displacement, option.

Устройство дл  контрол  износа футеровки содержит волноводы 1 диаметром 0,010-0,040 м, вмонтированные в футеровку 2 на различных горизонтах по высоте доменной печи. Снаружи печи волноводы заключены в амбразуры 3 с охлаждающей арматурой и сальниковыми уплотнени ми. В нижней 1/2 части шахты вмонтированы.кварцевые волноводы, например, на печи объемом 1033 м3 они размещены на трех нижних горизонтах; на 1/10-1/20 части высоты шахты ниже защитных плит колошника, например на одном верхнем горизонте размещены медные волноводы, а на средних горизонтах, т.е. на рассто нии 1/10-1/2 части высоты шахты ниже защитных плит колошника, - стальные волноводы. На каждом гори- - зонте вмонтировано по 4-12 волноводов по окружности шахты.The device for monitoring the wear of the lining contains waveguides 1 with a diameter of 0.010-0.040 m, mounted into the lining 2 at different levels along the height of the blast furnace. Outside the furnace, the waveguides are enclosed in an embrasure 3 with cooling fittings and gland seals. In the lower half of the mine, quartz waveguides are mounted, for example, on a furnace with a volume of 1033 m3, they are located on the three lower horizons; 1 / 10-1 / 20 of the height of the shaft below the protective plates of the furnace, for example, copper waveguides are placed on one upper horizon, and on average horizons, i.e. at a distance of 1 / 10-1 / 2 of the height of the shaft below the top of the protective plates of the furnace, - steel waveguides. 4-12 waveguides along the circumference of the mine are mounted on each horizontal - umbrella.

Размещение четырех волноводов на верхнем горизонте показано на фиг. 2. Увеличение количества волноводов на каждом горизонте и количества горизонтов способствует увеличению площади контрол  за износом футеровки 2 доменной печи и поставлению более надежной информации о степени износа в любой момент времени.The arrangement of the four waveguides in the upper horizon is shown in FIG. 2. The increase in the number of waveguides on each horizon and the number of horizons contributes to an increase in the area of monitoring the wear of the lining of 2 blast furnaces and the delivery of more reliable information about the degree of wear at any point in time.

0 0 0 0

5 0 50

5five

С целью контрол  внутренних торцов медных и стальных волноводов внутри каждого волновода 1 выполнено сквозное отверстие 4, которое снаружи печи заканчиваетс  патрубком 5 с сальниковым устройством 6 и отверсти ми 7 дл  вдувани  инертного газа. Внутри направл ющей трубки 8 с наконечником 9 размещена термопара, котора  соединена с вторичным прибором 10, например потенциометром типа ПП-63.In order to control the inner ends of the copper and steel waveguides, a through hole 4 is made inside each waveguide 1, which ends outside the furnace with pipe 5 with the packing device 6 and holes 7 for inert gas injection. A thermocouple is placed inside the guide tube 8 with a tip 9, which is connected to a secondary device 10, for example a potentiometer of the type PP-63.

Контроль температуры внутренних торцов кварцевых волноводов осуществл етс  пирометром 11 излучени , соединенным с вторичным прибором (не показано).The temperature of the inner ends of the quartz waveguides is controlled by a radiation pyrometer 11 connected to a secondary device (not shown).

Определение толщины футеровки 2 по скорректированной скорости ультразвуковых колебаний в волноводах 1 выполн ют ультразвуковым толщиномером 12, например прибором типа УТ-92 П.Determining the thickness of the lining 2 according to the corrected speed of ultrasonic vibrations in waveguides 1 is carried out with an ultrasonic thickness gauge 12, for example, with an UT-92 P type device.

Процесс контрол  износа футеровки осуществл етс  в следующем пор дке. Вмонтируют волноводы 1 в футеровку 2 после завершени  ее температурного роста. Дл  этого через 15-20 сут после задувки, в период кратковременной остановки печи, в футеровке 2 выполн ют каналы, укладывают в них волноводы 1 так, что внутренние торцы волноводов 1 наход тс  заподлицо с рабочей поверхностью футеровки 2, а наружные заключают в амбразуры 3 с сальниковыми уплотнени ми и охлаждением.The process for monitoring liner wear is carried out in the following order. The waveguides 1 are mounted in the lining 2 after the completion of its temperature growth. To do this, 15-20 days after blowing, during the short-term stopping of the furnace, channels 2 are installed in the lining 2, the waveguides 1 are placed in them so that the inner ends of the waveguides 1 are flush with the working surface of the lining 2, and the outer ones are enclosed in the loophole 3 with gland seals and cooling.

