Устройство для регулирования углеродного потенциала печной атмосферы

(21) 5038230/02 (22) 24.03 92 (46) 1510.93 Бюл. Мо (75) Попойко Ф.С; Бы (73) Попойко Феликс (54) УСТРОЙСТВО ЛЕРОДНОГО ПОТЕ М омитет Российской Федерации о натентам и товарным знакам 37-38 ова АГ; Бритенкова АЭ. СоломоновичДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЦИАЛА ПЕЧНОЙ АТМОС(57) Изобретение относится к неорганической химии, конкретно к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для измерения и регулирования углеродного потенциа - ла по содержанию кислорода печных атмосфер и других газовых сред в частности, для регулирования углеродного потенциала цементационных атмосфер. Сущность изобретения: сигнал с датчика температуры 1 пропорционально температуре печной атмосферы Т поступает в вычислительное уст(19) ИЖ (11) 2001126 (51) роиство 2, где он преобразуется в соответствии с формулойС =1213+3264 х 10 (Т - 1173) - 09261(1-10), Т - . - ПрК, Я = б/р, где т - коэффициент легирования, определяемый составом стали. Сигнал С поступаетПр на второй вход блока выработки задания 6, где происходит сравнение сигнала С и сигнала, попр ступивщего от задатчика 5 углеродного потенциала, пропорционального заданному значению углеродного потенциала С . Если СС, на регуляторо пр о углеродного потенциала 4 поступает сигнал С , ир тогда подача упМродной добавки определяется величиной С . Если С С, то на регулятор углепр яр=- ородного потенциала 4 поступает сигнач С и подао ча угперодчой добавки определяется величиной Со 1 табл,1 ил.Изобретение относится к неорганической химии, конкретно к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для измерения и регулирования углеродного потенциала по содержанию кислорода печных атмосфер и других газовых сред, в частности, для ре улирования углеродного потенциала цементационных атмосфер,Известно устройство для регулирования углеродного потенциала, содержащее усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, суммирующий усилитель, датчики состава и температуры атмосферы, задатчик уровня температуры, регулятор углеродного потенциала, вторичный прибор. блок управления и логарифмирующие функциональные преобразователи.Недостатком известного устройства является низкая долговечность изделий, подвергаемых обработки, иэ-за некачественного регулирования углеродного потенциала печной атмосферы, не позволяющего существенно снизить вероятность появления карбидной сетки,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для регулирования углеродного потенциала печной атмосферы, содержащее датчик температуры, выход которого соединен с входом вычислительного устройства, датчик углеродного потенциала соединенный с регулятором углеродного потенциала и задатчик углеродного потенциала.Недостатком известного устройства является низкая долговечность изделий, подвергаемых обработке.На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что известные устройства для регулирования углеродного потенциала печной атмосферы не обеспечивают качественного и точного регулирования, процессов обработки изделий, В результате изделия, подвергаемые обработке, имеют низкую долговечность, иэ-эа увеличения вероятности образования карбидной сетки, снижающей также и качество изделий,Предлагаемоеустройство позволяет повысить долговечность и качество изделий, подвергаемых обработке, которое достигается за счет выбора технологически оправданного значения углеродного потенциала печной атмосферы и его регулирования.Предлагаемое устройство для регулирования углеродного потенциала печной атмосферы, содержащее датчик температуры. выход которого соединен с входом вычислительного устройства, да чик углеродного потенциала, соединенный с ргчля иром уг 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 леродного потенциала и эадатчик углеродного потенциала, снабжено блоком выработки задания, выход которого соединен с входом регулятора углеродного потенциала. первый вход блока выработки задания подсоединен к задатчику углеродного потенциала, второй вход - к выходу вычислительного устройства, выполненного в виде первого сумматора, первый вход которого подсоединен к первому источнику напряжения, второй вход через первый усилитель соединен с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом датчика температуры, а второй вход- инверсно с вторым источником напряжения, а третий вход первого сумматора через второй усилитель соединен инверсно с выходом третьего сумматора, первый вход которого подключен к регулируемому источнику напряжения, а второй вход - инверсно к третьему источнику напряжения.По сравнению с известными техническими решениями заявляемое решение позволяет регулировать углеродный потенциал, учитывая текущую температуру процесса и химический состав обрабатываемого изделия, что приводит к снижению вероятности появления карбидной сетки, от которой зависит качество и долговечность изделий, подвергаемых химико-термической обработке.