DE2835444C2 - Verfahren zur Gewinnung eines Anzeige- und Regelsignals für den Kohlenstoffpegel bei der Gasaufkohlung von Eisenteilen - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung eines Anzeige- und Regelsignals für den Kohlenstoffpegel bei der Gasaufkohlung von EisenteilenInfo
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Description
3 4
X= a(C—G>) — b(C—Cof Abhängigkeit mit ausreichender Genauigkeit wiedergibt.
voreingestellt wird, daß ein Sollwert durch Addition des Messungen haben ergeben, daß sich bei Verwendung
druck des Aufkohlungsgases durch eine OrSonde ge- gel-Kennlinienfeld ergibt, wobei lediglich die Linien
messen und der daraus gewonnene Istwert in einem gleichen Kohlenstoffpegels gegenüber den dargestell-
ff Die Erfindung schafft die Voraussetzung dafür, daß die in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Kennlinien ange-
8§ alle maßgeblichen Einflußgrößen, so Änderungen des io deutet
|§ CO-Gehalts im Aufkohlungsgas oder Änderungen der In F i g. 1 ist außerdem in fetten Linien ein Beispiel für
i| Zusammensetzung der behandelten Eisenteile, ohne die Sollwertbestimmung bei der Durchführung des er-
p| Änderung oder gar Beeinträchtigung der Verfahrens- findungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht Fin vor-
pi führung durch einfache Parametereingabe Berücksichti- gegebener Bezugspunkt A, der im oder in der Nähe des
fi- gung finden können. Einflüsse unterschiedlicher Auf- I5 Kohlenstoffpegel-Kennlinienfeldes voreingeprägt wird,
\% kohlungsatmosphären werden durch einfache Addition liegt im beschriebenen Beispiel bei einer Temperatur
|§ eines variablen Signalwertes zum Bezugspunkt berück- von 9000C und einem Kohlenstoffpegel von 0,5%. Dem
?;; sichtigt während die Einflüsse der verschiedenen Legie- diesem Bezugspunkt A entsprechenden Signal wird ein
.■ rangen, die im Wärmebehandlungsofen aufgekohlt wer- temperaturabhängiges Signal der Größe Y =
$ den sollen, durch Spreizen oder Stauchen des Kennli- 20 m, ■ (T- T0) überlagert, das der Temperaturdifferenz
ψ- nienfeldes mittels eines multiplikativen Faktors berück- zwischen den Punkten B und A entspricht Dem sich
-'.-■ sichtigt werden können, daraus ergebenden Signalwert B wir<f ein weiteres Si-
; S räumen ist aus der DE-AS 21 52 439 bekannt Dort wird Kohlenstoffpegels C — z. B. 1,0% — von der Kohlen-
die Gewinnung des Kohlenstoffpotentials mit Hilfe des 25 stoffbezugspegellinie G, des Bezugspunktes A - z.B.
; ι Partialdruckverhältnisses p2 · CO/p · CO2 unter Be- 0,5% — entspricht Durch Addition des Bezugssignals
t:' zugnahme auf das o. g. Verfahren gemäß DE-AS am Bezugspunkt A, des Temperaturdifferenzsignals und
19 42 281 vorausgesetzt Dagegen gelingt die Verhinde- des Abstandsignals wird ein Sollwert am Punkt E ge-
rung der Rußbildung in besonders einfacher Weiterbil- wonnen. Der Aufkohlungsofen wird so geregelt, daß der
dung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch, daß 30 von einer im Ofen eingebauten Sauerstoffsonde gewon-
in Abhängigkeit von dem Temperaturdifferenzsignal nene Istwert S möglichst immer gleich dem vorstehend
der Rußgrenzwert des Aufkohlungsgases bestimmt erläuterten Sollwert Eist
wird und daß bei Überschreitung der Rußgrenze ein Dabei ist die Ofenatmosphäre so zu führen, daß die
zusätzlicher Regelvorgang ausgelöst wird. Die zur Ge- Rußgrenze RC nicht überschritten wird,
winnung des Anzeige- und Regelsignals für den Kohlen- 35 Bei der Bestimmung des Kennlinienfeldes in F i g. 1 stoffpegel abgeleiteten Bezugs- und Temperatursignale wurde reines. Eisen als Probenmaterial verwendet Bei werden auf diese Weise auch für die Verhinderung der Verwendung anderer Materialien bzw. Legierungen er-Rußbildung ausgenutzt scheint das Kennlinienfeld gedehnt oder gestaucht, beim folgenden wird die Erfindung anhand der Zeich- sitzt jedoch noch die oben beschriebenen prinzipiellen nung näher erläutert In der Zeichnung zeigt 40 Eigenschaften.
