Датчик концентрации углерода в жидком металле

 

ОП ИСАЙ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ И ш1 4389Þ

Союз Советских

Соцквлксткмеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.10.72 (21) 1838377/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.08.74. бюллетень № 29

Дата опубликования описания 10.01.75 (51) М. Кл. G 0111 25/06

Государственный комитет.

Совета Министров СССР по делам изаоретеннй и открытий (53) УДК 539.219.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. Д. Зорин и Л. С. Файнзильберг

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ДАТЧИК КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА

В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности в системах автоматизации сталеплавильных агрегатов, например, непрерывного действия.

Известный датчик концентрации углерода в железо-углеродистом расплаве по температуре ликвидуса представляет собой термопару в защитном чехле, через который периодически продувают холодный нейтральный газ.

Недостаток известного устройства состоит в том, что старении термоэлектродов и нарушении градуировочной характеристики термопары резко увеличивается погрешность определения углерода, что сокращает срок службы датчика.

Предлагаемый датчик отличается от известного тем, что внутри защитного чехла расположена дифференциальная термопара, на одном спае которой закреплена ампула, содержащая тугоплавкий материал, а на другом — ампула, содержащая материал с температурой плавления выше, чем максимально возможная температура ликвидуса определяемого расплава, например чистое железо.

Схема предлагаемого датчика представлена на чертеже.

Датчик состоит из защитного чехла 1, дифференциальной термопары 2, термопары 3, ампулы 4 с чистым железом и ампулы 5 с тугоплавким материалом.

Работает датчик следующим образом.

В период подачи внутрь защитного чехла охлаждающего газа на стенках чехла обра5 зуется корка металла. С помощью термопары

3 фиксируется остановка температурной кривой охлаждения. С помощью диаграммы состояния данного расплава по температуре ликвидуса находят содержание углерода в

10 расплаве.

Кроме того, в период охлаждения при температуре кристаллизации чистого железа металл в ампуле 4 начнет застывать (ранее он находился в жидком состоянии, так как тем15 пература внутри чехла была выше, чем температура плавления чистого железа). В момент кристаллизации металла в ампуле 4 температура спая дифференциальной термопары, контактирующего с ампулой 4, не ме20 няется, тогда как температура спая, контактирующего с ампулой 5, по-прежнему изменяется (уменьшается). В результате этого на выходе дифференциальной термопары появится сигнал о наступлении температуры плавле25 ния (кристаллизации) чистого железа, которая является вполне определенной величиной. Определяя в этот момент показания термопары 3 и сравнивая их с истинной температурой, которая равна температуре кристалли30 зации чистого железа, определяют погреш43891 0 ность термопары 3, которую в виде поправки добавляют к показанию термопары в момент кристаллизации корки металла на защитном чехле.

Поскольку температура внутри чехла несколько ниже, чем температура на его поверхности, то к показанию термопары 3 добавляют постоянную величину, определяемую экспериментально.

Таким образом, температуру ликвидуса металлического расплава с пмощью предлагаемого датчика находят по следующей формуле

t = t, +Ì, +At„ где 4 — температура ликвидуса металлического расплава, t — температура, определяемая термопарой 3 и соответствующая температурной остановке кривой охлаждения, At> — поправка, соответствующая изменению градуировочной характеристики термопары 3, равная разности показания термопары в момент кристаллизации чистого железа и температуре кристаллизации чистого железа, Л4 — постоянная поправка на температурный градиент по пространству защитного чехла.

Поправка Л1 находится экспериментально при помощи сопоставления показания датчика с данными химического анализа на углерод и остается постоянной для данного дат4 чика на весь период его эксплуатации. Поправка At> определяется при каждом цикле измерения. Процесс определения и введения поправок может осуществляться автоматиче5 ски при помощи нескольких решающих блоков.

Ампулы 4 и 5 имеют одинаковую теплоемкость для обеспечения симметрии и исключения запаздывания в изменении температур

10 спаев дифференциальной термопары 2. Одинаковые теплоемкости ампул достигаются размером и материалом ампул 5. Для предотвращения воздействия кристаллизующегося металла в ампуле 4 на показания термо15 пары 3 в момент калибровки размеры ампулы 4 и масса заполняющего ее металла должны быть минимальными.

Предмет изобретения

20 Датчик концентрации углерода в жидком металле по температуре ликвидуса, состоящий из термопары в защитном чехле, отлич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности анализа и увеличения срока службы

25 датчика, внутри защитного чехла расположена дифференциальная термопара, на одном спае которой закреплена ампула, содержащая тугоплавкий материал, а на другом— ампула, содержащая материал с температу30 рой плавления выше, чем максимально возможная температура ликвидуса определяемого расплава.

438910

Составитель С. Беловодченко

Редактор В. Смирягина Техред Т. Курилко Корректор А. Васильева

Заказ 3592/12 Изд. № 160 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Датчик концентрации углерода в жидком металле Датчик концентрации углерода в жидком металле Датчик концентрации углерода в жидком металле 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цветной металлургии и используется при электролитическом производстве магния

Датчик концентрации углерода в жидком металле

Наверх