Устройство определения содержания углерода в железоуглеродистых расплавах

Союз Советских Соцнапнстических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о 11883740(22) Заявлено 230380 (21) 2898558/22-02с присоединением заявки йо(51) М. Кл. С 01 М 33/20 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Киевский титут автоматики нм,ъ( 54 ) УСТРОИСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ РАСПЛАВАХ10 Изобретение относится к контролю плавки в металлургической промышленности и может быть осуществлено в сталеплавильных цехах металлургических заводов.Известно устройство определения содержания углерода в железоуглеродистых расплавах. Устройство содержнт пробоотборннк с датчиком температуры затвердевания пробы (1,Недостатками указанного устройства являются большая погрешность конконтроля содержания углерода, особенно при его высоком содержании в расплаве (чугуне) и низкая эксплуатационная надежность, обусловленные сильным влиянием внешних условий и уровня заполнения пробницы и неравномер" ностью состава металла в агрегате.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, работающее на принципе иэме 4 зения вязкостных свойств контролируемой среды в зависимости от содержания в ней углерода, содержащие датчик температуры, соединенный через вторичный прибор с блоком указания, измеритель массы чугуна, соеди кенный с блоком деления, датчик наличия слива чугуна, электромагнитную муфту и датчик приращения угланаклона миксера 2 .Недостатком известного устройстваявляется низкая точность, связаннаяс изменением геометрических размеров внутренней поверхности миксера впроцессе его эксплуатации, заростанием носка миксера. Это приводит кнеконтролируемому изменению напораструи чугуна при одном и том же угленаклона миксера и в результате этогок погрешности в определении содержа"ния углерода. Недостатком также является низкая надежность, связаннаяс необходимостью проведения измерения угла наклона миксера, приходящегося на единицу массы чугуна в течение всего слива,Цель изобретения - повышение точности и надежности определения содержания углерода.Эта цель достигается тем, что усХройство дополнительно содержит триблока памяти, два блока деления,счетчик и переключатели, измерительтока, вход которого соединен с яко"рем двигателя привода миксера, а вы,ход через блок И с электромагнитной муфтой, которая механическисоединена с измерителем массы чугу 3 8 В 37 40вхрд переключателя также связан с реаЕп 11 -, 1(Цгде 61 - масса чугуна, слитого измиксера за первый промежу 33ток времени от момента исчезновения тока нагрузки,т6масса чугуна, слитого измиксера эа второй промежуток времени, тт40 промежуток времени, с,Для исключения влияния неравномерности состава чугуна в миксерекоэффициент вяэкостных свойств чуг) -на определяется при каждом наклоне45 миксера а содержание углерода находится с учетом усредненного коэффициента, рассчитываемого по формулеи30 О=СЪ)и1где 1 - порядковый номер измеренияи - количество измерений.Устройство работает следующим образом.Для слива чугуна привод 3осуществляет наклон миксера 1. Припоявлении струи чугуна срабатываетдатчик 7 наличия слива чугуна (например, фотореле ФРСУ), контакт К 2,замыкается. При остановке привода 3ток на якоре двигателя становитсяравным нулю, срабатывает контах К 1на выходе измерителя тока и на выходе блока,И 4 появлявтся управляюу щвв напряжение. Срабатывает электрои внутренней поверхности миксера. Тана, причем второй вход блока Исоединен с ;датчиком наличия слива чугуна, а выход - с реле времени,вход второго блока деления соединенс выходом первого блока деления, авыход - через первый переключательс первым и вторым блоком памяти,ле времени и вторичным прибором, а выход - через третий блок деления с блоком указания, выход измерителя массы чугуна через второй переключатель соединен с третьим блоком памяти, выход которого через блок вычитания связан с первым блоком деления, выходы реле времени соединены через второй переключатель с блоком вычитания, через счетчик с третьим блоком деления и непосредственно с первым блоком деления и третьим блоком памяти.