winnung des Anzeige- und Regelsignals für den Kohlen- 35 Bei der Bestimmung des Kennlinienfeldes in F i g. 1 stoffpegel abgeleiteten Bezugs- und Temperatursignale wurde reines. Eisen als Probenmaterial verwendet Bei werden auf diese Weise auch für die Verhinderung der Verwendung anderer Materialien bzw. Legierungen er-Rußbildung ausgenutzt scheint das Kennlinienfeld gedehnt oder gestaucht, beim folgenden wird die Erfindung anhand der Zeich- sitzt jedoch noch die oben beschriebenen prinzipiellen nung näher erläutert In der Zeichnung zeigt 40 Eigenschaften.
F i g. 1 dfi Kohlenstoffpegel-Kennlinienfeld einer Die in F i g. 2 als Blockschaltbild dargestellte Einrich-Aufkohlungsatmosphäre
aus Methanol, wobei auf der tunp zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-Abszisse
die den Istwert darstellende Ausgangsspan- rens weist einen ersten Signalgeber 1 auf, der eine Sinung
Os einer Sauerstoffsonde in Millivolt und auf der gnalspannung abgibt, die dem Bezugspunkt A entOrdinate
die Ofentemperatur Tin 0C aufgetragen sind, 45 spricht Von einem weiteren Signalgeber 2 kann eine
und variable Korrekturspannung K erzeugt werden, die zu F i g. 2 eine teilweise als Blockschiltbild dargestellte der Ausgangsspannung des ersten Signalgebers addiert
Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen wird und die Berücksichtigung des Einflusses eines abVerfahrens,
weichenden Co-Gehalts in der Aufkohlungsatmosphäre Das Kennlinienfeld gemäß F i g. 1 ist für einen Koh- 50 ermöglicht An einem weiteren Signalgeber 3 wird ein
lenstoff-Pegelbereich vor, 0,5% bis 1,6% gezeigt. An der den Abstand X des Kohlenstoffpegels C vom Kohlenrechten
Seite ist das Kennlinienfeld durch die Rußgren- stoffbezugspegel Cb darstellendes Signal nach der quaze
RC begrenzt dratischen Beziehung
gleichen Kohlenstoffpegels in dem betrachteten Tem- 55 λ = a{C— C0) — b ■ (C- C0)2
peraturbereich in gdter Näherung als Geraden darstellen. Außerdem verlaufen die Pegellinien in guter Nähe- voreingestellt In einem Signalgeber 4 wird ein zweites rung parallel zueinander und haben die gleiche Tempe- variables Korrektursignal L erzeugt, das es gestattet, raturabhängigkeit Der Abstand zwischen den Kohlen- den Einfluß von abweichenden Legierungen zu berückstoffpegel-Kennlinien nimmt mit zunehmendem Koh- 60 sichtigen, indem ir einer Multiplizierschaltung 7 das lenstoffpegel ab. Diese Abnahme kann durch die qua- Norm-Kennlinienfeld, welches im Signalgeber 3 erzeugt dratische Beziehung wird, gedehnt oder gestaucht wird.
peraturbereich in gdter Näherung als Geraden darstellen. Außerdem verlaufen die Pegellinien in guter Nähe- voreingestellt In einem Signalgeber 4 wird ein zweites rung parallel zueinander und haben die gleiche Tempe- variables Korrektursignal L erzeugt, das es gestattet, raturabhängigkeit Der Abstand zwischen den Kohlen- den Einfluß von abweichenden Legierungen zu berückstoffpegel-Kennlinien nimmt mit zunehmendem Koh- 60 sichtigen, indem ir einer Multiplizierschaltung 7 das lenstoffpegel ab. Diese Abnahme kann durch die qua- Norm-Kennlinienfeld, welches im Signalgeber 3 erzeugt dratische Beziehung wird, gedehnt oder gestaucht wird.