Затем в любой момент времени осуществл ют контроль температуры внутренних торцов волноводов 1. При этом дл  контрол  кварцевых волноводов используют пирометр 11 излучени  а контроль температуры металлических волноводов выполн ют в такой последовательности ,Then, at any time, the temperature of the inner ends of the waveguides 1 is monitored. In this case, the pyrometer 11 of the radiation is used to control the quartz waveguides and the temperature control of the metal waveguides is performed in such a sequence

Сквозное отверстие 4 в волноводе продувают инертным газом, например азотом, через отверсти  7 в патрубке 5 под давлением 230-300 кПа. Затем в отверстие 7 ввод т направл югаую труб ку 8 до момента соприкосновени  наконечника 9 термопары с шихтовыми материалами. Выдерживают термопару в этом рабочем положении 5-10 мин, после чего прибором 10 фиксируют температуру внутреннего торца волновода .Through hole 4 in the waveguide rinsed with an inert gas, for example nitrogen, through the holes 7 in the nozzle 5 under a pressure of 230-300 kPa. Then, a hole 8 is inserted into the hole 7 until the contact of the tip 9 of the thermocouple with the charge materials is in contact. The thermocouple is kept in this working position for 5-10 minutes, after which device 10 records the temperature of the inner end of the waveguide.

Контроль температуры внутренних торцов волноводов позвол ет учесть температурную погрешность измерений и определ ть остаточную толщину футеровки по скорректированной скорости ультразвуковых колебаний в волноводах. При этом скорректированную скорость определ ют по следу- ющим зависимост м:The temperature control of the inner ends of the waveguides allows one to take into account the temperature error of measurements and to determine the residual thickness of the lining according to the corrected speed of ultrasonic vibrations in the waveguides. In this case, the corrected speed is determined by the following dependencies:

,39-0,085-Т-0,000034х, 39-0,085-T-0.000034x

хТ2 (20°С Т 650°С); (1) Сст 5777 +0,045-1-0,00042-Т2 (20°(XxT2 (20 ° С T 650 ° С); (1) Cst 5777 + 0.045-1-0,00042-T2 (20 ° (X

чh

Ј Т 900°С);(2)Ј T 900 ° C); (2)

CN 5724,379+0,131-Т +0,000016 х х Т2 (20°С Т 1200°С), (3)CN 5724.379 + 0.131-T +0.000016 x x T2 (20 ° C T 1200 ° C), (3)

где CN, Сст, С - скорость упругих колебаний соответственно в медных, стальных и кварцевых волноводах;where CN, Cst, C is the speed of elastic oscillations, respectively, in copper, steel and quartz waveguides;

Т - температура внутрен- них торцов этих волноводов.T is the temperature of the internal ends of these waveguides.

Затем на цифровом индикаторе толщиномера 12 в режиме настройки скоThen on the digital indicator of the thickness gauge 12 in the setting mode

рости колебаний устанавливают расчетную величину скорости .колебаний, переключают толщиномер 12 в режим измерени  толщины, размещают преобразователь на наружном торце волновода 1 и по показанию цифрового индикатора суд т о толщине футеровки 2 в месте установки волновода.oscillations increase the calculated value of the oscillation velocity, switch the thickness gauge 12 to the thickness measurement mode, place the transducer at the outer end of the waveguide 1 and, judging by the digital indicator, judge the thickness of the lining 2 at the installation site of the waveguide.

Устройство включает кварцевые волноводы, например, изготовленныеThe device includes quartz waveguides, for example, made

сwith

Q 5 Q 5

0 5 0 5

0 0

0 0

5 five

5five

00

5five

из злектроплавленного кварцевого стекла (содержание 99,99%) , вмонтированные в нихнеft 1/2-3/4 части высоты шахты.Кварцевое стекло,  вп  сь светопроводом, обеспечивает возможность контрол  температуры внутренних торцов кварцевых волноводов с применением пирометра излучени . Креме того, этот материал сохран ет упругие свойства и способность проводить ультразвуковые волны при температурах до 1200-1300 0, что обусловливает необходимость его применени  в качестве волновода в нижней части шахты на тех горизонтах, где температура периферийных газов колеблетс  в пределах 900-1300°С, т.е. в нижней 1/2-3/4 части высоты шахты.Electro-fused quartz glass (content 99.99%), mounted in them not 1 / 2-3 / 4 of the height of the shaft. Quartz glass, along the light guide, provides the ability to control the temperature of the internal ends of the quartz waveguides using a radiation pyrometer. Moreover, this material retains elastic properties and the ability to conduct ultrasonic waves at temperatures up to 1200-1300 ° C, which necessitates its use as a waveguide in the lower part of the mine on those horizons where the temperature of peripheral gases varies between 900-1300 ° C i.e. at the bottom 1 / 2-3 / 4 of the height of the shaft.

