Устройство определения содержания углерода в железоуглеродистых расплавах

 

Союз Советских

Соцнапнстических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ по883740 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 230380 (21) 2898558/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23,1181. Бюллетень Й9 43

Дата опубликования описания 23. 11. 81 51 1 М. Кл.

С 01 М 33/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.13 (088. 8) В.С.Богушевский, В;А.Ясинский, Н.A.Cop и С.К.Соболев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Киевский институт автоматики нм. ХХУ съ (54 ) УС1 РОИС1 ВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

УГЛЕРОДА В ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИС1ЫХ

РАСПЛАВАХ

Изобретение относится к контролю плавки в металлургической промышлен-, ности и может быть осуществлено в сталеплавильных цехах металлургических заводов.

Известно устройство определения содержания углерода в железоуглеродистых расплавах. Устройство содержнт пробоотборник с датчиком температуры затвердевания пробы (1), Недостатками указанного устройства являются большая погрешность конконтроля содержания углерода, особенно при его высоком содержании в расплаве (чугуне) и низкая эксплуатационная надежность, обусловленные сильным влиянием внешних условий и уровня заполнения пробницы и неравномерностью состава металла в агрегате.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, работающее на принципе иэме4зения вязкостных свойств контролируемой среды в зависимости от содержания в ней углерода, содержащие датчик температуры, соединенный через вторичный прибор с блоком указания, измеритель массы чугуна, соеди кенный с блоком деления, датчик наличия слива чугуна, электромагнит- Э() ную муфту и датчик приращения угла наклона миксера (2) .

Недостатком. известного устройства является низкая точность, связанная с изменением геометрических размеров внутренней поверхности миксера в процессе его эксплуатации, заростанием носка миксера. Это приводит к неконтролируемому изменению напора струи чугуна при одном и том же угле наклона миксера и в результате этого к погрешности в определении содержа" ния углерода. Недостатком также является низкая надежность, связанная с необходимостью проведения измерения угла наклона миксера, приходяще гося на единицу массы чугуна в течение всего слива.

Цель изобретения — повышение точ ности и надежности определения содержания углерода.

Эта цель достигается тем, что ус Х. ройство дополнительно содержит три блока памяти, два блока деления, счетчик и переключатели, измеритель тока, вход которого соединен с якорем двигателя привода миксера, а вы ход через блок И с электромагнитной муфтой, которая механически соединена с измерителем массы чугу8В37 40 вхрд переключателя также связан с реае

1 (2) где G - масса чугуна, слитого из миксера за первый промежу35 ток времени от момента исчезновения тока нагрузки,т

6 « масса чугуна, слитого из миксера эа второй промежуток времени, т;

40 промежуток времени, с.

Для исключения влияния неравномерности состава чугуна в миксере коэффициент вяэкостных свойств чуг;— на определяется при каждом наклоне

4> миксера, а содержание углерода находится с учетом усредненного коэффициента, рассчитываемого по формуле и

Д= =, c>) и

1 где i - порядковый номер измерения

n — количество измерений.

Устройство работает следующим образом.

Для слива чугуна привод 3 осуществляет наклон миксера 1. При появлении струи чугуна срабатывает датчик 7 наличия слива чугуна (например, фотореле ФРСУ), контакт К2, замыкается. При остановке привода 3 ток на якоре двигателя становится равным нулю, срабатывает контах К 1 на выходе измерителя тока и на выходе блока,И 4 появлявтся управляюу mee напряжение. Срабатывает электрона, причем второй вход блока И соединен с .датчиком наличия слива чугуна, а выход — с реле времени, вход второго блока деления соединен с выходом первого блока деления, а выход - через первый переключатель с первым и вторым блоком памяти, ле времени и вторичным прибором, а выход — через третий блок деления с блоком указания, выход измерителя массы чугуна через второй переключатель соединен с третьим блоком памяти, выход которого через блок вычитания связан с первым блоком деления, выходы реле времени соединены через второй переключатель с блоком вычитания, через счетчик с третьим блоком деления и непосредственно с первым блоком деления и третьим блоком памяти.