Количество чугуна, сливаемого из миксера, при определенном угле наклона последнего является Функцией создаваемого чугуном напора, определяемого углом наклона миксера и количеством чугуна в нем, геометрии сливного носка и внутренней поверхности миксера, коэффициента вяэкост" ных свойств чугуна, продолжительности слива. Соотношение массы чугуна,слитого из миксера за два одинаковых последовательных промежутка временипри определенном наклоне миксера,однозначно определяется коэффициен"том вяэкостных свойств чугуна и нвзависит от геометрии сливного носка ким образом, исключая влияние этихпараметров, повышаем точность и надежность определения содержания углерода.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства,Устройство содержит миксер 1, измеритель 2 тока, привод 3 миксера,блок И 4, ковш 5, датчик 6 температуры, датчик 7 наличия слива чугуна, вторичный прибор 8, электромагнитную муфту 9, переключатель 10,блок 11 и 12 деления, измеритель 13массы чугуна, реле 14 времени,блок 15 вычитания, переключатель 16,блоки 17, 18, 19 памяти, блок 20указания, блок 21 деления, счет"чик 22.Якорь двигателя привода 3 миксе"ра 1 соединен с измерителем 2 тока,выход которого соединен через блокИ 4 с электромагнитной муфтой 9, которая механически соединена с измерителем 13 массы чугуна. Второй входблока И 4 соединен с датчиком 7 наличия слива чугуна, а выход - с ре-ле 14 времени. Датчик 6 соединен через вторичный прибор 8 с блоком 20 указания. Измеритель 13 массы чуГуна, сое" динен с блоком 12 деления и через второй переключатель 16 с третьим блоком 19 памяти, Вход второго блока 11 деления соединен с выходом первого блока 12 деления, а выход черезпервый переключатель 0 с первым 17и вторым 18 блоком памяти. Вход переключателя 10 также связан с реле 14времени и вторичным 8 прибором, авыход - через третий блок 21 деленияс блоком 20 указания, цыход третьегоблока 19 памяти через блок 15 вычи. -тания соединен с первым блоком 12деления. Выходы реле 14 времени соединены через второй переключатель 16с блоком 15 вычитания, черезсчетчик 22 с третьим блоком 21 деления и непосредственно с первым бло ком 12 деления и третьим блоком 19памяти.Определение содержания углеродаосуществляется на принципе измерениявязкостных свойств контролируемой 20 среды в зависимости от содержания вней углеродао+4 Р +А 20 г (1)где С - содержание углерода в чугуне, Ъ25 С - температура чугуна, С;оФчФ.- коэффициенты;О - коэффициент вяэкостныхсвойств чугуна, с , определяемый из выражения 30магнитная муфта 9, соединяющая весовую платформу ковша 5 с измерителем 13 массы чугуна, выполненного с при менением ферродинамических преобразователей ПФ 2, ПФЗае Одновременно включается реле 14 времени и начинает отсчет времени. Переключатель 165 подключает выход измерителя 13 массы чугуна к блоку 19 памяти, выполненному, например, на базе Функционального преобразователя типа ПФФ. По истечении промежутка временисрабатывают контакты К 7 и К 8, которые производят переключение переключателя 16 и Фиксируют значение массы чугуна 61 в блоке 19 памяти. Переключатель 16 подключает измери тель 13 массы чугуна к блоку 15 вычитания, выполненного, например, на базе усилителя мощности типа 11 ЭФ, и отключает от блока 19 памяти. В блоке 15 вычитания определяется раэ ность (6 -6) и передается в блок 12 деления, куда одновременно поступают напряжение, пропорциональное 62 с преобразователя ПФ 2 блока 13. В блоке 12 деления, вЫполненном на ба- ъ 5 эе функционального преобразователя ПФФ, определяется значение отношения 6/ (01-6 ), .