Устройство для определения углерода в жидком металле

 

О П И С А Н И Е пп 42509I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 23,10.72 (21) 1839298(26 25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.04.74. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описа| ия 01.10.74 (51) М. Кл. G 01n 25/06

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изоаретений

И OTKPblTHH (53) УДК 539.219 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. Д. Зорин и Л. С. Файнзильберг

Ордена Ленина институт кибернетики АИ Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕН ИЯ

УГЛЕРОДА В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ

Изобретение относится к области физикохимического анализа металлов и сплавов и может быть использовано в черной металлургии, в частности в системах автоматизации сталеплавильных агрсгатов.

Известно устройство для определения углерода в жидком металле методом «ликвидус», содержащее датчик, модулятор, запоминающее устройство, вычитающий сумматор, нульорган, ключ, функциональный преобразователь, выходной блок, два реле времени и устройство пуска охладителя.

Однако в процессе эксплуатации за счет старения термопары датчика и нарушения ее градуировочной характеристики возрастает погрешность определения углерода, что снижает срок нормальной работы устройства.

Кроме того, известному устройству присуща постоянная погрешность, так как температура сная термопары датчика ниже, чем температура его чехла.

Цель изобретения — повысить точность анализа.

Для этого предлагаемое устройство снабжено калибрующим устройством, состоящим из датчика-калибратора, формирователя импульсов, двух ключей, калибратора, устройства сравнения, дискретного накопителя, суммирующего устройства и корректора, причем выход датчика через ключ соединен со входом суммирующего устройства, выход которого соединен со входом функционального преобразователя, а выход датчика-калибратора подключен ко входу формирователя IIv.пульсов, выходы которого соединены с управляющими ьходами ключей калибрующего устройства, вход первого ключа соединен с выxoäoì калибратора, а вход второго — с Bblxoдом датчика, выходы ключей калибрующего

10 устройства подсоединены ко входам устройства сравнения, выход которого соединен со входом дискретного накопителя, выход которого соединен со входом суммирующего устройства. другой вход которого подключен к выходх

15 корректора.

За счет такого включения обеспечена автоматическая коррекция системы, учитывающая пзмепспис градуировочной характеристики тсрмопары датчика и отклонение его показа20 ний от действительной температуры ликвидусН I

Блок-схема устропства представлена на чертенке.

Устройство состоит из датчика 1, модулятора 2, запоминающего устройства 3, вычитаю30 щего сумматора 4, нуль-органа 5, ключа 6, 425091 функционального преобразователя 7, выходного блока 8, двух реле времени 9 и 10, устройства 11 пуска охладитсля, суммирующего устройства 12, корректора 13, калибратора

14, датчика-калибратора 15, формиров,|тсл|- импульсов 16, ключей 17 и 18 калибрующсго устройства, устройства сравнения 19, дискретного накопителя 20.

Работу устройства, заключающу|ося в определении температуры ликвидуса;кслезо-углеродистого расплава с последующим пересчетом ее в содержание углерода, и коррекции датчика, осуществляют следующим образом.

Устройство 11 пуска охладителя включает подачу охлаждающего газа внутрь защитного чехла датчика 1. Начинается процесс охлаждения, в период которого на чехле датчика 1 образуется корка металла расплава.

В момент кристаллизации корки происходит кратковременная остановка температурной кривой, по которой и определяе|ся момент начала кристаллизации. Для этого сигнал с датчика 1 (термопары) поступает через модулятор 2 в запоминающее устройство 3, где записываются дискретные значения те;1псратурной кривой. Вычитающий сумматор 4 производит операцию вычитания последующего дискретного значения величины от предыдущего.

В момент их равенства срабатывает нуль-орган 5, который выдает сигналы на управляющий вход ключа б и на реле времени 9 и 10, которые переходят в исходное положение.

При этом реле времени 9 отключает устройство 11 пуска охладителя, а реле времени 10 запирает модулятор 2.

При подаче сигнала от нуль-органа 5 на управляющий вход ключа 6 оп открывается, и сигнал с датчика 1, проходя через открытьш ключ б, поступает через суммирующее устройство 12, функциональньш преобразователь 7 в выходной блок 8. Этот сигнал, пропорциональный содержанию углерода в жидком металле, фиксируется в выходном блоке 8 до следующего цикла измерения.