На средних горизонтах шахты, т.е. на рассто нии 1/10-1/2 части высоты шахты ниже защитных плит колошника, можно использовать стальные волноводы в св зи с их дешевизной по сравнению с кварцевыми и способностью стали проводить ультразвуковые волны при температурах до 900 С, т.е. применение стальных волноводов на средних горизонтах экономически более целесообразно , чем кварцевых.On the middle horizons of the mine, i.e. at a distance of 1 / 10-1 / 2 of the height of the shaft below the top of the protective plates of the furnace, steel waveguides can be used due to their low cost compared to quartz ones and the ability to conduct ultrasonic waves at temperatures up to 900 ° C, i.e. the use of steel waveguides on medium horizons is more economically feasible than quartz ones.

На верхних горизонтах можно устанавливать медные волноводы, так как на горизонтах шахты с температурой периферийных газов 400-700 С (т.е. в верхней 1/10 части высоты шахты) и недостаточно интенсивным истирающим воздействием шихты стальные волноводы не изнашиваютс  одновременно с футеровкой , что обеспечивает достаточную надежность контрол .Copper waveguides can be installed on the upper horizons, since on the horizons of the mine with a temperature of peripheral gases of 400-700 C (i.e. in the upper 1/10 of the height of the shaft) and an insufficiently intensive abrasive effect of the charge, the steel waveguides do not wear out simultaneously with the lining, which provides sufficient reliability of control.

Вмонтирование медных волноводов ниже 1/10, а стальных ниже 1/2 высоты шахты от защитных плит колошника нецелесообразно, так как по данным исследований скорость ультразвуковых колебаний в меди и стали уменьшаетс  с ростом температуры в соответствии с уравнени ми 1 и 2 (при длине волноводов 0,5-1,5 м и охлаждении наружных концов), и эти материалы тер ют упругие свойства и способность проводить упругие волновые колебани  при достижении определенной температуры ( - медь, 900QC - сталь). Вмонтирование волноводов в верхней 1/20 части высоты шахты от защитных плит колошника нецелесообразно , так как износ футеровки непосредственно под защитными плитами колошника (0,7-1,0 м ниже плит) незначителен и контроль этого износа нецелесообразен.The installation of copper waveguides below 1/10, and steel below 1/2 the height of the shaft from the top of the protective plates is impractical because, according to research, the speed of ultrasonic oscillations in copper and steel decreases with increasing temperature in accordance with equations 1 and 2 (for waveguide lengths 0.5-1.5 m and cooling of the outer ends), and these materials lose their elastic properties and the ability to conduct elastic wave oscillations when a certain temperature is reached (copper, 900QC — steel). The installation of waveguides in the upper 1/20 of the height of the shaft from the protective plates of the top is impractical, since the wear of the lining directly under the protective plates of the top (0.7-1.0 m below the plates) is insignificant and the control of this wear is impractical.

Результаты измерений свидетельствуют о достаточно высокой точности предлагаемого устройства.The measurement results indicate a fairly high accuracy of the proposed device.

Расчеты показывают, что относительна  погрешность не превышает 0,005 м. Предел допускаемого значени  абсолютной погрешности толщиномера составл ет 0,01 от измер емой толщины. Поскольку обща  длина волновода в процессе измерений составл ет 1Э2-0,5 м, погрешность измерений толщины футеровки следует считать незначительной.Calculations show that the relative error does not exceed 0.005 m. The limit of the permissible absolute error of the thickness gauge is 0.01 of the measured thickness. Since the total length of the waveguide in the measurement process is 1E2-0.5 m, the error in measuring the thickness of the lining should be considered insignificant.

Контроль толщины огнеупорной футеровки с применением предлагаемого устройства позвол ет следить за динамикой изменени  рабочего про фил  печи при изменении технологических параметров работы агрегатов, предупреждать аварийные остановки печей вследствие ускоренного разгара огнеупоров, целенаправленно использо вать технологические факторы, способствующие увеличению срока службы огнеупорной футеровки.Monitoring the thickness of the refractory lining using the proposed device allows you to follow the dynamics of the working profile of the furnace when the technological parameters of the units change, prevent emergency shutdowns of furnaces due to the accelerated height of the refractories, purposefully use technological factors contributing to the increased service life of the refractory lining.

