книги из ГПНТБ / Радиоизотопные приборы в промышленности строительных материалов

ную объемную массу (табл. 7.3). Для уменьшения влия­ ния непостоянства фракционного состава материала не­ обходимо приблизить друг к другу сечения контроля, т. е. стремиться к тому, чтобы в контролируемых сече­ ниях материал был одинакового фракционного состава. Это почти полностью исключает влияние изменений фракционного состава материала.

В процессе обжига уменьшается механическая проч­ ность известняка. Из анализа фракционного состава из-

Время обжига, ч

Рис. 7.3. Зависимость насыпной объемной массы мате­ риала от времени обжига.

вестняка и извести (см. табл. 7.2 и 7.3; номера проб из­ вестняка приблизительно соответствуют номерам проб извести, полученной из этого известняка) видно, что в извести процентное содержание мелких фракций повы­ шается. Это будет приводить к некоторому увеличению насыпной объемной массы готового материала. Следо­ вательно, наклон нижней части кривой должен возрасти, что повышает чувствительность метода.

При повышении температуры обжига и получении «пережога» в зависимости от содержания в исходном сырье кислых окислов S i 0 2 , А12 0з. F e 2 0 3 и щелочных окислов N a 2 0 , К2О будет соответственно изменяться и количество присутствующего расплава, которое опреде­ ляет интенсивность рекристаллизационного уплотнения продукта, т. е. наклон нижней части кривой, описывае­ мой функцией y = f ( T ) .

Следует отметить, чтО наименее выражен наклон нижней части кривой, описываемой данной функцией,

что соответствует наиболее чистым разновидностям про­ анализированных известняков, с которыми и проводи­ лись все исследования.

Анализ данных обжига материала при разных темпе­ ратурах, разном времени обжига и учет степени усадки в зависимости от рекристаллизационных процессов при

§ 2. ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ

Наиболее простой и точный метод определения на­ сыпной объемной массы — весовой метод, при этом не­ обходимо отобрачь представительные пробы обрабаты­ ваемого материала. В условиях шахтной печи при на­ личии больших масс обрабатываемого материала брать представительные пробы в трех сечениях по высоте печи практически нельзя. Это послужило основанием для ис­ пользования в данном случае радиоизотопного метода измерения плотности. Бесконтактность радиоизотопного метода и отсутствие необходимости отбора проб делают его единственным, с помощью которого можно успешно определить степень готовности извести непосредственно в зоне обжига печи.

Большие массы обрабатываемого материала, круп­ ные габариты технологического оборудования приводят к необходимости применения в данном случае у-излуче­ ния, обладающего наибольшей проникающей способно­ стью.

Из всех разновидностей у-метода измерения плотно­ сти метод широкого пучка наиболее приемлем, так как при измерениях на шахтной печи приходится иметь дело

кого пучка реального объекта, которое и использовали для последующих уточненных расчетов. В качестве источ­ ника излучения выбрали радиоактивный изотоп Со0 0 .

§ 3. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ УСТАНОВКИ (РГИ)

Конструкция установки для контроля готовности из­ вести в шахтных известеобжигательных печах должна отвечать вполне определенным техническим, технологи­ ческим, эксплуатационным и экономическим требова­ ниям.

Технические требования определяются диапазоном толщин контролируемого материала, его насыпной объ­ емной массой, изменением насыпной объемной массы материала в процессе обжига, необходимым временем измерения и формой получения технической документа­ ции о результатах контроля.

Толщина слоя контролируемого материала определя­ ется конструкцией печи и для известеобжигательных пе­ чей Бекабадского цементного комбината составляет 1600 мм.

Насыпная объемная масса известняков зависит от схемы дробления, т. е. от фракционного состава, хими­

обожженной извести и имеют изменения объемной на­ сыпной массы соответственно 0,33 и 0,44 г/см3.

Время измерения можно брать порядка нескольких минут, это практически не будет влиять на погрешность измерения, так как заметное изменение насыпной объ­ емной массы, связанное с декарбонизацией материала, происходит в течение нескольких часов.

Результаты измерения состояния процесса обжига должен регистрировать самопишущий прибор контроля технологического процесса, а следовательно, и сортно­ сти выпускаемой извести.

К условиям эксплуатации установки относят: окру­ жающую температуру, влажность, длительность непре­ рывной работы. Источники и детекторы излучения дол­ жны находиться в районе зоны обжига, пульт управле­ ния с системами питания, регистрации и записи — на рабочем месте обжигальщика. Установка должна быть выполнена во влаго-, пылезащищенном варианте. Ре­ жим работы — непрерывный.

