SU1008248A1 - Устройство дл контрол содержани углерода в расплаве - Google Patents

Abstract

УСТРСЗЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В РАСПЛАВЕ, включающее зонд и комбинированный датчик на его конце, свабженрый термопарой и имеющий камеру, вьшолненную в изолированном корпусе датчика, отличающеес  тем, что, с цепью расширени  диапазона контрол  содержани  углерода , оно дополнительно содержит две пары электроизолированных друг от друга электродов , при этом камера выполнена герметичной , перва  пара электродов располо-жена внутри камеры, втора  - вне ее, один из электродов второй пары расположен на изолированном корпусе, а другим с S электродом  вл етс  внешн   стенка квмеры , выполненна  в виде стандартной &} пластинки-образца из низкоуглеродистой стали; причем электроды второй пары подг С ключены к цеп м пуска счетчика времени -, а .электроды первой пары - к цеп м оста- аоаа этого счетчика.

Description

Изобретение относитс  к черной метал лургии, а именно к технике контрол  содержани  углерода в металлическом расплаве .. Известно устройство, реализующее тер МО ЭДС, которое содержит холодный и гор чнй электроды, электронагреватель термопару и вторичный прибор дл  контрол  и регулировани  температуры гор чего электрода и вторичный прибор-поте циометр дл  контрол  термо-ЭДС цепи холодный электрод - образец - гор чий электрод. Шкала потенциометра, регйЬтрирующего термо-ЭДС образца, граду ируетс  непосредственно в процентах угле рода М. Основным недостатком устройства  вл етс  ограниченноСКа его применени  - поскольку . оно применимо только дл  сталей , в которых отсутствуют значительные количества примесей. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  контрол  содержани  углерода в конверторной ванне по способу ликвидуса, а также контрда  ее тем пературы и окисленности. Оно представл  ет собой зонд с установленным на его по гружаемом конце комбинированным датчиком . Датчик содержит термопару дл  определени  температуры ванны , камеру с раскислителем, термопару дл  определени  содержани  углерода и гальванический элемент дл  определени  активности кислорода.. При замере зонд с комбиннрованньгм датчиком погружают в конверторную ванну и выдерживают некоторо г врем . Железоуглеродистый расплав (жидкий металл ) заполн ет камеру, раскисл  сь и затем остыва . По температуре ликвидуса зафиксироЕйнной с помощью вторичного прибора, подключенного к термопаре, установленной в камере, и графику зависимости процентного содержани  углерода в расплаве от этой температуры, составленному , дл  конкретных условий производства , определ ют содержание углеро- да в расплаве,2. Однако это устройство неприменимо дл  чугунов, в которых присутствуют значительные количества других, примесей (кремний, марганец, фосфор и др.), так как они вгш ют на температуру ликви дуса. При применении же устройства дл . железоуглеродистых расплавов с содержанием углерода в интервале, охватывающем значени  4,26-4,3%, возникает не- однозначна  зависнмсюгь , когда одной и той же температуре ликвидуса соответствуют два разных значени  содержани  углерода (по диаграмме состо ни  железоуглерод ). Цель изобретени  - расширение диапазона контролируемого параметра. Указанна  цель достигаетс  тем, что известное устройство, включаюшее зонд и комбинированный датчик на его конце, погружаемый в расплав и имеющий термопару , и заполн емую расплавом камеру, дополнительно содержит две пары электро; изолированных друг от друга электродов, „ри этом камера выполнена герметичной, перва  пара электродов расположена камеры, втора  - вне ее, один из электродов второй пары расположен на изолированном корпусе, а другим электродом  вл етс  внешн   стенка камеры, выполненна  в виде стандартной пластинкиобразца из низкоуглеродистой стали с заранее определенными зависимост ми продйлжительности его диффузионного рас- плавлени  в железоуглеродистом расплаве от содержани  в нем углерода с уче„JM температуры, причем электроды второй пары подключены к цеп м пуска счетчика времени, а электроды первой парык цеп м останова этого счетчика. Экспериментально установлено, что при посто нной температуре