X— a-(C-G>)— b· (C- CoY Ofentemperatur T das Temperaturdifferenzsignal der
65 Größe Y= m, ■ (T- T0)gebildet, wobei m,experimen-
wiedergegeben werden. Dabei müssen die Faktoren a tell vorbestimmt wurJ.e.
bzw. b so bestimmt werden, daß die rechnerische Ab- Aus den drei auf diese Weise gewonnenen Signal-
hängigkeit die tatsächlich gemessene experimentelle spannungen wird additiv ein Signal £ ermittelt, das dem
Kohlenstoffpegel-Sollwert bei der Isttemperatur im Ofen entspricht. Der Wert dieses Signals E wird verglichen
mit dem Wert 5, der der Ausgangsspannung einer Sauerstoffmeßsonde 6 entspricht, die in der Ofenatmosphäre
den Sauerstoffpartialdruck mißt. Beide Signale werden an einen Regler 9 angelegt.
Mit einem Kennlinienschreiber 10 kann der Aufkohlungsvorgang
aufgezeichnet werden.
Die in F i g. 2 zusätzlich eingetragenen Schaltungskomponenten dienen zur Bestimmung des Rußgrenz-
wertes der Ofenatmosphäre. Hierzu wird in einem Signalgeber
8 aus dem temperaturabhängigen Signal Y nach der Beziehung Z — R + rVein Rußgrenzsignal Z
erzeugt. Dabei sind die Konstanten R bzw. r wiederum experimentell bzw. anhand des Kennlinienfeldes zu be- is
stimmen. Durch Addition des Rußgrenzsignals Z und des eventuell mittels des variablen Faktors K korrigierten
Bezugssignals A ergibt sich der Rußpegel Cr.
Durch Vergleich des eingeprägten Rußpegels Cr mit dem im Ofen vorhandenen Sauerstoffpartialdruck 5 in
einer Differenzstufe erhält man ein Signal, dessen Vorzeichen eine Aussage darüber bietet, ob der Rußgrenzwert
bereits überschritten ist oder nicht. Dieses Differenzsignal kann zusätzlich auf den Regler 9 gegeben
werden, der dann als Regler mit Störgrößenaufschaltung ausgebildet sein kann, so daß bei Überschreiten
der Rußgrenze der Begasungsablauf geändert werden kann.
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Claims (5)
1. Verfahren zur Gewinnung eines Anzeige- Heft 1,12—20, sind die grundlegenden Reaktionsgleich-
und Regelsignals für den Kohienstorfpegel bei der 5 gewichte zur Gasaufkohlung und die für die Erfassung
Gasaufkohlung von Eisenteilen mittels Sauerstoff- des Kohlenstoffpegels erforderlichen Prozeßparameter
sonde unter Verwendung von dem Partialdruck ei- bekannt. In dieser Druckschrift sind zwar die Zusamner
maßgebenden Gaskomponente im Aufkohlungs- menhänge zwischen dem Sauerstoffpartialdruck bzw.
gas und dessen Temperatur proportionalen Meß- dem Sauerstoffpotential ur;d dem Kohlenstoffpegtl eiwertgebersignalen,
dadurch gekennzeich- io ner Aufkohlungsatmosphäre beschrieben, jedoch kein
net, daß, ausgehend von einem beliebigen Bezugs- konkretes Verfahren zur Gewinnung eines Anzeigepunkt
(A) im Kohlenstoff pegel-Kennlinienfeld mit und Regelsignals für das Kohlenstoffpotential bei der
einem Kohlenstoff bezugspegel (Co) und einer Be- Gasaufkohlung von Eisenteilen.
