UA25128C2

UA25128C2 - CONTACT METHOD OF MEASUREMENT OF TEMPERATURE OF ELECTRIC CONDUCTIVE MELTS AND DEVICES FOR ITS IMPLEMENTATION

Info

Publication number: UA25128C2
Application number: UA97104904A
Authority: UA
Inventors: Юрій Володимирович Орловський; Юрій Борисович Бєляєв; Сергій Георгійович Глазунов; Сергій Олегович Авдєєв
Original assignee: Юрій Володимирович Орловський; Юрій Борисович Бєляєв; Сергій Георгійович Глазунов; Сергій Олегович Авдєєв
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2002-02-15

Abstract

An invention relates to a field of technologic processes parameters control for metal melting, and a melt temperature is measured for that by a contact method with the help of the sensors (thermocouple) on the basis of its thermo-emf effect. A method of the conductive molten metal temperature measurements is implemented by disposing the part of the device case which is to be in contact with the molten metal with a certain gap between lower in relation to the measured environment part of the device case and the melt level, and the thermo-electrodes are starting to insert into the melt, and after the measurement is complete the insertion of the thermo-electrodes is stopped, and its hot ends are extracted from the melt. A device for the temperature measurement contains the case with the thermo-electrodes isolated one from the other, mechanism and guided rails for the thermo-electrodes movement, a measuring unit. The device additionally contains a unit for certain gap between the case, made of a refractory material, and the molted metal level setting; the mechanism for the thermo-electrodes movement is with a manual or electromechanical control and has a multi-channel structure with the possibility to control velocity of every thermo-electrode movement with the help of thermo-measuring unit, which contains a master velocity governor and an input for the standard thermocouple connection; the guided rails are made from capillary tubes, and the mechanism for movement and the measuring unit are disposed in single case.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належіть до галузі контролю параметрів технологічних процесів, переважно - плавлення металів, і 2 може бути використаний при вимірюванні температури контактним способом датчиками на основі ефекту термо- е. р. с. в металургійному виробництві.The invention belongs to the field of control of the parameters of technological processes, mainly metal melting, and 2 can be used in the measurement of temperature by the contact method with sensors based on the effect of thermo-e.r.s. in metallurgical production.

Відомі контактні способи вимірювання температури електропровідних (металічних) розплавів термопарними пристроями, коли термоелектроди вводять до розплаву разом з корпусом термовимірювального пристрою, в якому вони розміщені (див. Журнал "Сталь ", 1979. - Мо8. - С.599 - 600, автори Курітник І. П. та інші; авт. то св. СРСР 621970, МКВ?СО1К?7/02, 1978, Бюл. Мо32; авт. св. СРСР 800690, МКВ?ОО1К?7/02, 1981, Бюл. Мо4; авт. св. СРСР 922533, МКВ2О01К7/02, 1982, Бюл. Мо15). Значення термо- е. р. с. фіксують з холодних кінців термоелектродів приладами, що містять електронні вимірювальні блоки, індикатори температури і органи функціонального настроювання .There are known contact methods for measuring the temperature of electrically conductive (metallic) melts by thermocouple devices, when thermoelectrodes are introduced into the melt together with the housing of the thermomeasuring device in which they are placed (see Journal "Steel", 1979. - Mo8. - P.599 - 600, authors Kuritnyk I.P. and others, author of the USSR 621970, MKV?SO1K?7/02, 1978, Bull. Mo32, author of the USSR 800690, MKV?OO1K?7/02, 1981, Bull. Mo4; Auth. of the USSR 922533, MKV2O01K7/02, 1982, Byul. Mo15). The value of thermo-e.r.s. are fixed from the cold ends of thermoelectrodes with devices containing electronic measuring units, temperature indicators and functional adjustment bodies.

Недоліком вказаних технічних рішень є те, що при проведенні вимірювань корпуси термовимірювальних пристроїв контактують з вимірюваним середовищем, що зумовлює необхідність їх виготовлення з вогнетривких матеріалів, які витримують тривале перебування в розплаві металу при підвищених температурах, наприклад, для сталі - при (1500 - 1700)76.The disadvantage of the specified technical solutions is that during measurements, the housings of thermomeasuring devices come into contact with the measured medium, which necessitates their manufacture from refractory materials that can withstand a long stay in molten metal at elevated temperatures, for example, for steel - at (1500 - 1700) 76.

Найбільш близьким по технічній суті до заявлюваного способу є контактний спосіб вимірювання температури електропровідних розплавів (авт. св. СРСР Мо714173, Мкв2сО1Коз, 1980). Згідно з відомим способом перед завантаженням металу в конвертер до пристрою подають захисний газ під тиском, що перевищує можливий статичний тиск розплаву, розташованого над каналами керамічного блоку. Після завантаження металу для вимірювання температури вмикають механізм подачі термоелектродів. З моменту контакту термоелектродів і до моменту їх розчинення або згорання в розплаві реєструють температуру рідкого металу, сThe closest in technical essence to the claimed method is the contact method of measuring the temperature of electrically conductive melts (auth. of the USSR Mo714173, Mkv2sO1Koz, 1980). According to the known method, before loading the metal into the converter, a protective gas is supplied to the device under a pressure that exceeds the possible static pressure of the melt located above the channels of the ceramic block. After loading the metal, the thermoelectrode supply mechanism is turned on to measure the temperature. From the moment of contact of the thermoelectrodes until the moment of their dissolution or combustion in the melt, the temperature of the liquid metal is recorded, with

Найбільш близьким по технічній суті до заявлюваного є пристрій для вимірювання температури електропровідних розплавів контактним способом, (авт. св. СРСР Мо714173, МКВ2О1К7/02, 1980). що містить о керамічний блок з термоелектродами, вільно розміщеними в каналах керамічного блоку, засоби подачі термоелектродів в зону вимірювання, джерело захисного газу, з'єднане з каналами, в яких розміщені електроди, прилад реєстрації температури розплаву. (ее)The device for measuring the temperature of electrically conductive melts by the contact method is the closest in terms of technical substance to the claimed one (author. USSR Mo714173, MKV2O1K7/02, 1980). containing a ceramic block with thermoelectrodes freely placed in the channels of the ceramic block, means of supplying thermoelectrodes to the measurement zone, a source of shielding gas connected to the channels in which the electrodes are placed, a device for recording the temperature of the melt. (uh)

Недоліками відомих способу і пристрою є: необхідність виготовлення корпусу пристрою з дорогого тугоплавкого матеріалу внаслідок контакту корпусу з см розплавом металу; «- додаткова безперервна подача захисного газу під тиском, який перевищує можливий статичний тиск розплаву змінної величини, що зумовлює велику витрату газу і ускладнення способу і пристрою; й обов'язкове виконання "вікна" в стінці плавильного агрегату для установки в ньому корпусу з Ге термоіїзольованими електродами; проведення вимірювання до моменту повного розчинення або вигорання термоелектродів, до зумовлює великі витрати дорогих термоелектродів. «Disadvantages of the known method and device are: the need to make the body of the device from an expensive refractory material due to the contact of the body with the molten metal; "- additional continuous supply of shielding gas under a pressure that exceeds the possible static pressure of the melt of a variable value, which leads to a large gas consumption and complication of the method and device; and mandatory implementation of a "window" in the wall of the melting unit for installation of a body with Ge thermally insulated electrodes in it; carrying out the measurement until the moment of complete dissolution or burnout of the thermoelectrodes leads to high costs of expensive thermoelectrodes. "