777456777456

Claims (1)

1. Устройство дл  контрол  из- 5 носа футеровки доменной печи, содер- жашее волноводы, вмонтированные в футеровку, а также источник и приемник ультрозвуковых волн, отличающеес  тем, что, с целью повы10 шени  точности контрол  износа футеровки , оно снабжено термопарами и пирометром, соединенными с вторичными приборами, в верхних горизонтах шахты печи установлены медные, в сред15 них - стальные, а в нижних - кварцевые волноводы, причем вдоль ВОЛНОРО- дов на верхних и средних горизонтах размещены терпомары, выполненные с возможностбю их продольного осевого1. A device for monitoring the nose liner of a blast furnace, containing waveguides embedded in the liner, as well as the source and receiver of ultrasonic waves, characterized in that, in order to improve the accuracy of wear control of the liner, it is equipped with thermocouples and a pyrometer, connected to secondary devices, copper furnaces were installed in the upper horizons of the furnace shaft, steel ones in the middle, 15 and quartz waveguides in the lower horizons, and along the WOLNOROD there were placed termoromes on the upper and middle horizons, th axial 20 перемещени .20 movements. 2„ Устройство по п. отличающеес  тем, что медные волноводы расположены на 1/10-1/20 часЭК2 "Device according to claim. Characterized in that the copper waveguides are located at 1/10 - 1/20 hour ти высоты шахты ниже защитных плит колошника, стальные - на рассто нии 1/10-1/2 части высоты шахты ниже защитных плит колошника, а кварцевые - в нижней 1/2-3/4 части высоты These are the heights of the shaft below the protective plates of the furnace top, the steel ones - at a distance of 1 / 10-1 / 2 parts of the height of the mine below the protective panels of the furnace top, and quartz ones in the lower 1 / 2-3 / 4 parts of the height 30 шахты.30 mines. CDtftlCDtftl QiteJQiteJ
SU864213241A 1986-12-23 1986-12-23 Arrangement for monitoring the wear of blast furnace lining SU1477745A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864213241A SU1477745A1 (en) 1986-12-23 1986-12-23 Arrangement for monitoring the wear of blast furnace lining

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864213241A SU1477745A1 (en) 1986-12-23 1986-12-23 Arrangement for monitoring the wear of blast furnace lining

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1477745A1 true SU1477745A1 (en) 1989-05-07

Family

ID=21292049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864213241A SU1477745A1 (en) 1986-12-23 1986-12-23 Arrangement for monitoring the wear of blast furnace lining

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1477745A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130181384A1 (en) * 2009-07-08 2013-07-18 Todd G. Smith Stave and brick constructions having refractory wear monitors and in process thermocouples

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент JP № 54-27513, кл. С 21 В 7/24, 1979. Патент JP кл. С 21 В 7/24, Патент JP кл. G 01 В 15/02, № 50-31083, 1975. № 5Ь23192, 1976. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130181384A1 (en) * 2009-07-08 2013-07-18 Todd G. Smith Stave and brick constructions having refractory wear monitors and in process thermocouples
US9121076B2 (en) * 2009-07-08 2015-09-01 Berry Metal Company Stave and brick constructions having refractory wear monitors and in process thermocouples

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3530716A (en) Device for continuously measuring the temperature of metal baths in melting or refining furnaces,particularly in converters
JPH01302104A (en) Method and apparatus for measuring corrosion of refractory lining of external wall
US5180228A (en) Radiation thermometer for molten iron and method for measuring the temperature of molten iron
CN111886347B (en) Blast furnace facility and method for operating blast furnace
US5302027A (en) Refractory sight tube for optical temperature measuring device
SU1477745A1 (en) Arrangement for monitoring the wear of blast furnace lining
US4004219A (en) Method for measuring the conditions inside a metal covered furnace during its operation
US4305286A (en) Method and apparatus for measuring the temperature in reactors
CA1068109A (en) Furnace charge profile measuring process and apparatus
US4568199A (en) Microwave pyrometer
SU624579A3 (en) Probe for measuring profile of charge surface
US3570277A (en) Arrangement for measuring the temperature of a metal bath
CA1168897A (en) Probe for taking gas samples and thermal measurements in a shaft furnace
ES8703633A1 (en) Probe for the determination of the temperatures of the walls of coke oven flues
JPH09243470A (en) Method for measuring level of molten metal in molten metal container and apparatus therefor
SU1397487A1 (en) Method of measuring the lining thickness of blast furnace
SU1011694A1 (en) Device for controlling distribution of materials over grate of blast furnace and condition of grate protection
Sadri et al. Monitoring and control of refractory wear for intensive operation of blast furnace
SU1257095A1 (en) Method of control of blast furnace run
CN2541465Y (en) Ablation monitor of furnace brasque
JPS6117919A (en) Temperature measuring instrument of molten metal
US2423216A (en) Method of heating open-hearth furnaces
CN1037210A (en) Molten steel continuous temperature measurement method
SU289306A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE TEMPERATURE IN THE METAL CRYSTALLIZATION PROCESS
JPS5940244B2 (en) Melt level detection method