SU987346A1 - Device for remote control of furnace internal surface - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ВаУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПЕЧИ(54) DEVICE FOR REMOTE CONTROL OF WATER SURFACE WATER SURFACE

Изобретение относитс  к вспомогательному металлургическому оборудованию и может быть конкретно использовано при конструировании телевизионных устройств дл  непрерывного дистанционного контрол  рабочего срсто ни  сталеплавильной печи в услови х высоких температур и освещенностей.The invention relates to ancillary metallurgical equipment and can be specifically used in the design of television devices for continuous remote monitoring of the working conditions of a steel-smelting furnace under high temperature and light conditions.

Известно устройство дл  дистанционного контрол  внутренней поверхности печного агрегата, содержащее охлаждаемый корпус с оптическим окном, размещенную внутри корпуса телевизионную передающую камеру и механизм перемещени  устройства в зону смотрового отверсти  печи 1.A device for remote control of the internal surface of a furnace unit is known, comprising a cooled housing with an optical window, a television transmission chamber placed inside the housing and a mechanism for moving the device into the zone of the inspection opening of the furnace 1.

Недостатком такого устройства  вл етс  сравнительно мала  эксплуатационна  надежность в услови х максимальных рабочих температур и освещеннобтей наблюдаемого объекта.The disadvantage of such a device is relatively low operational reliability under conditions of maximum operating temperatures and illuminated objects of the observed object.

Это не позвол ет использовать известное устройство с телевизионной передающей камерой дл  дистанционного непрерывного наблюдени  сверх ; рких низкоконтрастных объектов в. i услови х высоких температур (Т ) / при светимости выше. 500 лк, т.е. например, в услови х металлур .гического производства, а также приThis prevents the use of a known device with a television transmission camera for remote continuous observation over; low-contrast objects c. i conditions of high temperatures (T) / with luminosity higher. 500 lx, i.e. for example, in the conditions of metallurgical production, as well as

наблюдении процессов в высокотемпературных промышленных установках: камерах сгорани , в каналах МГД-генераторов и т.п.observation of processes in high-temperature industrial installations: combustion chambers, channels of MHD generators, etc.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  защиты приборов от теплоизлучений и агрессивных сред в печах, содержащее охлаждаемый корпус со смотгровой камерой, снабженной патруб1 ом подвода газа. Внутри камеры установлена насадка в виде усеченного конуса , вершиной в сторону прибора, с отверсти ми в его боковой поверхности д   подачи охлс1ждающего газа 2.The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a device for protecting devices from heat radiation and corrosive environments in furnaces, comprising a cooled housing with a viewing chamber equipped with a gas supply pipe. Inside the chamber, a nozzle is installed in the form of a truncated cone, apex towards the device, with openings in its side surface for supplying a cooling gas 2.

Веро тность безотказной работы этого устройства в течение дес тков .сотен часов в этих услови х близка к нулю вследствие низкой защищенности элементов телевизионной камеди от инфракрасного и светового излучени , а также вследствие возможности попадани  во внутренний объем устройства высокотемпературных газовых потоков и быстролет щих раскаленных частиц, капель расплава и т.п.The reliability of the failure-free operation of this device for tens of hours in these conditions is close to zero due to the low security of the television gum elements from infrared and light radiation, as well as due to the possibility of high-temperature gas flows and fast-flying particles in the internal volume of the device, melt drops, etc.

Claims (2)

Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности устройства 30 и времени наблюдени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  дистанционного контрол  внутренней Ьоверхности печи , содержащем охлаждаемый корпус с коническим насадком, имеющим отверсти  дл  выхода охлаждающего газа, размещенные в оправе конического насадка защитные стекла, каналы подвода охлаждающего газа к поверхности внешнего защитного стекла и к .отверсти м конического насадка, расположенную в охлаждаемом корпусе телевизионную камеру и механизм перемещени  охлаждаемого корпуса к месту контрол , в оправе конического насад ка дополнительно установлен светофильтр ., при этом в оправе выполнены каналы,сообщающие зазоЕЫ между защитными стеклами и светофильтром с поверхностью внешнего защитного стекла. Светофильтр выполнен в виде защитного покрыти  из окиси титана, на несенного на основание светофильтра Использование оптического окна с Газоохлаждаемыми защитными стеклами из тугоплавкого материала и светофильтра с полупрозрачным покрытием из окиси титана позвол ет при высоких уровн х температур и освещенностей осуществить надежное функционирование телевизионной передающей камеры , так как спектральна  чувствительность такого светофильтра по наблюдаемому объекту имеет максимум в области условий наблюдени . При толщине сло  окиси титана 1(Г пропускание по освещенности составит 2-15%. Уменьшение пропускани  по освещенности указанного свето фильтра менее 2% снижает полезный сигнал на входе в телевизионную камеру до уровн , при котором отношение .сигнал-шум резко снижаетс . Увеличение пропускани  светофильтра более 15% также ухудшает услови  работы видикона вследствие чрезмерного повышени  уровн  входного сигнала На чертеже показано предлагаемое устройство, продольный разрез. Устройство дл  дистанционного кон рол  внутренней поверхности рабочей каме м сталеплавильной печи содержит телевизионную передающую камеру, видикон 1 которой установлен в охлаждаемом кЪрпусе 2,размещенном в рабочем положении в смотровом окне 3сталеплавильной печи. Корпус 2 телевизионной камеры в головной части содержит оптическое окно, в оправке 4которого закреплены два защитных кварцевых стекла 5 и оптический светофильтр 6. Между светофильтром 6 и видиконом 1 размещен короткофокусный кинообъектив 7 типа Мир-.11М телевизионной камера. Блок 8 предварительного усилени  сигналов изображени  передающей камеры 1 азмещен на открытых платах 9 внутри тубуса 10., Оправка 4 оптического окна снабжена каналами 11 дл  протока охлаждающего воздуха из полости корпуса 2 последовательно через зазоры между светофильтром 6 и защитными стеклами 5 ца наружную поверхность внешнего защитного стекла. Кроме того, оправка 4 содержит свободные каналы 12 дл  протока охлаждающего воздуха непосредственно из полости корпуса 2 в его головную часть в направлении образук цих конуса с углом при его вершине от 30 до 120°. Охлаждающий воздух в корпус 2 устройства подаетс  по патрубкам 13 и омывает последова тельно блок 8 предварительного усилени  сигналов изображени , видикон 1 камеры, кинообъектив 7, а затем светофильтр 6 и защитные стекла 5. Охлаждающа  вода подаетс  в рубашку , 14 и в каналы охлаждени  головной части корпуса 2 по патрубкам 15. Патрубки 13 и 15 укреплены на торцовой части опорного фланца 16, на котором консольно укреплен тубус 10 и электроразъемы 17 дл  питани  видикона 1 блока 8 и вывода полезного сигнала. На оправке кинообъектива 7 укреплен контактный датчик 18 температуры, соединенный электрически с блоком управлени  (не показан) механизмом 19 перемещени  устройства. Механизм 19 перемещени  содержит сферический шарнир 20, установленный консольно на т гах 21 дл  линейного перемещени  устройства, причем привод углового перемещени  устройства (не показан) может быть соединен с выходом блока упра:влени  (не показан) дл  обеспечени  сканировани  в диапазоне углов до 56°. Кроме того, кинообъектив. 7 видикона 1 может быть снабжен механизмом (не показан) дл  его дистанционного диафрагмировани  и трансфокации . Смотрова  часть окна 3 печи защищена водоохлаждаемой рубашкой 22 и снабжена кольцевым коллектором 23 дл  подачи охлаждак цего воздуха. Оптический защитный блок передаю-: щей содержит по крайней мере два последовательно установленных защитных стекла из тугоплавкого материала и один кварцевый светофильтр, который имеет защитное покрытие на внутренней поверхности стекла с 5% пропусканием йо освещенности. В качестве материала дл  такого полупрозрачного зеркального покрыти  используетс  температуростойка  (до 500) окись титана, спектральна  чувствительность которого по наблюдаемому объекту (футеровка, фурмы, металл) Имеет максимум в области условий наблюдени . Устройство с телевизионной передающей камерой предназначено дл  дистанционного контрол  за состо нием подины двухванной сталеплавильно печи после выпуска металла, работы и состо ни  форм, загрузки шихты и засыпки магнезита, контрол  сопел г зовых горелок и т.