Количество чугуна, сливаемого из миксера, при определенном угле наклона последнего является функцией создаваемого чугуном напора, определяемого углом наклона миксера и количеством чугуна в нем, геометрии сливного носка и внутренней поверхности миксера, коэффициента вяэкост" ных свойств чугуна, продолжительности слива. Соотношение массы чугуна, слитого из миксера за два одинаковых последовательных промежутка времени при определенном наклоне миксера, однозначно определяется коэффициентом вяэкостных свойств чугуна и нв зависит от геометрии сливного носка и внутренней поверхности миксера. Таким образом, исключая влияние этих параметров, повышаем точность и надежность определения содержания углерода.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит миксер 1, измеритель 2 тока, привод 3 миксера, блок И 4, ковш 5, датчик 6 температуры, датчик 7 наличия слива чугуна, вторичный прибор 8, электромагнитную муфту 9, переключатель 10, блок 11 и 12 деления, измеритель 13 массы чугуна, реле 14 времени, блок 15 вычитания, перекюпочатель 16, блоки 17, 18, 19 памяти, блок 20 указания, блок 21 деления, счетчик 22.

Якорь двигателя привода 3 миксе" ра 1 соединен с измерителем 2 тока, выход которого соединен через блок

И 4 с электромагнитной муфтой 9, которая механически соединена с измерителем 13 массы чугуна. Второй вход блока И 4 соединен с датчиком 7 наличия слива чугуна, а выход — с ре- ле 14 времени. Датчик 6 соединен через вторичный прибор 8 с блоком 20 указания. Измеритель 13 массы чуГуна, сое" динен с блоком 12 деления и через второй переключатель 16 с третьим блоком 19 памяти. Вход второго блока 11 деления соединен с выходом первого блока 12 деления, а выход через первый переключатель 0 с первым 17 и вторым 18 блоком памяти. Вход переключателя 10 также связан с реле 14 времени и вторичным 8 прибором, а выход - через третий блок 21 деления с блоком 20 указания. Выход третьего блока 19 памяти через блок 15 вычи.— ,О тания соединен с первым блоком 12 деления. Выходы реле 14 времени соединены через второй переключатель 16 с блоком 15 вычитания, через счетчик 22 с третьим блоком 21 деления и непосредственно с первым блоком 12 деления и третьим блоком 19 памяти.

Определение содержания углерода осуществляется на принципе измерения вязкостных свойств контролируемой

20 среды в зависимости от содержания в ней углерода о + 4 <Р +д2U г (1) где C> — содержание углерода в чугуне, Ъ 5 „ — температура чугуна, ОС; a&42. — коэффициенты;

U — коэффициент вяэкостных свойств чугуна, с, определяемый из выражения

883740 магнитная муфта 9, соединяющая весовую платформу ковша 5 с измерителем

13 массы чугуна, выполненного с при менением ферродинамических преобразователей ПФ2, ПФЗ °, Одновременно включается реле 14 времени и начинает отсчет времени. Переключатель 16

5 подключает выход измерителя 13 массы чугуна к блоку 19 памяти, выполненному, например, на базе функционального преобразователя типа ПФФ.

flo истечении промежутка времени срабатывают контакты К7 и К8, которые производят переключение переключателя 16 и фиксируют значение массы чугуна G в блоке 19 памяти.

Переключатель 16 подключает измеритель 13 массы чугуна к блоку 15 вычитания, выполненного, например, на базе усилителя мощности типа ПЭФ, и отключает от блока 19 памяти. В блоке 15 вычитания определяется раэ- 20 ность (С„ -6 ) и передается в блок 12 деления, куда одновременно поступают напряжение, пропорциональное G2 с преобразователя ПФ2 блока 13. В блоке 12 деления, выполненном на ба- ъ5 эе функционального преобразователя

ПФФ, определяется значение отношения

6 /(Q -Gg ), .причем функциональная зависимость реализуется с помощью профилированного кулачка

Кл. Таким образом, с выхода преобразователя ПФ5 блока 12 снимается напряжение, пропорциональное величине Гп G

10 в блок 17 памяти на преобразователь ПФ6. Величину Г можно изме- 40 нить положением движка резистора R2.

По истечении промежутка времени 2т срабатывают контакты К4, К5, К6.