zugstemperatur (T0), in einem ersten Signalgeber ein Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist 'aus der
diesem Bezugspunkt (A) proportionales Bezugssi- 15 DE-AS 19 42 281 bekannt Dabei wird unter der Vorgnal
voreingestellt wird, daß aus dem temperaturab- aussetzung eines konstanten CO-Partialdnicks des Aufhängigen
Meßwertgebersignal ein Temperaturdiffe- kohlungsgases der COz-Partialdruck gemessen und mit
reozsignal der Größe Y = m, ■ (T-T0) gebildet einem von der Gastemperatur abgeleiteten Korrekturwird,
wobei mt ein aus dem Verlauf der Kohlenstoff- signal multiplikativ verknüpft Die Bedingung eines konpegel-Kennlifitcn
abgeleiteter Konstantfaktor ist, 20 stanten CO-Partialdrucks ist jedoch nur bei bestimmten
da£ an einem trsrciten Signalgeber ein den Abstand Aufkohlungsprozessen erfüllt, so daß das bekannte Ver-
(X) des Kohlenstoffpegels (C) vom Kohlenstoffbe- fahren nur begrenzt verwendbar ist
zugspegel (Co) darstellendes Signal nach der quadra- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vertischen Beziehung fahren der gattungsgemäßen Art zur Verfügung zu stel-
zugspegel (Co) darstellendes Signal nach der quadra- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vertischen Beziehung fahren der gattungsgemäßen Art zur Verfügung zu stel-
25 len, das mit einer minimalen Anzahl von Meßgrößen
X = a (C- Co) — b (C- Cof und besonders einfachen Signalverarbeitungsoperationen
zur Gewinnung einjs Anzeige- und Regelsignals für
voreingestellt wird, daß ein Sollwert (E) durch Addi- den Kohlenstoffpegel im Aufkohlungsgas auskommt
tion des Bezugssignals, des Temperaturdifferenzsi- und die Berücksichtigung von Einflußgrößen durch ein-
gnals und des Abstandssignals gewonnen wird und 30 fache Parametereingabe ermöglicht
daß der CVPTiialdruck des Aufkohlungsgases Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung
durch eine OrSonde gemessen und der daraus ge- von der Überlegung aus, daß sich alle Linien gleichen
wonnene Istwert (S) in einem Regler mit dem Soll- Kohlenstoffpegels im Temperaturbereich zwischen
wert f£? verglichen wird. 8000C und 1000"C des Kennlinienfeldes in guter Nähe-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 35 rung als Geraden darstellen lassen, die ebenfalls in guter
zeichnet, daß zum voreingestellten Bezugssignal ein Näherung parallel zueinander verlaufen und daher die
von dem CO-Gehalt des Aufkohlungsgases abhän- gleiche Temperaturabhängigkeit besitzen. Der Abstand
giges variables Korrektursignal f/ζ} addiert wird. zwischen diesen Geraden nimmt mit steigendem Koh-
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch lenstoffpegel ab, diese Abnahme läßt sk Vt in guter Nähegekennzeichnet daß über einen weiteren Signalge- 40 rung durch eine einfache quadratische Beziehung wieber
ein den Einfluß des aufzukohlenden Materials dergeben. Die Kohlenstoffpegel-Kennlinienfelder für
berücksichtigender Faktor {XJ eingegeben und in ei- verschiedene Kohlenwasserstoffgase und -gasgemische
ner Multiplizierstufe mit dem Abstandssignal (X) lassen sich in ebenfalls guter Näherung durch einfache
multipliziert wird, bevor letzteres zur Gewinnung Parallelverschiebung ineinander überführen, und zwar
des Sollwerts mit dem Bezugssignal und dem Tem- 45 derart, daß das gesamte Kennlinienfeld mit abnehmenperaturdifferenzsignal
summiert wird. dem CO-Gehalt der Aufkohlungsatmosphäre zu höhe-
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ren Ausgangsspannungen der Sauerstoffmeßsonde hin
dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von wandert und daß das Kennlinienfeld an seiner rechten
dem Temperaturdifferenzsignal der Rußgrenzwert Seite durch eine unter einem bestimmten Winkel zu den
des Aufkohlungsgases bestimmt wird und daß bei 50 iCohlenstoffpegel-Kennlinien verlaufende Linie, der so-Überschreitung
der Rußgrenzc ein zusätzlicher Re- genannten Rußgrenze, begrenzt ist Diese Rußgrenzligelvorgang
ausgelöst wird. nie Vann im Temperaturbereich zwischen 8000C und
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 10000C in guter Näherung als Gerade dargestellt werzeichnet,
daß der Rußpegel (Cr) durch Summation den.
