SU1037152A1 - Устройство дл определени содержани углерода в жидком металле - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОЙЕ4 ЖАНИЯ УГЛЕРОДА в жидком МЕТАЛЛЕ, содержащее водоохлаждае 1ый зонд, на торце которого установлен пробоотборник с пробоотборной и дополнительной полост ми с фотоэлементом внутри зонда, причем в дополнительной полости помещен эталон из сплава железоуглерод , а пробоотборна  полость герметизирована сверху прозрачным материалом , и на ее боковой поверхности на разных уровн х выполнены отверсти , закрытые легкоплавк.им материалом , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно дополнительно содержит интегратор, блок пам ти, блок соотношени , дополнительный фотоэлемент внутри зонда, а также последовательно соединенные с соединенными дифференциально фотоэлементами вторичный прибор, преобразовательный блок, дифференциатор, импульсов, дешифратор и коммут.атор, через ком- . мутирующие цепи которого подсоеди- нены вход интегратора к выходу преобразовательного блока, один вход блока пам ти к выходу дешифратора, два других входа к выходу интегратора все выходы блока пам ти к блоку соотношени .

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к контролю пр месей в жидком металле. Известно устройство дл  определе ни  содержани  углерода в жидком ме талле, в котором на торце водоохлаж даемой фурмы размешены два спа  тер мопар, включенных дифференциально, причем один спай помещен в пробоотборник из кварца, а второй помещен в корпус Из циркониевого огнеупора 1. Недостатком этого устройства- вл етс  повышенный расход термоэлект родов, требующих обновлени  спаев термопар после каждого замера. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  определени , содержани  углерода, в котором на, торце водоохлаждаемого зонда со встроенным внутри него фотоэлементом выполнены, по крайней мере, две дополнительные и одна пробоотборна  полости в огнеупорном материале, например из кварца, причем в дополнительных полост х помещены эталонные сплавы железо-углерод с различным содержанием углерода, пробоотборна  полость герметизирована сверху прозрачным материалом, а в боковой поверхности ее на разных уровн х выпол нены два отверсти , закрытые легкоплавким материалом 2. Недостатком этого устройства  вл етс  наличие погрешности измерени  возникающей от изменени  скорости ох лаждени  проб. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  содержани  углерода. Цель достигаетс  тем, что в устройстве , содержащем водоохлаждаемый зонд, на торце которого установлен пробоотборник с пробоотборной и дополнительной полост ми с фотоэлементом внутри зонда, причем в дополнительной полости помещен эталон из сплава железо-углерод, а пробоотборна  полость герметизирована сверху прозрачным материалом, и на ее боковой поверхности на разных уровн х выполнены отверсти , закрытые легкоплавким материалом, содержит интегра тор, блок пам ти, блок соотношени , дополнительный фотоэлемент внутри зонда, а также последовательно соединенные с включенными дифференциально фотоэлементами вторичный прибор , преобразовательный блок, дифференциатор , счетчик импульсов, дешифратор и коммутатор, через коммутирую щие цепи которого подключены вход интегратора к выходу преобразователь ного блока, один вход блока пам ти к- выходу дифференциатора, два других входа к выходу интегратора, все выходы блока пам ти к блоку соотношени . На фиг. 1 показана блок-схс-маа устройства дл  измерени  углерода; на фиг; 2 - график зависимости соотношени  площадей пиков на диаграмме от концентрации .углерода. Устройство дл  определени  содержани  углерода в жидком металле содержит зонд 1 с установленными на его торце пробоотборником 2 с отверсти ми 3 и 4, закрытых легкоплавким материалом 5 и б, а также дополнительна  полость 7 с эталоном 8 сплава железо-углерод. Пробоотборна  полость загерметизирована сверху прозрачным материалом 9. Внутри зонда 1 установлены два фотоэлемента 10 и 11; каждый с оптическим увеличителем 12 и 13, свизированными на поверхность отобранной пробы в полости пробоотборника 2 и эталон 8 в дополнительной полости 7. Фотоэлементы 10 и 11 включены дифференциально . К выходу вторичного прибора 14 подключены последовательно преобразовательный блок 15, дифференциатор 16, счетчик 17 импульсов, дешифратор 18, коммутатор 19. К входу преобразовательного блока 15 подключен интегратор 20; а к выходу дифферен-циатора 16 подключен один вход блока 21 пам ти, а два других входа блока пам ти подключены к выходу интегратора 20.. Три выхода блока 21 пам ти подключены к входу блока 22 соотношени  с цифровым табло 23. На схеме показаны коммутирующие цепи 24-30. Устройство работает следующим образом . При погружении зонда 1 в жидкий металл в полость затекает проба жидкого металла, а эталон 8 в полости 7 расплавл етс  под вли нием высокой температуры окружающего расплава. При подн тии зонда 1 над уровнем расплава пробы в полости эталон 8 в полости 7, охлажда сь, кристаллизуетс . При