Винахід вирішує завдання удосконалення способу і пристрою для безперервного вимірювання температури електропровідних розплавів шляхом зміни взаємного розташування пристрою відносно розплаву, температуру - с якого вимірюють, що забезпечує знижену температуру в зоні розміщення пристрою відносно до температури ц розплаву. "» Поставлене завдання по способу вирішується тим, що при контактному способі вимірювання температури електропровідних металів, який включає подачу термоелектродів з корпусу в розплав під час вимірювання і реєстрацію вимірюваної температури, згідно з винаходом, корпус пристрою з термоелектродами розміщують із іме) заданим зазором між нижньою відносно до вимірюваного середовища частиною корпусу і рівнем розплаву, а сл після проведення вимірювань подачу електродів припиняють і їх гарячі кінці дістають з розплаву.The invention solves the problem of improving the method and device for continuously measuring the temperature of conductive melts by changing the relative location of the device relative to the melt, the temperature of which is measured, which ensures a reduced temperature in the area where the device is located relative to the temperature of the melt. "» The task set by the method is solved by the fact that in the contact method of measuring the temperature of conductive metals, which includes feeding thermoelectrodes from the housing into the melt during measurement and recording the measured temperature, according to the invention, the housing of the device with thermoelectrodes is placed with a specified gap between the lower relative to the measured medium, part of the body and the level of the melt, and after the measurements, the supply of electrodes is stopped and their hot ends are removed from the melt.

Поставлене завдання по пристрою вирішується тим, що пристрій для вимірювання температури - електропровідних розплавів контактним способом, який містить корпус з ізольованими один від одного юю 50 термоелектродами, вільно розміщеними в каналах корпусу, механізм і напрямні подачі термоелектродів в зону вимірювань, термовимірювальний блок з органами керування і функціонального настроювання, згідно з с запропонованим винаходом, споряджено блоком установки зазору між корпусом і рівнем розплаву, в той час як корпус пристрою виконано з матеріалу із зниженою вогнетривкістю.The task set for the device is solved by the fact that the device for measuring the temperature of electrically conductive melts by the contact method, which contains a case with 50 thermoelectrodes isolated from each other, freely placed in the channels of the case, a mechanism and guides for supplying thermoelectrodes to the measurement area, a thermomeasuring unit with control bodies and functional adjustment, according to the proposed invention, is equipped with a unit for setting the gap between the housing and the melt level, while the housing of the device is made of material with reduced fire resistance.

При цьому механізм подачі термоелектродів виконаний двоканальним з регульованою швидкістю подачіAt the same time, the thermoelectrode supply mechanism is made of two channels with an adjustable supply speed

Кожного з термоелектродів, а привод механізму подачі виконаний ручним та/або електромеханічним.Each of the thermoelectrodes, and the drive of the feed mechanism is made manually and/or electromechanically.

Термовимірювальний блок містить задатчик-регулятор швидкості індивідуальної подачі кожного з о термоелектродів і канал підключення та індикації зразкової термопари. іме) При цьому напрямні для подачі термоелектродів, механізм подачі і вимірювальний блок розміщені в єдиному корпусі. 60 Напрямні для подачі термоелектродів виконані з металічних капілярів.The thermomeasuring unit contains a speed controller for the individual supply of each of the thermoelectrodes and a channel for connection and indication of a sample thermocouple. име) At the same time, the guides for supplying thermoelectrodes, the supply mechanism and the measuring unit are placed in a single housing. 60 Guides for feeding thermoelectrodes are made of metal capillaries.

Суть винаходу полягає в такому. Як показали дослідження (див. Журнал "Проблемь! специальной злектрометаллургии",1991.- Мо3. - С. 54 - 57), температура в плавильному агрегаті над розплавом вимірюється таким чином, що при віддаленні від верхнього краю розплаву на відстань більш 40мм температура знижується на (100 - 150)7С, тобто при утворенні повітряного зазору між розплавом і пристроєм для вимірювання 65 температури забезпечується можливість розміщення пристрою в зоні зниженої температури відносно до температури вимірюваного середовища. При цьому необхідно чітко фіксувати заданий зазор, величина якого залежить від того, температуру якого середовища вимірюють.The essence of the invention is as follows. As research has shown (see the Journal "Problem! of special electrometallurgy", 1991.- Mo3. - pp. 54 - 57), the temperature in the melting unit above the melt is measured in such a way that when moving away from the upper edge of the melt by a distance of more than 40 mm, the temperature decreases at (100 - 150)7С, i.e. when an air gap is formed between the melt and the device for measuring 65 temperature, the possibility of placing the device in the zone of reduced temperature relative to the temperature of the measured medium is ensured. At the same time, it is necessary to clearly fix the specified gap, the size of which depends on the temperature of the medium being measured.