Контакт К6 фиксирует в блоке деления

Д величину Ь -- вЂ, а контакт К5 45 ъ производит переключение переключателя 10, который фиксирует в блоке 17 памяти величину о и подключает к вы" ходу блока 11 деления блок 18 памяти. Контакт К4 подает импульс в счет- 50 чик 22, который устанавливает резистор ВЗ блок 18 памяти в положение, соответствующее единице . С преобразователя ПФ7 блока 17 памяти напРяжение поступает через переклю- 55 чатель 10 на блок 21 деления, выполненный, например, в виде резистора

R3, положение движка которого соответствует коэффициенту, равному единице, и далее в блок 20 указания.

Таким образом, в блок 20 поступает напряжение, пропорциональное величине о

При следующем наклоне миксера для слива чугуна появляется ток на яко- 65 ре двигателя привода 3, контактК1 размыкается, управляющее напряжение на выходе блока И 4 становится равным нулю, электромагнитная муфта 9 и реле 14 времени обесточиваются и сбрасываются в исходное состояние.

Также в исходное состояние сбрасывается измеритель 13 массы чугуна.

При остановке привода 3 цикл измере ний повторяется, причем запись вели чины 0 производится в блоке 18 памяти (преобразователь ПФ9). Выходное напряжение с преобразователя ПФ7, равное О.(, и резистора R,ðàâíoå У,. суммируется. Таким образом, с выходного преобразователя блока 18 памяти снимается напряжение, пропорциональное (Ll + U ), поступающее на резистор

ВЗ. По истечении промежутка времени

1т срабатывает контакт К4 и счетчик

22 устанавливает резистор RÇ в поло жение соответствующее двум . С выхода RÇ снимается напряжение пропорциональное выражению " и

2. поступает в блок 20 указания. При следующем цикле измерения в блок ука ванн» поступает велнчнна

lh + Уу+Щ

Таким образом, при и измерениях усредненный коэффициент вязкостных свойств чугуна определяется по формуле (3), По окончании слива чугуна иэ миксера 1 в ковш 5 производится измерение температуры чугуна датчиком 6,и .вторичным прибором 8. Напряжение, пропорциональное температуре чугуна, поступает с преобразователя

Пфl в блок 20 указания, в котором производится вычисление содержания углерода по зависимости (1). Контакт КЗ подает сигнал на переключатель 10 н переводит устройство в начальное состояние.

Испытание макета устройства показало, что использование предлагаемого устройства позволяет увеличить точность контроля содержания углеро да в чугуне на 0,028%, что позволяет повысить количество плавок, проводи» мых без промежуточных повалок кон,вертера на 5Ъ. формула изобретения

Устройство определения содержаний углерода в железоуглеродистых расплавах, например чугуна в миксере,,содержащее датчик температуры, соединенный через вторичный прибор с блоком указания, измеритель массы чУгуна, соединенный с блоком деления, датчик наличия слива чугуна, электрОмагнитную муфту, и датчик приращений угла наклона миксера, о т л и ч а ющ е е.с я тем, что, с целью увеличе» ния точности и надежности, оно дополнительно содержит три блока памя ти, два блока деления, счетчик, пераключатель и измеритель тока, вход которого, соединен с якорем двигателя

883740

ВНИИПИ Заказ 10213/66 Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная, 4 привода. миксера, а выход - через блок И с.электромагнитной муфтой, которая механически соединена с измерителем массы чугуна, причем второй вход блока И соединен с датчиком наличия слива чугуна, а выход — с реле времени, вход которого блока деления соединен с выходом первого блока деления, а выход - через первый переключатель с первым и вторым блоком памяти, вход переключателя также свя- о эан с реле времени и вторичным прибором, а выход — через третий блок деления с блоком указания, выход измерителя массы чугуна через второй переключатель соединен с третьим блоком памяти, выход которого через блок вычитания связан с первым блоком деления, выходы реле времени соединены через второй переключатель с блоком вычитания, через счетчик с третьим блоком деления и непосредственно с первым блоком деления и третьим блоком памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 609081, кл. G 01 N 25/04 197 4.

2. Авторское свидетельство СССР

9 397845, кл. G 01 N 33/20, 1971,