этом первой кристаллизируетс  проба, а затем эталон. Дл  этого эталонный сплав подбирают с содержанием углерода более 1,5-2%. При охлаждении пробы и эталона до температуры фазового превращени  первого из них на вторичном приборе 14 записываетс  на диаграмме крива  охлаждени  в виде нулевой линии 31, так как выходные сигналы фотоэлементов 10 и 11 в этот момент равны и при их дифференциальном включении на выходе будет нулевой сигнал. При достижении температуры кристаллизации в пробе жидкого металла в полости выдел етс  скрыта  теплота кристаллизации. На вторичном приборе 14 в этот момент зафиксирован пик 33, площадь которото характ еризует количество выделившейс  рткрытой теплоты кристаллизации пробы жид кого металла в полости. Таким образом, площади пиков 32 и 33 характеризуют количественно величины теплот, выдел ющихс  при крис таллизации соответственно пробы и эталона. По соотношению площадей, образуемых пиками 32 и 33, определ ют концентрацию углерода, как видно из фиг. 2, где показана зависимость величин соотношений площадей пиков 32 и 33 от концентрации углерода в пробе жидкого металла. Точность измерени  концентрации углерода этим устройством ло сравнению, с известным выше, поскольку дифференциальное включение измерителей температуры дает меньшую погрешность и измерение соотношений величин площадей исключает погрешность, возникак дую от неравномерного охлаждени  пробы и эталона . Выходной сигнал с вторичного прибора 14Поступает на преобразователь ный блок 15 и далее на дифференциато , 16 и интегратор 20. Дифференциатор фиксирует начало и конец пиков, при возникновении которых на выходе его по вл ютс  скачкообразные импульсы, которые отсчитывает счетчик 17 импульсов . К счетчику 17 импульсов под соединен дешифратор 18, который посл соответствующего отсчета включает коммутатор 19 и его коммутирующие цепи. Коммутирующа  цепь 24 подключает интегратор 20 к вторичному прибору 14 через преобразовательный бло 15 в начале пиков 32 и 33 и отключает его в конце этих пиков. Таким образом интегратор периодически фиксирует величины площадей этих пиков и через коммутирующие цепи 26 и 27 передает их на блок 21 пам ти. После этого эти две величины, про порциональные площад м пиков 32 и 33 через коммутирующие цепи 29 и 30 поступают на блок 22 соотношени , выход с которого подключен на цифровое табло 23, где фиксируетс  цифра, выражающа  величину концентрации углерода . Дл  точного измерени  соотношени  величин площадей пиков 32 и 33, пропорциональных теплотам, выдел ющимс  при фазовых переходах, необходимо, чтобы обе массы пробы жидкого металла (в полости и эталона в полости 7) охлаждались с одинаковой скоростью. Дл  этого в устройстве предусмотрена коммутируюгца  цепочка 25, подключающа  блок 21 пам ти к дифференциатору 16, и цепь..28, подключаквда  блок .22 соотношени  к блоку 21 пам ти . По этим цеп м проходит корректирующий сигнал на блок соотношени  от дифференциатора.Этот сигнал про-порционален величине рассогласовани  скоростей охлаждени  пробы жидкого металла и эталона.Величина рассогласовани  скоростей охлаждени  пробы и зталона на диаграмме вторичного прибора выражаетс  углом между нулевой линией 31 и горизонталью (или вертикалью ) . Эта величина рассогласовани  поступает через дифференциатор 16 и коммутирующую цепь 25 на блок 25 пам ти и далее, в качестве корректирующего сигнала на блок 22 соотношени  в соответствующий момент через коммутирующую цепь 28. На фиг. 2 видно, что в блоке соотношени  корректируетс  измерение соотношени  7.- по кривым рассогласовани  скоЬо ,сг. рости охлаждени  - . Это устройство позвол ет повысить точность измерени  и сократить расход термоэлектродов в сравнении с базовъвл объектом, где расход термоэлектродов составл ет более 3 тыс,руб. в год на один конвертер. Ожидаемый экономический эффект составит 55 тыс. руб. на одну мартеновскую печь.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ содержания Углерода в жидком металле, содержащее водоохлаждаемый зонд, на торце которого установлен пробоотборник с пробоотборной и дополнительной полостями с фотоэлементом внутри зонда, причем в дополнительной полос- ти помещен эталон из сплава железоуглерод, а пробоотборная полость герметизирована сверху прозрачным материалом, и на ее боковой поверхности на разных уровнях выполнены отверстия, закрытые легкоплавким материалом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно дополнительно содержит интегратор, блок памяти, блок соотношения, дополнительный фотоэлемент внутри зонда, а также последовательно соединенные с соединенными дифференциально фотоэлементами вторичный прибор, преобразовательный блок, дифференциатор, счётчик импульсов, дешифратор и коммутатор, через ком- ф мутирующие цепи которого подсоедийены вход интегратора к выходу преобразовательного ·блока, один вход блока памяти к выходу дешифратора, два других входа к выходу интегратора все выходы блока памяти к блоку соотношения.

   э

   9btt >

   10 37152