Устройство для непрерывного определения содержания углерода в металле

О Г 1 И С А Н И Е (и) 440594ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(32) ПриоритетОпубликовано 25,08.7. Бюллетень31Дата опубликования описания 10.02.75 б 01 п 27/7 С 21 с 5/04 Государственный комитет Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 53) УДК 669.183.218:543,,05(088.8) 72) Авторы изобретения П, Я. Вавулин, В, М. Артынский, С. М. Сердюк,А. М, Митюряев, А. С. Пащенко и Д. В. ЛорманИнститут автоматики 72) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В МЕТАЛЛЕвитков катушки;сть магнитного поля, ко создать в центре катуш- количество- напряжен нторую надки, ка/м;ина катксималь д ушки, м; ный ток в катушке, а 1 - дл 1 - ма Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам отбора и контроля пробы жидкого металла.Известны устройства для определения содержания углерода в металле, содержащие водоохлаждаемую штангу с пробоотборником, в котором расположены намагничивающая и измерительная катушки и пустотелый сердечник, в полости которого помещена затравка с выходом ее на торец штанги.Предлагаемое устройство обеспечивает непрерывный отбор и контроль пробы. Для этого оно снабжено соплами для раскислителя, выведенными на торцовую часть штанги с наклоном отверстия в сторону пробоотборника, и втулкой, расположенной по оси пробоотборника на торцовой части штанги, а на противоположном конце штанги установлены тянущие ролики, между которыми помещена затравка,На чертеже изображено предложенное устройство,На торце кристаллизатора 1 имеются отверстия-сопла 2 для подачи раскислителя в металл, поступающий на вход рабочего канала 3 кристаллизатора 1. Сопла 2 через трубопроводы 4 соединены с источником подачи раскислителя (на чертеже не показан).Рабочий канал 3, в устье которого установлена керамическая втулка 5, соосно состыкован с сердечником 6 намагничивающей 7 и измерительной 8 катушек, образуя сквозную полость, выходящую на торцы кристаллиза тора и водоохлаждаемой штанги 9.В полость помещена затравка 10 с выводомодного ее конца на торец кристаллизатора 1 для сцепления с контролируемым металлом, а другого - между тянущими роликами 11, 0 которые могут быть установлены, например,на торце штанги.Намагничивающая 7 и измерительная 8 катушки намотаны на съемный пустотелый сердечник 6. Катушка 7 подключена к источни ку переменного тока (на чертеже не показан), а катушка 8 - ко вторичному прибору (на чертеже не показан), который отградуирован в единицах концентрации углерода.Параметры намагничивающей катушки оп ределяются по соотношению(6) 50 55 65 3Внутренний диаметр катушки с 1 определяется из соотношения- =30 1Соотношение - подбирается исходя из условий, обеспечивающих высокую точность магнитных измерений (чем оно больше, тем выше точность магнитных измерений), и условий, ограчивающих габариты устройства вследствие его конструктивных особенностей.Длина 1 измерительной катушки должна быть меньше длины 1 намагничивающей катушки, что позволяет разместить измерительную катушку в однородном магнитном поле. Длина измерительной катушки определяется из соотношения Постоянная измерительной катушкиК=а,Я (4) где а 1 - число витков;5 - среднее сечение витков катушки, м-.Расчетом (1), (2), (3), (4), а также учетом толщины стенки сердечника определяется диаметр 4 пробы, а следовательно, диаметр рабочей полости кристаллизаторас 1 Фг А)Скорость вытяжки 1 пробы зависит от длины 1 г рабочей полости кристаллизатора и продолжительности охлаждения т пробы в кристаллизаторе. Продолжительность охлаждения пробы определяется по формуле1 Ы, с-. = --- 2,31 д4 а 1 - г где у - удельный вес металла, кг/м,джс - средняя теплоемкость металла,КГ Грдда - коэффициент теплопередач, дж/мсек град;1 - температура охлаждающей поверхности, К;6, гд - соответственно начальная и конечнаятемпература пробы металла, К;в - коэффициент замедления охлаждения.Для пробы цилиндрической формыд: (7)1+ - В 13,5 а ггде В 1 - параметр Био В 1= г - радиус пробы, м;Л - коэффициент теплопроводности металла, дж/м сек град.Устройство работает автоматически по заданной программе, В момент ввода кристал 5 10 15 лизатора 1 в расплав через сопла 2 подают раскислитель. В качестве раскислителя может быть использован, например, порошок алюминия, подаваемый с помощью шнекового питателя в поток газа по трубопроводам 4. После погружения кристаллизатора 1 в ванну жидкий металл, поступающий на вход его рабочего канала, продувается через сопла 2 раскислителем (например, смесью порошка алюминия и природного газа), таким образом происходит локальное раскисление металла.Раскисленный жидкий металл поступает в полость керамической втулки 5 и, соприкасаясь с затравкой 10, сваривается с ней. Затем приводятся во вращение тянущие ролики 11, и затравка 10 перемещается вверх, затягивая металл в кристаллизатор 1, Попадая в рабочий канал 3 кристаллизатора, металл интенсивно охлаждается и формируется в непрерывный слиток пробы, приобретая ферромагнитные свойства, и поступает в полость сердечника 6, где намагничивается в переменном магнитном поле, создаваемом катушкой 7. При этом в измерительной катушке 8 пряженности магнитного поля в пробе.Вследствие изменения концентрации углерода в пробе изменяется ее магнитная проницаемость, что приводит к изменению напряженности магнитного поля, а следовательно, и э.д.с. индукции в измерительной катушке 8, подключенной ко вторичному прибору, шкала которого отградуирована в единицах концентрации углерода.Перемещаясь далее в полости сердечника 6, проба выводится за торец штанги 9 и затягивается между тянущими роликами 11. За тянущими роликами может быть установлен режущий инструмент для резки пробы на отдельные образцы с целью их использования для контрольного анализа на содержание углерода.Перед выпуском стали из плавильной печи вращение тянущих роликов 11 прекращается, а штанга 9 выводится из печи.Подготовка устройства к повторным измерениям заключается в замене керамическои втулки 5 в случае ее разрушения и затягивании новой затравки. В качестве затравки может быть также использована проволока пробы, оставленная от предыдущих измерений в устройстве. Дозирование раскислителя можно осуществить, например, изменением количества и диаметра отверстий-сопел,Применение предлагаемого устройства для непрерывного определения содержания углерода в металле позволит повысить производительность сталеплавильных агрегатов и качество выплавляемой стали. Предмет изобретения Устройство для непрерывного определения содержания углерода в металле, содержащее водоохлаждаемую штангу с пробоотборником,Тираж 651Совета Минисоткрытиинаб д. 4/5 ПодписиСССР ИПИ Г омитетаетенийаушска ипография, пр. Сапунов в котором расположены намагничивающая и измерительная катушки и пустотелый сердечник с помещенной в его полости затравкой с выходом на торцы штанги, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения непрерывного отбора и контроля раскисленной пробы, оно снабжено соплами для раскислиИзд.234 ударственного по делам изо Москва, Ж,теля, выведенными на торцовую часть штанги с наклоном отверстия в сторону входа пробоотборника, втулкой, расположенной по оси пробоотборника на торцовой части штанги, а 5 на противоположном конце штанги установлены тянущие ролики, между которыми помещена затравка.