Работа калибрующего устройства состоит в следующем. Датчик-калибратор 15 срабагывает при строго фиксированной температуре внутри защитного чехла датчика 1. Принцип действия его основан на ф|<п<сировапии температуры кристаллизации (плавления) чистого железа, которая является постоянной и высокостабильной.

При подаче в пространство защитного чехла датчика 1 охлаждающего газа температура в чехле начинает уменьшаться. При достижении температуры кристаллизации чистого железа срабатывает датчик-калибратор 15.

Формирователь импульсов 16 выдает в этот момент сигналы на ключи 17 и 1", которые открываются и подсоединяют к устройству сравнеHHH 19 выходы 1 1 IH><2 1 B ка 11 16pH 1 0 ра 14. В калибраторе 14 зало>кено напряжение, равное э, д. с. эталонной термопары 1|ри температуре кристаллизации чистого железа.

Если сигнал с датчика 1 отличается о" папряжения, заложенного в калибраторе 14 (значит, нарушена градуировочная характеристика термопары датчика 1), то в устройстве сравнения 19 формируется сигнал ошибки, который поступает в дискретный накопитель

20, где сигнал ошибки запоминается и выдается в суммирующее устройство 12 до момента следующей калибровки.

Температура спая термопары датчика 1 отличается от температуры кристаллизующейся корки металла на постоянную или медленно меняющуюся величину At. Это обусловлено наличием градиента температур по объему защитного чехла датчика 1. Для устранения этой погрешности в схему включен корректор, выдающий на суммирующее устройство 12 сигнал U„, пропорциональный разности температур At. Эта величина подбирается при наладке системы, основываясь на сопоставле20 нии показания датчика устройства с данными химического анализа на углерод данного расплава. Она остается постоянной на весь период эксплуатации датчика. Таким образом, в устройстве сравнения 12 формируется сиг25 нал, пропорциональный истинной температуре ликвидуса расплава и равный

Кч = Ug + Uo + 7к, где U, напряжение, пропорциональное ис30 тинной температуре ликвидуса расплава;

U-. — напряжение, равное э.д.с. термопары датчика 1, в момент кристаллизации корки металла на чехле;

35 U, — напряжение, пропорциональное погрешности из-за нарушения градуировочной характеристики термопары датчика 1, поступающее из дискретного накопителя 20;

U„— напря>кение, пропорциональное погрешности термопары датчика, обусловленной наличием градиента температуры по пространству защитного чехла, которое выдается

45 корректором 13.

Величина <.1,„переводится в содержание углерода с помощью функционального преобразователя 7. Для большинства случаев указанная зависимость содержания углерода от

50 температуры ликвидуса может быть аппроксимирована двумя-тремя участками прямых.

Предмет изобретения

55 Устройство для определения углерода в жидком металле методом «ликвидус», содержащее датчик, модулятор, запоминающее устройство, вычитающий сумматор, нуль-орган, ключ, функциональный преобразователь, вы60 ходной блок, два реле времени и устройство пуска охладителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ло, с целью повышения точности анализа, опо снабжено калибрующим устройством, состоящим из датчика-калибратора, формиро65 иатсля импульсов, двух ключей, калибратора, 425091

Составитель С. Беловодченко

Техред Л. Богданова корректоры: В. Петрова и О. Данишева

Редактор О. Стен ина

Заказ 2874/2 Изд, № 759 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., и. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2 устройства сравнения, дискретного накопителя, суммирующего устройства и корректора, причем выход датчика через ключ соединен со входом суммирующего устройства, выход которого соединен со входом функционального преобразователя, а выход датчика-калибратора соединен со входом формирователя импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами ключей калибру1оГ

I

I

1

I !

I

I

1

I

I1 (щего устройства, вход первого ключа соединен с выходом калибратора, а вход второго— с выходом датчика, выходы ключей калибрующего устройства соединены со входами устройства сравнения, выход которого соединен со входом дискретного накопителя, выход которого соединен со входом суммирующего устройства, другой вход которого соединен с выходом корректора.

Устройство для определения углерода в жидком металле Устройство для определения углерода в жидком металле Устройство для определения углерода в жидком металле 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цветной металлургии и используется при электролитическом производстве магния
Наверх