eines den Rußgrenzwert bestimmenden Signals (Z), 55 Unter Ausnutzung dieser Überlegungen ist die Erfin-
das nach der Beziehung Z=R + rVmit R und rals dung dadurch gekennzeichnet, daß, ausgehend von ei-
voreingegebenen konstanten Größen vom Tempe- nem beliebigen Bezugspunkt im Kohlenstoffpegel-
raturdifferenzsignal Y abhängig ist, und dem maß- Kennlinienfeld mit einem Kohlenstoffbezugspegel und
geblichen Bezugssignal f/tj gewonnen wird, einer Bezugstemperatur, in einem ersten Signalgeber
60 ein diesem Bezugspunkt proportionales Bezugssignal
voreingestellt wird, daß aus dem temperaturabhängigen
Meßwertgebersignal ein Temperaturdifferenzsignal der Größe Y = m, · (T- To) gebildet wird, wobei m, ein aus
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung dem Verlauf der Kohlenstoff-Kennlinien abgeleiteter
eines Anzeige- und Regelsignals für den Kohlenstoffpe- 65 Konstantfaktor ist, daß an einem zweiten Signalgeber
gel bei der Gasaufkohlung von Eisenteilen mittels ein den Abstand des Kohlenstoffpegels vom Kohlen-Sauerstoffsonde
unter Verwendung von dem Partial- stoffbezugspegel darstellendes Signal nach der quadradruck
einer maßgebenden Gaskomponente im Aufkoh- tischen Beziehung
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782835444 DE2835444C2 (de) | 1978-08-12 | 1978-08-12 | Verfahren zur Gewinnung eines Anzeige- und Regelsignals für den Kohlenstoffpegel bei der Gasaufkohlung von Eisenteilen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782835444 DE2835444C2 (de) | 1978-08-12 | 1978-08-12 | Verfahren zur Gewinnung eines Anzeige- und Regelsignals für den Kohlenstoffpegel bei der Gasaufkohlung von Eisenteilen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2835444A1 DE2835444A1 (de) | 1980-02-28 |
| DE2835444C2 true DE2835444C2 (de) | 1985-08-01 |
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ID=6046924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782835444 Expired DE2835444C2 (de) | 1978-08-12 | 1978-08-12 | Verfahren zur Gewinnung eines Anzeige- und Regelsignals für den Kohlenstoffpegel bei der Gasaufkohlung von Eisenteilen |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE2835444C2 (de) |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE69310897T2 (de) * | 1992-10-15 | 1998-01-08 | Kawasaki Steel Co | Verfahren zur kontinuierlichen aufkohlung eines stahlbandes |
| CN115016573B (zh) * | 2022-07-12 | 2024-05-03 | 石家庄德堃电子科技有限公司 | 一种碳势控制方法、系统及装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1942281B2 (de) * | 1969-08-20 | 1973-12-13 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Gewinnung eines An zeige und Regelsignales fur das Kohlen Stoffpotential bei der Gasaufkohlung von Stahl |
| DE2152439C3 (de) * | 1971-10-21 | 1978-04-27 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Verfahren und Einrichtung zur Verhinderung der Rußbildung in Aufkohlungsräumen |
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1978
- 1978-08-12 DE DE19782835444 patent/DE2835444C2/de not_active Expired
Also Published As
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|---|---|
| DE2835444A1 (de) | 1980-02-28 |
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| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |