Способ регулирования состава атмосферы проходной печи для цементации

 

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к способам управления атмосферой проходГсых печей для цементации с контролируемой газовой атмосферой, и может найти широкое применение н матиностроительной, металлургической, автомобильной промьшшенности и в ряде других областей народного хозяйства. Целью изобретения является повышение точности регулирования состава атмосферы, повышение качества цементации. Измерение углеродного потенциала атмосферы с s (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 21 D 1/76 фг|Г зr r.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4187359/23-02 (22) 28.01.87 (46) 07.07.88. Бюл. ¹ 25 (7l) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт "Теплопроект (72) Т.А.Наумова, С.А.Газдиева, Б.Л.Мигунов, С.А.Строгова, Ю.А.Чучучин и В.С.Степанова (53) 621.785.5(088.8) (56) Наумова Т.А. и др. Внедрение системы регулирования углеродного потенциала атмосферы цементационной печи 40-поддонного агрегата. — В сб.:

Конструкции и строительство тепловых агрегатов. ЦБНТИ, Минмонтажспецстрой, 1983, с. 105-120.

„„SU„„1407971 А 1 (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВА11ИЯ СОСТАВА

АТМОСФЕРЫ ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ЦЕМЕНТАЦИИ (57) Изобретение относится к области теплотехники, в частности к способам управления атмосферой проходйых печей для цементации с контролируемой газовой атмосферой, и может найти широкое применение н машиностроительной, металлургической, автомобильной промышленности и в ряде других областей народного хозяйства. Целью изобретения является повышение точности регулирования состава атмосферы, повышение качества цементации. Измерение углеродного потенциала атмосферы

1407971 в печи 1 осуществляют с помощью размещенного в ней кислородного датчика

2 с наружным измерительным электродом 3 и внутренним сравнительным электродом 4. К внутреннему сравнительному электроду 4 чегез ротаметр

6 постоянно подают воздух, в печь подают науглероживающий компонент, измерение расхода которого осуществляют в соответствии с сигналом, поступающим с кислородного датчика

2 на прибор 10, оттарированный в единицах углеродного потенциала (С), откуда он подается на регулирующее устройство 12, выходной сигнал с которого поступает на регулирующий вентиль 13 на линии подачи природного

Изобретение относится к тепуотехнике, в частности к способам регулирования состава атмосферы проходных печей для цементации с контролируемой газовой атмосферой, и может най- 5 ти применение в машиностроительной, металлургической, автомобильной прс— мышленности и в ряде других областей народного хозяйства.

Цель изобретения — повышение точности регулирования состава атмосферы печи и повышение качества цементации.

На чертеже представлена схема устройства, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ.

В печи 1 размещается кислородный датчик 2 из твердого электролита с наружным измерительным электродом 3 и внутренним сравнительным электродом 4, термопарой 5, размещаемой на наружном электроде 3 датчика. К внутреннему электроду 4 постоянно подается воздух через ротаметр 6. К наружному электроду 3 подводится окислитель через регулирующий вентиль 7, ротаметр 8 и электромагнитный вентиль 9. Сигнал, снимаемый с электродов 3 и 4 датчика 2, поступает на прибор 10, оттарированный в единицах 30 углеродного потенциала (7 С). Сигнал с термопары 5 поступает на потенциометр 11. Выходной сигнал с прибора газа в печь. При снижении углеродного потенциала атмосферы в печи в момент перемещения деталей снижают углеродный потенциал около наружного измерительного электрода 3 путем подачи к нему окислителя, осуществляемой через регулирующий вентиль 7, ротаметр 8 и электромагнитный вентиль

9. С помощью термопары 5, размещаемой около наружного измерительного электрода 3, измеряют температуру на кислородном датчике. Сигнал с термопары 5 поступает на потенциометр 11.

Согласно сигналу, поступающему с потенциометра 11, изменяется расход окислителя к наружному электроду кислородного датчика. 1 ил.

2

10 подается на регулирующее устройство !2, выходной сигнал с которого поступает на регулирующий вентиль 13 на линии подачи природного газа в печь.

Способ осуществляется следующим образом.

