Устройство для контроля концентрации алюминия

Союз СоветскихСощнапнстннеснмхРвспубпни ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУДата опубликования описания 07.05.82 Ю. С. Изгорев, Г. И. Недужий, А. В, Магдч и С. Г. Хижняк(72) Авторы изобретенияКиевский институт автоматики им. ХХЧ съезда- КПСС(5 Ю) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИАЛОМИНИЯ Изобретение относится к металлургии, конкретнее к контролю концентрации алюминия в расплаве преимущественно при выплавке сплавов для постоянных магнитов в индукционных печах.Известно устройство для определения концентрации элементов в магнитных сплавах, основанное на количественном оптическом спектральном методе анализа, содержащее кварцевый спектрограф ИСП, дуговой генера 1 ф тор ДГ, микрофотометр Мф-й, спектропроектор ПС, Устройство позволяет производить анализ магнитных сплавов Я.Недостатки устройства - невозможность контроля концентрации элемен" тов по ходу плавки и низкая точностьанализаНаиболее близким к предлагаемому является устройство, состоящее из индуктора, используемого в качестве соленоида-датчика и фазометра, отгра" дуированного в С. В соленоиде создают переменное магнитное поле и по сдвигу фаз между током и напряжением в цепи питания соленоида судят о тем" пературе металла. Устройство позволя" ет контролировать температуры выаеточки Кюри 2.Недостаток известного устройства- функциональная ограниченность, а именно измерение только одного параметра жидкого металла - температуры.функциональная ограниченность известного устройства проявляется, на" пример, при контроле параметров расплава при выплавке сплавов для постоянных магнитов. В заключительный период плавки наиболее важными параметрами являются температура и содержание алюминия, которые непрерывно меняются: температура повышается, а содержание алюминия падает за счет угара, Для каждой марки сплава существует нижнее предельное значение концентрации алюминия, ниж которого получается брак по магнитным свойствам.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устройства, а именно повышение оперативности контроля концентрации алюминия в процессе плавки при выплавке сплавов для 5 постоянных магнитов в индукционных печах.Указанная цель достигается тем, что устройство для контроля концентрации алюминия в расплаве преимущественно при выплавке сплавов для постоянных магнитов в индукционных печах включающее фазометр, содержит датчик температуры расплава, задатчик типа магнитов, вторичные приборы и вычислительный блок, на вход которого подключены датчик температуры, Фазометр и задатчик типа магнитов, а выход которого подключен к вторичным приборам.Вычислительный блок содержит раз множитель сигнала, два блока масштабирования, инвертор, сумматор, причем вход размножителя сигнала являющийся входом блока, соединен с Фазометром, выход размножителя сигнала 25 соединен со входом первого блока масштабирования и первым вторичным прибором, выход первого блока масштабирования соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через 30 инвертор соединен с датчиком температуры расплава, другие входы которого соединены с задатчиком типов магнитов, .выход сумматора через второй блок масштабирования соединен со вторым вторичным прибором.В соответствии с технологией выплавки сплавов для постоянных магнитов ввод алюминия производится в заю ключительный период плавки. После ввода алюминия расплав нагревают до определенной температуры и производят заливку его в литейные формы, Однако в процессе нагрева происходит неконтролируемый угар алюминия вследствие его высокой активности при высоких температурах (до 1700 С), Остальные элементы сплава (кобальт железо и т.д.) угарают незначительно. Таким образом, в заключительный период плавки сдвиг фаз между током и напряжением индуктора зависит от температуры металла -и его химического состава. Содержание всех элементов сплава, кроме алюминия для конкретного типа магнита можно принять постоянным. В этом случае сдвиг фаз между током и напряжением является Функцией температуры и концентрации алюминия,змеряя сдвиг фаз между током и напряжением индуктора и температуруметалла можно определить концентрацию алюминия в расплаве, например,по предварительно полученным статическим зависимостям,В заключительный период плавкисплавов для постоянных магнитов виндукционных печах в тигле происходят сложные процессы, На электрические параметры системы индуктор-садка,и в частности, на созе индуктора,оказывают влияние помимо постоянныхдля данной печи параметров изменяющиеся по ходу плавки температураи химсостав расплава, Влияние указанных параметров на соз 9 индуктора носит сложный характер, однако в общемслучае чем выше активное сопротивление садки, тем выше соя 1 . При повы-шении температуры сопротивление садки увеличивается, что приводит к повышению соя 9, Ввод алюминия (повышение концентрации его в расплаве) снижает сопротивление садки и тем самымснижает соя Угар алюминия (понижение его концентрации в расплаве)повышает сопротивление и, следовательно, также повышает соя 3,Для каждого типа магнита существует определенная температура окончания плавки (заливки металла), которая зависит от конфигурации магнита,его геометрических размеров, литниковой системы и т.д.Для каждого типа магнита при данной температуре и заданном (например, среднем по ГОСТУ) химсоставе при прочих равных условиях соя 4 имеет определенное (постоянное) значение. Так как в заключительный период плавки химсоставов сплава изменяется в основном за счет изменения алюминия, то можно считать, что созе является функцией типа магнита, температуры и концентрации алюминия, т,е.созЮ = Е(А ь.Т, дА 1)(1) где А - параметр, характеризующий тип магнита;аТ = Т - Т,- разность температурвыпуска для данногомагнита и текущей,Фактической;ьА 1 = - разность концен= А 1 с. А 1 ср - траций алюминиясредней по ГОСТУ для(шкала которого отградуирована в единицах температурыС) .Таким образом, осуществляется расширение функциональных"возможностей предлагаемого устройства за счет оперативного контроля концентрации алюминия. Оперативность контроль достигается непрерывной работой устройства в течение всего заключительного периода плавки.Технико-экономическая эффективность работы предлагаемого устройства выражается в уменьшении или полном исключении плавок с недопустимо низким содержанием алюминия, так как за счет оперативности контроля еще в процессе плавки могут быть приняты меры для дополнительного ввода алюминия.Формула изобретения1. Устройство для контроля концент рации алюминия в расплаве преимущественно при выплавке сплавов для постоянных магнитов в индукционных печах, включающее фазометр., о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения оперативности контроля концентрации алюминия, оно дополнительно содержит датчик температуры расплава, задатчик типа магнитов, вторичные приборы и вычислительный блок, навход которого подсоединены фазометр,датчик температуры расплава и задатчик типа магнитов а выход которогоподсоединен к вторичным приборам.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок содержит размножительсигнала, два блока масштабирования,10 инвертор, сумматор, причем вход размножителя сигнала, являющийся входомблока, соединен с фазометром, выходразмножителя сигнала соединен с входом первого блока масштабирования и15 первым вторичным прибором, выходпервого блока масштабирования соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через инвертор соединен с датчиком температуры рас 20 плава, другие входы которого соединены с задатчиком типов магнитов, выход сумматора через второй блок масштабирования соединен с вторым вторичным прибором.25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Рышкина Т. А.и Чемисова Л. М.Спектральный анализ сплава кунико.В кн.: Перспективы развития изготовзо ления магнитотвердых материалов. Труды ВНИИП. Л., 1968, с. 21,2, Авторское свидетельство СССРМ 273480, кл. 6 01 К 7/38, 1969.926539 еда кто Тираж 883ИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и открь3035, Москва, Ж, Раушская 2972/36 ПодписноеСССР 4/5 наб.,лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4 Составитель Ю. Романоволаковски Техред А. Бабинец Корректор Ю. Макаренк