На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования углеродного потенциала печной атмосферы,Устройство для регулирования углеродного потенциала печной атмосферы содержит датчик температуры 1, выход которого соединен с входом вычислительного устройства 2, датчик углеродного потенциала 3 соединенный с регулятором углеродного потенциала 4 и задатчик углеродного потенциала 5, Устройство также снабжено блоком выработки задания 6, который выполняет функции блока сравнения, выход которого соединен с входом регулятора углеродного потенциала 4, Первый вход блока выработки задания 6 подключен к задатчику углеродного потенциала 5, а второй вход - к выходу вычислительного устройства 2, Вычислительное устройство 2 выполнено в виде трех сумматоров 7,8,9, двух усилителей 10,11, трех источников напряжения 12,13,14 и регулируемого источника напряжения 15, В устройство для регулирования углеродного потенциала печной атмосферы входит печь 16, часть трубы 17. по которой в печь 16 через перепускной кран 18 поступает углерод. Регулятор углеродного потенциала 4 через исполнительный механизм 19 соединен с перепускным краном 18Устройство для регулирования углеродного потенциала печной атмосферы работает следующим образом,Сигнал с датчика температуры 1 пропорционально температуре печной атмос феры Т поступает в вычислительное устройство 2, где он преобразуется в соответствии с формулойСпр "-1,213+ 3,26410 (Т) -0,9261(ф.1,0);(Т)= К;Щ=б/ргде 1 - коэффициент легирования, определяемый составом стали,Коэффициент легирования вычисляетсяв соответствии с выражением 15ф- С"Я Яс =51 0,058 +оСд-% Т 3 0,194- Сг0,038.Например, были определены значенияСпр для сталей 15 ХФА: 12 ХН; 17 НЗМА,имеющие различные коэффициенты легированияи температуру 900, 930 и 960 С,Полученные значения предельной концентрации углерода Спр (вес.) сведены втаблицу.Из таблицы видно, что с изменениемтемпературы Т и коэффициента легирования 1 существенно изменяется и значениеСпр.Далее в вычислительном устройстве 2сигнал преобразуется следующим образом.Сигнал поступает на первый вход второгосумматора 8, на второй вход которого одновременно поступает инверсно постоянныйсигнал со второго источника напряжения13 Второй сумматор 8 производит операцию вычитания этих сигналов. Полученйый 40сигнал со второго сумматора 8 поступает навход первого усилителя 10 и преобразуетсятам в величину пропорциональную3,264 10 х (Т), Преобразованныйсигнал поступает ва второй вход первого 45сумматора 7, на первый вход которого поступает постоянный сигнал с первого источника напряжения 12. Третий сумматор 9 производит вычитание сигнала, который складывается из сигнала, поступающего на первый вход третьего сумматора 9 от регулируемого источника 15 и сигнала, поступающего инверсно на второй вход третьего сумматора 9 от третьего источника напряжения 14. Полученный сигнал поступает на вход второго усилителя 11 и преобразуется там в величину пропорциональную 0,9261 (-1,0), Преобразованный сигнал инверсно поСтупает на третий вход первого сумматора 7. а первый сумматор 7 производит операцию в соответствии с формулой (1).Полученный сигнал Спр пропорционален величине углеродного потенциала, соответствующей пределу растворения углерода в стали.Сигнал Спр поступает на второй вход блока выработки задания 6, где происходит сравнение сигнала Спр и сигнала, поступившего от задатчика 5 углеродного потенциала. пропорционального заданному значению углеродного потенциала Со,Если СпрСо, на регулятор углеродного потенциала 4 поступает сигнал Спр и тогда подача углеродной добавки определяется величиной Спр.Если СпрСо, то на регулятор углеродного потенциала 4 поступает сигнал Со и подача углеродной добавки определяется вел ичи ной Со.Экспериментальные исследования предлагаемого устройства для регулирования углеродного потенциала печной атмосферы по определению долговечности обрабатываемых изделий, а именно, долговечности бурового инструмента, показали, что по сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает увеличение долговечности изделий на 3% благодаря снижению вероятности появления карбидной сетки.(56) Авторское свидетельство СССР М 1306970, кл. С 21 0 1/76. 1987.2001126 изобретения ГУЛИРОВАНИЯ УГЛЕРОДНО. НОЙ АТМОСФЕРЫ, СОДЕР- пературы, выход которо- ходом вычислительного к углеродного потенциарегулятором углеродноэадатчик углеродного чающееся тем, что оно выработки задания, выинен с входом регулято-, отенциала, первый вход задания подсоединен к ного потенциала, второй вход - к выходу вычислительного ва, выполненного в виде первого ра, первый вход которого подсо первому источнику напряжения вход через первый усили 1 ель со выходом второго сумматора, пер которого соединен с выходом дат пературы, второй вход - инверсно источником напряжения, а тре первого сумматора через второй соединен инверсно с выходом сумматора, первый вход которого чен к регулируемому источнику ния, а второй вход - инверсно к источнику напряжения. устроис 1- сумматоединен квторой единен с выи вход чика тем с вторым ий вход силител третьего подклю апряжеретьему остави гель Ф,Полойкехред М.Моргентал каз 311 одписно оспатен ушская зводственно-издательский комбинзт Формула УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕ ГО ПОТЕНЦИАЛА ПЕЧ жащее датчик тем го соединен с в устройства, датчи ла, сОединенный с го потенциала, и потенциала, отли снабжено блоком ход которого соед ра углеродного и блока выработки эадатчику углерод актор Н,Семенова Тираж НПО "Поиск 113035, Москва, Ж, г. ужгорпд Ул Гагл л