железоуглеродистого расплава (дл  интервала концентраций углерода в расплаве от 2,5 до 4,5%) содержание в нем углерода обратно пропорционально продолжительности дифф ионного расплавлени  низкоуглеродистого стандартного образца, причем наличие в расплаве дополнительных примесей не про вл ет существенного вли ни  на установленную зависимость. При использовании дл  контрол  одинаковых- по размерам (толщине) и химсоставу расходуемых пластинок-образцов из низкоуглеродистой стали, вли ющим фактором  вл етс  только температура расплава. При контроле необходимо измерить температуру железоуглеродистого расплава и продолжительность диффузионного расплавлени  в нем стандартной пластички-образца , вз той из расходуемой партии . Далее по заранее уста швпенным дл  этой партии образцов зависимост м концентрации углерода в расплаве от продолжительности диффузионного расплавлени  пластинки-образца и температуры расплава определ ют концентрацию углерода в контролируемом расплаве. 3100 Ограничивающим фактором повышени  точности при замере продолжительности диффузионного расплавлени  образца  вл етс  процесс фиксации моментов начала . и Конца расплавлени  пластинки-образца. Фиксаци начала. и конца расплавлени  осуществл етс  путем применени  двух пар электроизолированных друг от друга электродов и ерметичной камеры. При этом пластинка-образец выполн ет функции стенки камеры, отдел кацей при замере расплав от внутренней, полости камеры . Перва  пара электродов располагаетс  вне камеры, а втора  - внутри ее. Начало расплавлени  фиксируетс  замыканием расплавом внешних электродов, при котором запускаетс  счетчик времени, а конец расплавлени  пластины - замыканием расплавом электродов, наход щихс  в камере, при котором счетчик останавпн ваетс  (железоуглеродистый расплав при расплавлении пластинки-образца заполн ет камеру). На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство дл  кон1-ролй содержани  углерода в расплаве, общий вид продольного разреза.; на фкг. 2 - поперечный разрез по герметичной камере, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - поперечный разрез в месте разъемного соединени  комбинированного датчика с зондом разрез ,Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 - вид на узел установки пластинки-образца, вид В на фиг, 1; на фиг. 5 - фрагмент номограммы зависимости от содержани  углерода в распл аве от продолжительностирасплавлени  в нем стандартных пластинок-образiUOB толщиной S 0,8 мм из низкоуглеродистой стали (С 0,О5%) с учетом тем пературы расплава, Устройство содержит комбинированный датчик и погружаемь1й зонд, который имеет термостойкую наружную трубу 1. Комбинированный датчик состоит из керамического корпуса 2 и бпсжа термопары, содержащего керамический стакан 3 с установленной и нем стандартной термопарой 4 (например, платиноромй-платинородиевой ) в кварцевой трубочке 5. Термопара в трубочке 5 и защитный колпачок 6 фиксируютс  в стакане 3 с помощью термос.тойкой замазки 7. К дну сткана 3, имек дему тсруглое окно, крепитс  на клею 8 пласпхиссова  втулка 9 с двум  каналами дл  медных проводников 10 соедин юших термоэлектроды термон ры 4 с контактными кольцами 11 разъемного соединени . Блок термопары вставл етс  в ке84 рамический корпус 2 и крепитс  к нему с помощью термостойкой замазки 7, В корпусе 2 имеетс  полость 12 с круглым окном и установленными в ней двум  электродами 13 в виде кусочков проволоки (например, медной). Кусочки проволоки 13 наход тс  в теле керамического корпуса 2, выступают на 3-5 мм внут1рь камеры 12 и соединены со штырьками 14 разъемного соединени . В круглое окно вставлена кругла  стандартна  пластанка-образец 15 (фиг. 4) из низкоуглеродистой стали с заведомо известными зависимост ми продолжительности ее диффузионного расплавлени  от содержани  углерода в расплаве и температуры расплава . Эта пластинка 15 одновременно вьшолн ет функции внешнего электрода. Дл  электрической св зи пластинки 15 с одним из штырьков 14 в круглом окне камеры установлено контактное кольцо 16, а в теле корпуса 2 проходит медный проводник, соедин к ций штырек 14 и коль« цо 16. Пластинка-образец 15 закрепл етс  в окне камеры с