Экономические требования определяются первона­ чальной стоимостью установки, эксплуатационными рас­ ходами и сроком окупаемости.

Конструктивно установка (рис. 7.4) состоит из трех защитных контейнеров 1, 2, 3 с радиоактивными источ­ никами Со6 0 , трех сцинтилляционных детекторов 4, 5, 6

ОО *

Рис. 7.4. Структурная схема установки І Т И .

излучения и электронно-измерительного устройства из трех интенсиметров 7, 8, 9, четырех самопишущих по­ тенциометров 10, 11, 12, 14, электронной схемы сравне­ ния 13 и блока питания 15. Контейнеры устанавливают с одной стороны печи на трех специально выбранных уровнях зоны обжига. С диаметрально противополож­ ной стороны в этих же плоскостях устанавливают три детектора.

Защитные контейнеры выполнены из свинца, зали­ того в стальной корпус, имеют дистанционный электри­ ческий привод для перемещения источников в рабочее и транспортное положения. Для уменьшения ослабляю­ щего действия футеровки печи, а также для стабилиза­ ции базы просвечивания в футеровке как со стороны детекторов, так и состороны контейнеров устанавли­ вают специальные фурмы из жаропрочной стали. Для уменьшения базы просвечивания (расстояние от нсточ-

меняющегося постоянного напряжения снимаются с вы­ ходов интенсиметров и подаются па вход электронной схемы сравнения. Электронное устройство сигнализи­ рует об определенном им неравенстве и, кроме того, вы­ дает соответствующий командный сигнал в систему автоматического управления процессом обжига.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Юнг В. Н., Бутт Ю. М., Журавлев В. Ф. Технология вяжущих веществ. М., Промстройиздат, 1952.

2.Бутт Ю. М. Технология цемента и других вяжущих материалов.

М., Стройиздат. 1964.

3.Шумиловский Н. Н., Мельтцер Л. В. Основы теории устройства

автоматического контроля с использованием радиоактивных изо­ топов. М., Изд-во АН СССР, 1959.

4. Арцыбашев В. А. Гамма-метод измерения плотности. М., Атомиздат, 1965.

5. Полевые ядерно-геофизические методы. М., «Наука», 1966.

Г Л А В А 8

РАДИОИЗОТОПНЫЙ РАСХОДОМЕР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

ВВЕДЕНИЕ

Для автоматизации контроля непрерывных техноло­ гических процессов важную роль играют приборы, из­ меряющие расходы сыпучих материалов.

Существует много видов механических расходомеров сыпучих материалов непрерывного действия [1—5]. В зависимости от устройства датчиков их можно подраз­ делить на группы: а) расходомеры для измерения рас­ хода материалов, перемещаемых различными транспор­ тирующими устройствами (ленточными, шнековыми, лотковыми); б) центробежные расходомеры; в) крыльчатые (лопастные) и винтовые расходомеры.

Кроме этих имеются расходомеры дискретного дей­ ствия для измерения расхода сыпучих материалов с по­ мощью различных мерных емкостей. В этих расходоме­ рах применяют датчики на базе упругих весовых элементов, индукционные, электротензометрические, пневматические, гидравлические и др.

Немалое место в серии приборов, предназначенных для непрерывного измерения расхода сыпучих и куско­ вых материалов на транспортере и в потоке, занимают приборы с радиоизотопными датчиками. Идея исполь­ зования радиоизотопных датчиков в различных расхо­

надежность; механические расходомеры обладают, как правило, небольшой надежностью.

В качестве примера можно сказать, что устанавли­ ваемые на цементных заводах механические весы раз­ личных марок для определения производительности вра­ щающихся печей обычно быстро выходят из строя, и заводы вынуждены работать без точного измерения количества выпускаемого клинкера и оценивать произ­ водительность вращающихся печей по расходу шлама, что дает весьма приближенный результат. Производи­ тельность цементных мельниц весьма часто определяют,

относительно невысокая точность измерения, так и не­ который консерватизм производственников вообще в вопросах использования радиоизотопной техники. Ме­ ханические расходомеры сыпучих материалов обеспечи­

зависимости степени поглощения у-излучения от ее зна­ чения. В ГКВ-1 у-излучение, просвечивая в вертикаль­ ном направлении транспортерную ленту с находящимся на ней материалом, воспринимается детектором, кото­ рый расположен по всей ширине ленты под транспор­ тером (рис. 8.1). В зависимости от количества материа­ ла на транспортере меняется число импульсов от детек­ тора. Далее импульсы дифференцируются, формируются по амплитуде и длительности и, попадая на измеритель скорости следования импульсов, преобразуются в посто­ янное напряжение отрицательной полярности, которое