КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРИ

У доменному виробництві технологічно допустима межа похибки при вимірюванні температури в різних точках має наступні значення: повітронагрівачі і газозмішувальні станції (купол, камера горіння і межі кладки) ± 15 °С; гази ± 1 %; повітря, доменний та природний гази ± 1,5 %; кожух повітронагрівачів ± 5 %; доменний процес і обладнання печі (колошниковий газ загальний і по газовідводу) ± 1,0 %; доменний газ по радіусу печі під і (або) над рівнем засипу шихти ± 1,5 %; профіль поверхні шихти на колошнику ± 2,5 %; у фурменних зонах ± 2,5 %; рідкі продукти плавки в горні ± 2 %; вода до і після охолодження холодильників і фурм ± 1,5%; кожух печі ± 5 % під захисними плитами на периферії печі і кладці поду ± 1,5 %; повітря до і після охолодження поду ± 1,5 %; азот на охолодження завантажувального пристрою ± 1,5 %; дуття і тракт гарячого комбінованого дуття (холодне та гаряче дуття) ± 1 %; гарячі відновні гази і вуглеводневе тепло ± 1 %; чавун по ходу випуску ± 1 %; процес і обладнання придоменної грануляції і розливання чавуну ± (1,0 – 1,5)%. При вимірюванні температур в діапазоні 0 – 800 °С не повинно виникати проблем.

Для виміру температури гарячого доменного газу (до 1500 ^оС) НВО «Черметавтоматика» розробило і впровадило більш ніж на 50 доменних печах серійну установку У-7131 (рис. 84), використання якої дозволяє замінювати впродовж 10 хв первинний вимірювальний перетворювач, що вийшов з ладу, без зупинки доменної печі. Застосування установки У-7131 сприяє підвищенню продуктивності печі приблизно на 0,2 % і економить 0,15 % коксу.

Перспективним є безконтактний метод виміру температур з використанням пірометричних перетворювачів. Цей метод знайшов застосування для контролю температури гарячого дуття підкупольної зони повітронагрівачів (рис. 85) і добре зарекомендував себе при контролі температури гарячих відновних газів. Розроблений і впроваджений на ряді печей пірометричний вимірник температури ИТП-7209, що утримує два незалежні канали виміру з пірометрами повного випромінювання ППТ-121, захисну арматуру, вторинні перетворювачі і шафу для подання до арматури захисного газу (повітря або азоту). Застосування вимірника ИТП-7209 забезпечує економію витрати коксу і приріст продуктивності печі приблизно на 0,25 %.

Нині вимірник модернізується із заміною на багатофункціональний вимірник БІТ підвищеної точності і надійності.

Рис. 84. Схема вимірювальної установки У-7131 для контролю температури гарячого доменного дуття: 1 – термоелектричний термометр; 2 – арматура АУТ-7131;

3 – автоматичний потенціометр

Рис. 85. Схема контролю за допомогою пірометра температури гарячого доменного дуття: 1 – пірометр; 2 – сполучний пристрій; 3 – візирна труба; 4 – футерований трубопровід гарячого дуття; 5 – шибер

Основні технічні дані ІТП-7209:

На вітчизняних і закордонних доменних печах до теперішнього часу повністю не розв'язана проблема надійного виміру температури чавуну і шлаку безперервно по ходу випуску. Контактні термоперетворювачі, що отримали поширення, для короткочасного виміру температури змінним вимірювальним пакетом разового користування не повною мірою задовольняють вимогам технології і автоматизації.

Нині у складі АСУТП проходить випробування на доменній печі № 3 ЗСМК установка безперервного контролю температури рідкого чавуну по ходу випуску на трьох льотках з пірометрами ИРКОН, що мають підвищену надійність і малі додаткові перешкоди при істотних (до 95 % зміни інтенсивності випромінювання) коливаннях світимості і змісту пилу і диму над контрольованим потоком чавуну і шлаку.

Київським інститутом автоматики запропонований для контролю температури фурмених вогнищ пірометр часткового випромінювання типу ФУРМОПИР, що складається з телескопа і запираючої арматури (рис. 86). Робота пірометра ґрунтована на залежності яскравості випромінювання фурменого вогнища від його температури і явищ внутрішнього фотоефекту в напівпровідниках. Пірометри встановлюють на місце гляделки на фурмених приладах і візують на фурмені вогнища доменної печі. Вони обладнані захисною арматурою, що охолоджується стислим повітрям.

Основні технічні характеристики пірометра ФУРМОПИР:

Робоча довжина хвилі, мкм.................................................... Вихідний сигнал, мВ............................................................... Показник візування................................................................. Відстань телескопа до об'єкту виміру, м...............................

0,4-1,2 1,56-10,0 1/50 3 0,5

На доменній печі заводу в м.Огасимі фірмою "Ниппон кокан" (Японія) випробуваний аналогічний автоматичний пристрій для виміру яскравості фурмених вогнищ (рис. 87). Робота пристрою в охолоджуваній захисній арматурі ґрунтована на оптичному методі виміру інтенсивності світлового потоку фурменої зони. Пристрій забезпечений МІКРОЕОМ. Інтенсивність випромінювання корелерується зі змістом кремнію в чавуні, що виплавляється, а частота циркуляції коксу – з температурним станом горна. Інформацію від датчиків застосовують в системі діагностики і управління тепловим режимом доменної печі.

Рис. 86. Установка пірометра для контролю температури підкупольної зони повітронагрівачів доменної печі

Рис. 87. Загальний вигляд пірометра «Фурмопир»:

1 – шарнір; 2 – клапан; 3 – запірний пристрій; 4 – фланцеве з'єднання; 5 – телескоп

ЦНИИчерметом, НВО «Черметавтоматика» і Московським інститутом стали і сплавів (МІСіС) розроблені і випробувані на доменних печах комбінатів ім. Ілліча, «Азовсталь», ММК і НВО «Тулачермет» термодатчики контролю температури фурмених зон, що вбудовуються жорстко безпосередньо в дуттєві фурми (рис. 88). Термодатчики сприймають інтегральне випромінювання фурмених вогнищ і дають інформацію про зміну їх температурних режимів. Одночасно датчики дозволяють прогнозувати прогар дуттєвих фурм. Інформація термодатчиків характеризує тепловий стан фурмених вогнищ і може застосовуватися для його стабілізації шляхом зміни витрат природного газу по фурмам.

Рис. 88. Схема вимірника яскравості фурмених вогнищ доменної печі:

1 – тепловий екран; 2 – охолоджувальний пристрій; 3 – фотодетектори; 4 – фланець;

5 – напівпрозоре дзеркало; 6 – вікно для огляду фурменого приладу; 7 – фурмений канал

Застосування тепловізорів дозволяє разом з діагностикою перегрівань кожухів печей, повітронагрівачів і тракту гарячого доменного дуття визначати настили, ушкодження і міру зносу футерування, виявляти згорілі холодильники, контролювати забивання пилом трубопроводів, справність стану силового устаткування.