近几年,许多立窑厂在高温煅烧带和冷却带安装热电偶,检测和调节窑内温度。为保证检测的温度及时准确,减少滞后,实现实时控制,热电偶必须穿透窑壁耐火砖,与窑内物料直接接触。但由于高温带温度高达1300~1400℃。而且烧成过程中物料是在窑内连续不断地运动,热电偶始终处在与物料直接接触磨擦的状态。目前国产的普通工业用热电偶,其外套材料都是用高铝陶瓷(85~99%Al2O3)或不锈钢管(1Crl8Ni9Ti),其壁厚均在2~4毫米左右,Al2O3虽然在高温下化学性能稳定,但壁厚太薄,耐磨性不够。不锈钢管在450~850℃时,易产生“晶间腐蚀”现象,受冲击会发生断裂。这些问题都会造成外套短期内损坏,偶丝外露,热电偶无法正常工作。如果直接将这样的热电偶装入窑内,其使用寿命不到一年。为此,一些产家采用设计定购专用热电偶的方法。由此带来的问题是,设计、制造周期长,专用件价格高,且无互换性,维修更换不方便。我们在为枣庄矿务局水泥厂设计立窑检测调节系统时,采取了用普通工业用热电偶,自作保护套的方法,让物料与保护套直接接触,较好地解决了这个问题。
我们选用的热电偶是国产WRP和WRN等系列定型产品,品种规格多,货源充足,价格适中。保护套结构如图1所示。
图1 保护套由前后两段套接构成。前段(1)选用耐热钢车制而成,结构尺寸见图2。在窑体大修时按测点位置将其直接砌垒在耐火砖内。后段(2)选用普遍无缝钢管,前端插入套1内,后端与窑体外壁焊在一起。这种安装方式的特点是:
图2 1)前段要经受高温氧化及磨损,故采用耐热钢。2Cr21Ni12MnSiN、2Cr20Mn9Ni2Si2N、1Cr20Ni14SI2和1Cr25Ni20Si2四种材质可任选一种。由于这四种材质含Cr高,高温抗氧化能力强,含一定量的Ni,使钢在高温下奥氏体化,提高了热力强度。
2)后段仅起保护作用,因此用无缝钢管可以节省材料。而且分为前后两段,在窑体大修时,仅更换前段即可。
3)热电偶与无缝钢管之间用法兰盘固定,装拆方便。当热电偶出现故障时,可随时更换,不影响生产。 4)前段上开有φ12毫米斜孔,以利加快物料与热电偶之间的热传递,提高测温准确度。且斜孔为45°,物料不易进入套内。
5)保护套结构简单,便于自制。热电偶可直接选用普通热电偶的定型产品,不必专门定作,给使用维修带来方便。 使用一年多证明,基本满足抗氧化和耐磨性的要求,热电偶无一出现损坏现象,保证了窑体温度检测和调节系统的正常工作。