Контактний спосіб вимірювання температури здійснюють установкою корпусу пристрою над розплавом із заданим зазором, подачею в розплав пари термоелектродів, що висувають з корпусу на час, необхідний дляThe contact method of temperature measurement is carried out by placing the body of the device above the melt with a specified gap, feeding into the melt a pair of thermoelectrodes that protrude from the body for the time required for

Виконання вимірювання, з наступним витягуванням гарячих кінців термоелектродів з розплаву. Це зумовлює економію, тому що зникає необхідність виготовлення корпусу пристрою з дефіцитних дорогих тугоплавких вогнетривких матеріалів внаслідок значного зниження градієнту температури при віддаленні від поверхні металу, наприклад до (1000 - 1500370.Carrying out the measurement, followed by pulling out the hot ends of the thermoelectrodes from the melt. This leads to savings, because the need to manufacture the device body from scarce, expensive refractory refractory materials disappears due to a significant decrease in the temperature gradient when moving away from the metal surface, for example to (1000 - 1500370.

Пристрій, який реалізує спосіб, споряджений блоком установки необхідного зазору між корпусом і розплавом, /0 що забезпечує безпеку вимірювання і економічність внаслідок виконання корпусу з матеріалу зниженої вогнетривкості. Крім того, механізм подачі термоелектродів виконано багатоканальним з регульованою швидкістю подачі кожного; термовимірювальний блок містить задатчик-регулятор швидкості індивідуальної подачі термоелектродів різних типів, канали підключення та індикації зразкової термопари, що забезпечує оптимальні витрати дорогих термоелектродів і універсальність застосування пристрою. Напрямні для подачі /5 Термоелектродів виконані з металічних капілярів, що здешевлює конструкцію пристрою. В цілому пристрій виконано в єдиному корпусі, а привод механізму подачі термоелектродів виконано як ручним, так і електромеханічним, що забезпечує його портативність та зручність в умовах експлуатації.The device, which implements the method, is equipped with a unit for setting the required gap between the case and the melt, /0, which ensures measurement safety and economy due to the case being made of a material of reduced fire resistance. In addition, the thermoelectrode feeding mechanism is multi-channel with adjustable feeding speed of each; the thermomeasuring unit contains a speed controller for the individual supply of thermoelectrodes of various types, connection channels and indications of a sample thermocouple, which ensures optimal consumption of expensive thermoelectrodes and the versatility of the device. Guides for feeding /5 Thermoelectrodes are made of metal capillaries, which makes the design of the device cheaper. In general, the device is made in a single case, and the thermoelectrode feed mechanism drive is made both manual and electromechanical, which ensures its portability and convenience in operating conditions.

На фігурі схематично зображено пристрій для здійснення контактного способу безперервного вимірювання температури електропровідних розплавів. Пристрій містить порожнистий корпус 1 з напрямними 2, в яких 2о розташовані термоелектроди З, механізм 4 подачі з приводом 5 (ручним або електромеханічним). Запас термоелектродного дроту розташовано в бобінах б. Блок 7 установки зазору містить датчик 8, з'єднаний з індикатором 9. Вимірювальний блок містить індикатор 10, що фіксує показання температури.The figure schematically shows a device for implementing the contact method of continuous temperature measurement of conductive melts. The device contains a hollow body 1 with guides 2, in which thermoelectrodes C are located 2, feed mechanism 4 with drive 5 (manual or electromechanical). The supply of thermoelectrode wire is located in bobbins b. Unit 7 of setting the gap contains a sensor 8 connected to an indicator 9. The measuring unit contains an indicator 10 that records temperature readings.