п Экономический эффект использоваНИН изобретени  состоит в повышении качества продукции, сталеплавильной печи, оборудованной такой телевизионной камерой. При этом возможен по сто нный контроль за ведением техно логического процесса плавки металла своевременного объективного анализа рабочего состо ни  печи, а также : ее футеровки при проведении ремонтных работ. Ожидаемый технико-экономический эффект от использовани  устройства на металлургическом заводе при дистанционном объективном контроле за состо нием подины ванны двухванной сталеплавильной печи при мощности 300 т каждой ванны составл ет не менее 6,1-10 рвуб.в год из расчета экономии 1,5 мин чистого времени при проведении осмотра печи после каждой плавки (врем  одной плавки 210 мин), что дает экономию 13 плавок в сутки, или 4400 плавок в год. Стоимость 1 т стали составл ет 68 руб./т (врем  визуального осмотра внутренности печи после плавки ранее равн лось 5 мин). В действительности указанный эффект будет значительно выше вследст вие повышени  качества выплавл емой стали, надежности объективного контрол  состо ни  фурм, газовых тарело процесса загрузки печи и т.п. Формула изобретени  1.Устройство дл  дистанционного контрол  внутренней поверхности печи , содержащее охлаждаемый корпус с коническим нассщком, имеющим отверсти  дл  выхода охлаждающего газа, размещенные в оправке конического насадка защитные стекла, каналы подвода охлаждающего газа к поверхности внешнего защитного стекла и к отверсти м конического насадка, расположенную в охлаждаемом корпусе телевизионную камеру и механизм перемещени  охлаждаемого корпуса к месту контрол , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности и увеличени  времени наблюдени , в оправе конического насадка дополнительно установлен светофильтр, при этом в оправе выполнены каналы, сообщающие зазоры между защитными стеклами и светофильтром с поверхностью внешнего защитного стекла. 2.Устройство по п. 1, отличающее с  тем, что светофильтр выполнен в виде защитного покрыти  из окиси титана, нанесенного на основание светофильтра. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кочетов B.C. и Парижский Г.С. Телевизионна  техника в технологии строительных материалов. Л., Стройиздат , 1980, с. 51. The purpose of the invention is to increase the operational reliability of the device 30 and the time of observation. This goal is achieved by the fact that in a device for remote control of the internal furnace surface containing a cooled body with a conical nozzle having openings for the exit of the cooling gas, protective glasses placed in the rim of the conical nozzle, channels of the cooling gas supply to the external protective glass and the hole m of a conical nozzle, a television camera located in a cooled housing, and a mechanism for moving the cooled housing to the place of control, in the frame of a conical attachment A light filter is installed. In this case, channels are installed in the frame, telling the clutches between the protective glasses and the light filter with the surface of the external protective glass. The optical filter is made in the form of a protective coating of titanium oxide, worn on the basis of the optical filter. Using an optical window with gas-cooled protective glasses made of refractory material and a light filter with a translucent titanium oxide coating allows reliable operation of the television transmitting chamber, as the spectral sensitivity of such a filter over the observed object has a maximum in the region of the observation conditions. When the thickness of the titanium oxide layer 1 (G, the transmittance on illumination will be 2-15%. The decrease in transmittance on illumination of the specified light filter less than 2% reduces the useful signal at the entrance to the television camera to a level at which the signal-to-noise ratio decreases sharply. Increased transmittance a light filter of more than 15% also worsens the working condition of a Vidicon due to an excessive increase in the level of the input signal. The drawing shows the proposed device, a longitudinal section. The boiler chamber of the steel-smelting furnace contains a television transmitting chamber, whose vidicon 1 is installed in a cooled case 2 placed in the working position in the viewing window of the smelting furnace 2. The camera body 2 in the head part contains an optical window, in the mandrel 4 of which two protective quartz glasses 5 are fixed and optical filter 6. Between the filter 6 and Vidic 1 there is a short-focus film lens 7 of the World-.11M type television camera. The pre-enhancement unit 8 of the image signals of the transmitting chamber 1 is placed on the open boards 9 inside the tube 10. The optical window mandrel 4 is provided with channels 11 for cooling air flow from the cavity of the housing 2 successively through the