помощью термостойкой замазки 7. С помошью этой же замазки герметизируетс  камера 12. Вторым внешним электродом  вл етс  кусок проволоки 17, подсоединенный к одному из штырьков 14, проход щих в теле кортуса 2 и выступающий из- корпуса 2 на 56 мм. Комбинированный датчик соедин етс  с зондом с псллошью разъемного соединени , которое уплотн етс  термостойкой замазкой 7, Все изолированные про 8 св зи датчика с аппаратурой контрол  и управлени , а также разъемное соединение наход тс  внутри зонда. Устройство работает следующим образом . Перед замером комбинированный датшк в сборе соедин етс  с погружаемым зондом. При этом термопара подключаетс  к вторичному прибору-пот циометру. Пара внешних электродов (пластинка 15 и ектрод 17) подключаетс  к цеп м пуска счетчика времени, а пара внутренних электродов 13 - к цеп м останова счетчика; При опускании датчика в расплав возникает ксштакт между электродом 17, , пластинкой-образцом 15 и расплавом и замыкаетс  электрическа  цепь пуска.счетчика времени. Дл  по&ььшени  надежности эта цепь бпокируетс  внешней цепью внутри счетчика. Во врем  контакта, пластинки-образца 15-с рас- плавом происходит ее диффузионное плавление . При расплавлении пластинки 15 10 расплав, за.полн   камеру 12, зомыкает электоды 13 в иепи останова счетчика времени (эта цепь также блокируетс  внешней цепью счетчика). Одновременно с расплавлением гшастинки образца 15 происходит расплавление защитного коп пачка 6 термопары 4, прогрев гор чего спа  термопары и замер температуры рас плава. По показани м потенциометра и счетчика В5эемени и полученным заренее зависимост м содержани  углерода в рас плаве от П1Х)До жительности диффузионного расплавлени  пластинки-образца и тем пературы расплава определ ют содержание 5т лерода в расплаве. Так, например (фиг. 5) по номограммам, полученным дл  партии расходуемых пластинок-образцов толщиной 0,8 мм из низкоуглеродистой стели (,О5%), дл  замера, при котором температура расплава составл ет 1330 С, а продрллштельность диффузионного растшавлени  - 14,32 с содержание углерода в расплаве равно 4,21%, После замера термозонд поднимают в крайнее верхнее положение и испо ьзованный замен ют на новый. При проведении полупромышленных испытаний устройства точность контрол  дл  4а6 передельных чугунов составл ет ± О,05%С, а длительность контрол  - не более 20 с (при толщине пластинок-образцов 0,8 мм и содержании в них углерода ,05%). При использовании предлагаемого устройства , вследствие отсутстви  вли ни  на процесс диффузионного расплавлени  Других примесей диапазон изменени  содержани  углерода в контролируемом расплаве может быть значительно расширен, до концентрации углерода более, чем 6%, iT.e, устройство может использоватьс  практически дл  всех марок чугуна. Таким образом, использование-предлагаемого устройства позволит осуществить экспрессное определение содержани  углерода в чугуне непосредственно перед заливкой его в сталеплавильные агрегаты . Экспрессное определение содержани  углерода в чугуне с помошью устройства позволит сократить вдвое количество додувок или других корректировок плавки, что повысит производительность агрегатов и улучшит качество выплавл емой стали. Экономический эффект при этом составит руб. на 1 т Выплавленной сталй.

/(-А

Фиг. 2.

Фиг.{

&-5

/4

/4

4Z7/7 J

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В РАСПЛАВЕ, включающее зонд и комбинированный датчик на его конце, снабженный термопарой и имеющий камеру, выполненную в изолированном корпусе датчика, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона контроля содержания углерода, оно дополнительно содержит две пары электроизолированных друг от друга электродов, при этом камера выполнена герметичной, первая пара электродов расположена внутри' камеры, вторая - вне ее, один из электродов второй пары расположен на изолированном корпусе, а другим электродом является внешняя стенка камеры, выполненная в виде стандартной пластинки-образца из низкоуглеродистой стали; причем электроды второй пары подключены к цепям пуска счетчика времени а .электроды первой пары - к цепям оста- нова этого счетчика.

   SU .... 1008248 >

   1 1008248