Для проведення вимірювання температури розплаву роблять так. Перед початком вимірювань пристрій зондовою частиною - кінцем кожуха корпуса 1 - опускають в піч над рівнем розплаву металу доти, поки індикатор с ов З датчика 8 установки зазору не покаже, що задану відстань між кінцем кожуха і рівнем металу досягнуто. Після цього, у міру необхідності вимірювання температури, термоелектроди 3, намотані на бобіни 6, висувають і) приводом 5 з напрямних 2 за допомогою механізму 4 подачі до досягнення їх кінцями рівня металу, про що сигналізуватиме індикатор 9 сигналу блоку 7. В міру розчинення і згоряння в розплавленому металі термоелектродів, їх доподають в розплав механізмом ; подачі із швидкістю, що компенсує витрату со зо термоелектродів. Сигнал про необхідність доподачі термоелектродів надходить з індикатора 10 в разі різкого падіння значень термо- е. р. с., що свідчить про вихід електродів із розплаву в шлак або у повітря. При с необхідності тривалого вимірювання сигнал від індикатора 10 вводиться як зворотній зв'язок в систему «- керування електроприводом 5 подачі термоелектродів.To measure the temperature of the melt, do the following. Before starting the measurements, the device with the probe part - the end of the casing casing 1 - is lowered into the furnace above the level of the molten metal until the indicator of the sensor 8 of the gap installation shows that the specified distance between the casing end and the metal level has been reached. After that, as the temperature measurement becomes necessary, the thermoelectrodes 3 wound on the bobbins 6 are pushed out i) by the drive 5 from the guides 2 using the feed mechanism 4 until their ends reach the level of the metal, which will be signaled by the indicator 9 of the signal of the unit 7. As the dissolution and combustion in molten metal of thermal electrodes, they are added to the melt by a mechanism; supply at a speed that compensates for the consumption of thermoelectrodes. The signal about the need to feed thermoelectrodes comes from indicator 10 in the event of a sharp drop in thermoelectric power values, which indicates the exit of the electrodes from the melt into the slag or into the air. If a long-term measurement is necessary, the signal from the indicator 10 is input as feedback to the system "- control of the electric drive 5 of the supply of thermoelectrodes.

Запропонований пристрій забезпечує оперативні багаторазові швидкі або тривалі вимірювання температури о з5 електропровідних розплавів будь-якого складу найбільш зручним, безпечним та економічним способом, що с здешевлює і спрощує як вимірювання температури, так і автоматизацію процесу плавки металів.The proposed device provides operational multiple quick or long-term temperature measurements of electrically conductive melts of any composition in the most convenient, safe and economical way, which makes both temperature measurement and automation of the metal melting process cheaper and simpler.

Claims

The formula of the invention "Y | | | | s 1. Contact method of measuring the temperature of electrically conductive melts, which includes feeding thermoelectrodes into the melt during measurement and recording the measured temperature, which is characterized by the fact that the body of the device with thermoelectrodes is placed with a specified gap between the lower, relative to the measured medium, part of the body and the level of the melt, and after the measurements, the supply of thermoelectrodes is stopped and their hot ends are removed from the melt. d) 2. A device for measuring the temperature of electrically conductive melts, containing a case with thermoelectrodes isolated from each other, freely placed in the channels of the case, a mechanism and guides for supplying the thermoelectrodes to the measurement area, a measuring unit with control and functional - adjustment bodies, which differs the fact that the device is additionally equipped with a block for setting the gap between the Casing casing and the melt level, and the device body is made of a material of reduced fire resistance. eat) Z. The device according to claim 2, which differs in that the thermoelectrode feeding mechanism is multi-channel with adjustable feeding speed of each of the thermoelectrodes and is manual and/or electromechanical.

4. The device according to claim 2, which is characterized by the fact that the measuring unit contains a speed controller for the individual supply of thermoelectrodes, as well as a channel for connecting and indicating a sample thermocouple.

5. The device according to claim 2, which is characterized by the fact that the feed guides of the thermoelectrodes, the feeding mechanism and the measuring unit are placed in a single housing. (F) 6. The device according to claim 2, which differs in that the guides for the thermal electrodes are made of capillaries. name) 60 b5