При поступлении сигнала от схемы управления механизмами печи (например, после открытия заслонки в печи цементации) включается электромагнитный вентиль .9 на линии подачи окислителя к наружному электроду. Согласно сигналу от потенциометра 11 осуществляется регулирование расхода подаваемого воздуха с помощью вентиля 7.

Понижение сигнала, поступающего с датчика 2 на вход прибора 10, приводит к большему открытию вентиля 13 и более быстрой компенсации возмущения, вызванного открытием заслонок печи !.

Пример. На проходную двухрядную печь для цементации загружают поддоны с втулками звеньев гусениц трактора. Температура цементации

950 С. Цикл толкания поддонов 1 ч.

Кислородный датчик 2 из твердого электролита устанавливается в зоне насыщения. К внутреннему сравнительному электроду 4 подают воздух через ротаметр 6. К наружному измерительному электроду 3 подают воздух через pery! 407971

ВНЕ%ПИ Заказ 3275/28 Тираж 545 Подписное

Произв".-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лирующий вентиль 7, ротаметр 8 и электромагнитный вентиль 9, который включается на период перемещения поддонов с деталями в печи. Сигнал на открытие

5 вентиля 9 поступает от схемы управления механизмами печи. Первоначальный расход воздуха устанавливается в пределах 40-400 л/ч.

Контроль температуры осуществляется с помощью потенциометра 11. Заданная температура на кислородном датчике устанавливается равной температуре цементации (950 + 50 С). При отклонении температуры от заданной (превыше-, о 5 ние температуры выше 1000 С и снижение ниже 900 С) осуществляют снижение расхода воздуха с помощью регулирующего вентиля 7 по сигналам потенциометра 1!. Снижение расхода воздуха 0 осуществляют до тех пор, пока температура на датчике не достигнет заданной (950 i 50 С).

Расход воздуха ограничивают в пределах 40-400 л/ч. Снижение расхода воздуха (меньше 40 л/ч) практически не обеспечивает уменьшения углеродного потенциала около кислородного датчика. В случае увеличения расхода воздуха (больше 400 л/ч) возможно значительное отклонение от заданной на кислородном датчике температуры, которое может быть как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.

Подъем температуры на кислородном датчике вызывается интенсивным выгоранием сажи на датчике, а также за счет выделения тепла реакции составляющих печной атмосферы с окислителем.

Снижение температуры на датчике происходит за счет охлаждения датчика при повышенных расходах окислителя. Подъем температуры около датчика вьппе заданной может привести к выго45 ранию платинового покрытия на поверхности датчика, токоотвода и нарушению контакта токоотвода с платиновым покрытием. Снижение температуры на датчике ниже заданной также нежелательно, поскольку может повлечь. за собой растрескивание пробирки кислородного датчика.

Снижение выходного сигнала кислородного датчика при перемещении Оеталей в печи, вызванное подачей окислителя к наружному электроду, приводит к дополнительной подаче углеводоропов в печь и, следовательно, к более быстрому выравниванию атмосферы после окончания цикла толкания.

Таким образом, регулярно в каждом цикле работы механизмов перемещения деталей в период снижения углеродного потенциала в печи дополнительно снижают углеродный потенциал около измерительного электрода кислородного датчика, в результате чего осуществляется регенерация датчика за счет выгорания сажистого налета на поверхности датчика и замедления диффузионных процессов проникновения углерода в чувствительный элемент и другие детали датчика, в связи с чем увеличивается срок службы датчика, повышается чувствительность и точность измерения. формула изобретения

Способ регулирования состава атмосферы проходной печи для цементации, преимущественно с механизмами перемещения деталей в печи, включающий измерение углеродного потенциала атмосферы печи с помощью установленного в печи кислородного датчика из твердого электролита с наружным измерительным и внутренним сравнительным электродами, подачу воздуха к внутреннему электроду, подачу науглероживающего компонента в печь и изменение его расхода в зависимости от углеродного потенциала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования состава атмосферы и повышения качества цементации, дополнительно измеряют температуру наружного электрода кислородного датчика, а в период снижения углеродного потенциала атмосферы печи при перемещении деталей снижают углеродный потенциал около наружного электрода кислородного датчика путем подачи к наружному электроду датчика окислителя, расход которого поддерживают максимальным до отклонения температуры наружного электрода от заданной.