gaps between the optical filter 6 and the protective glasses 5 and the outer surface of the outer protective glass . In addition, the mandrel 4 contains free channels 12 for cooling air duct directly from the cavity of the housing 2 to its head in the direction of the cone with an angle at its top from 30 to 120 °. The cooling air into the device body 2 is supplied through the nozzles 13 and successively bathes the pre-amplification unit 8 of the image signals, the camera's vidicon 1, the film lens 7, and then the light filter 6 and protective glasses 5. The cooling water is supplied to the jacket 14 and to the cooling channels of the head part housing 2 along nozzles 15. Nozzles 13 and 15 are mounted on the front part of the support flange 16, on which the tube 10 and electrical connectors 17 are cantilevered to power the vidicon 1 of block 8 and output the useful signal. A contact temperature sensor 18 is electrically fixed on the mandrel of the film lens 7, electrically connected to a control unit (not shown) by the mechanism 19 for moving the device. The movement mechanism 19 comprises a spherical hinge 20 mounted cantilever on the legs 21 for linear movement of the device, the drive of the angular movement of the device (not shown) can be connected to the output of the control unit (not shown) to provide a scan in the angle range up to 56 ° . In addition, a film lens. 7, Vidicon 1 may be equipped with a mechanism (not shown) for remote diaphragming and zooming. The viewing part of the window 3 of the furnace is protected by a water-cooled jacket 22 and is provided with an annular manifold 23 for supplying an air cooler. The optical protective unit of the transmitter: contains at least two protective glass in series of refractory material and one quartz filter that has a protective coating on the inner surface of the glass with 5% light transmission. As a material for such a translucent mirror coating, temperature-resistant (up to 500) titanium oxide is used, the spectral sensitivity of which over the observed object (lining, tuyeres, metal) has a maximum in the range of observation conditions. The device with a television transmitting camera is designed to remotely monitor the state of the bottom of a two-bath steel-making furnace after metal production, work and state of forms, charge loading and backfilling of magnesite, control of gas burner nozzles, etc. The economic effect of using the invention is to improve product quality , steelmaking furnace equipped with such a television camera. At the same time, it is possible to continuously control the technological process of metal smelting by timely objective analysis of the operating state of the furnace, as well as: its lining during repairs. The expected technical and economic effect of using the device at the metallurgical plant with remote objective monitoring of the bottom of the bath in a two-bath steel-smelting furnace with a capacity of 300 tons of each bath is at least 6.1-10 rubles per year in terms of saving 1.5 minutes of net time during the inspection of the furnace after each melting (the time of one melting 210 min), which saves 13 heats per day, or 4400 heats per year. The cost of 1 ton of steel is 68 rubles per ton (the time of visual inspection of the inside of the furnace after melting was previously 5 minutes). In fact, this effect will be much higher due to the improved quality of the steel being produced, the reliability of the objective control of the tuyeres condition, the gas heating of the furnace loading process, etc. Claim 1. Device for remote control of the internal surface of the furnace, comprising a cooled body with a conical insert, having openings for the exit of the cooling gas, protective glasses placed in the mandrel of the conical nozzle, channels of the cooling gas supply to the surface of the external protective glass and to the openings of the conical nozzle, a television camera located in the cooled housing and a mechanism for moving the cooled housing to the monitoring point, characterized in that, in order to increase the operational In addition to the reliability and increase of the observation time, a light filter is additionally installed in the rim of the conical nozzle, and channels are installed in the rim, which provide gaps between the protective glasses and the light filter with the surface of the external protective glass. 2. The device according to claim 1, wherein the filter is made in the form of a protective coating of titanium oxide deposited on the base of the filter. Sources of information taken into account in the examination 1.Kochetov B.C. and Paris G.S. Television equipment in the technology of building materials. L., Stroyizdat, 1980, p. 51. 2.Авторское свидетельство СССР 541798, кл. F 27 D 21/00, 1974.2. Authors certificate of the USSR 541798, cl. F 27 D 21/00, 1974. V|V |