причем Функциональная зависимость реализуется с помощью профилированного кулачка Кл. Таким образом, с выхода преобразователя ПФ 5 блока 12 снимается напряжение, пропорциональное величине Гп 6/(6-6), которое поступает в блок 11 деления, выполненный на резисторе В 2. С выхода блока 11 деления снимается напряжение, пропорциональное величине Ц по формуле (2) и поступает через переключатель 10 в блок 17 памяти на преобразователь ПФ 6. Величину Г можно изме нить положением движка резистора Н 2, По истечении промежутка времени 2 т срабатывают контакты К 4, К 5, К 6. Контакт К 6 фиксирует в блоке деления величину Ь в - в , а контакт К 5 45Ъ- ъпроизводит переключение переключателя 10, который фиксирует в блоке 17 памяти величину 11 и подключает к вы" ходу блока 11 деления блок 18 памяти. Контакт К 4 подает импульс в счет чик 22, который устанавливает резистор ВЗ блок 18 памяти в положение, соответствующее единице. С преобразователя ПФ 7 блока 17 памяти напряжение поступает через переклю чатель 10 на блок 21 деления, выполненный, например, в виде резистора КЗ, положение движка которого соответствует коэффициенту, равному единице, и далее в блок 20 указания. Таким образом, в блок 20 поступает напряжение, пропорциональное величине оПри следующем наклоне миксера для слива чугуна появляется ток на якоре двигателя привода 3, контактК 1 размыкается, управляющее напряжение на выходе блока И 4 становится равным нулю, электромагнитная муфта 9 и реле 14 времени обесточиваются и сбрасываются в исходное состояние. Также в исходное состояние сбрасывается измеритель 13 массы чугуна. При остановке привода 3 цикл измере ний повторяется, причем запись вели чины 0 производится в блоке 18 памяти (преобразователь ПФ 9), Выходное напряжение с преобразователя ПФ 7, равное О.(, и резистора й,равное У, суммируется. Таким образом, с выходного преобразователя блока 18 памяти снимается напряжение, пропорциональное ( Ь + 11), поступающее на резистоР ВЗ. По истечении промежутка времени 1 т срабатывает контакт К 4 и счетчик 22 устанавливает резистор 113 в поло жение соответствующее двумф. С выхода ВЗ снимается напржение пропорциональное выражению " и поступает в блок 20 указания. При следующем цикле измерения в блок ука ванн поступает велнчнна --- ,Ь + Уу.+Уз Таким образом, при п измеренияХ усредненный коэффициент вязкостных свойств чугуна определяется по формуле (3), По окончании слива чугуна иэ миксера 1 в ковш 5 производится измерение температуры чугуна датчиком 6,и вторичным прибором 8. Напряжение, пропорциональное температуре чугуна, поступает с преобразователя ПФ 1 в блок 20 указания, в котором производится вычисление содержания углерода по зависимости (1). Контакт КЗ подает сигнал на переключатель 10 н переводит устройство в начальное состояние.Испытание макета устройства показало, что использование предлагаемого устройства позволяет увеличить точность контроля содержания углеро да в чугуне на 0,028, что позволяет повысить количество плавок, проводи мых без промежуточных повалок кон,вертера на 5. Формула изобретения/Устройство определения содержаниЯ углерода в железоуглеродистых расплавах, например чугуна в миксере, ,содержащее датчик температуры, соединенный через вторичный прибор с блоком указания, измеритель массы чу. гуна, соединенный с блоком деления, датчик наличия слива чугуна, электрО- магнитную муфту, и датчик приращения угла наклона миксера, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличе ния точности и надежности, оно дополнительно содержит три блока памяети, два блока деления, счетчик, пербключатель и измеритель тока, вход которого, соединен с якорем двигателя883740 НИИПИ Заказ 10213/бб Тираж 91 одписное Филиал ППП фПатент", г.ужгород,ул.Проектная,привода, миксера, а выход - черезблок И с,электромагнитной муфтой, которая механически соединена с измерителем массы чугуна, причем второйвход блока И соединен с датчиком наличия слива чугуна, а выход - с релевремени, вход которого блока делениясОединен с выходом первого блока деления, а выход - через первый переключатель с первым и вторым блокомпамяти, вход переключателя также свя- оэан с реле времени и вторичным прибором, а выход - через третий блок деления с блоком указания, выход измерителя массы чугуна через второй переключатель соединен с третьим блоком памяти, выход которого черезблок вычитания связан с первым блокомделения, выходы реле времени соединены через второй переключатель с блоком вычитания, через счетчик с третьим блоком деления и непосредственно с первым блоком деления и третьимблоком памяти,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРР 609081, кл. 6 01 И 25/04 197 4.2. Авторское свидетельство СССР9 397845, кл. С 01 И 33/20 1971.