SU438910A1

SU438910A1 - Датчик концентрации углерода в жидком металле

Info

Publication number: SU438910A1
Application number: SU1838377A
Authority: SU
Inventors: Олег Данилович Зорин; Леонид Соломонович Файнзильберг
Original assignee: Ордена Ленина Институт Кибернетики Ан Усср
Priority date: 1972-10-19
Filing date: 1972-10-19
Publication date: 1974-08-05

Description

1

Изобретение относитс к области металлургии и может быть использовано, в частности в системах автоматизации сталеплавильных агрегатов, например, непрерывного действи .

Известный датчик концентрации углерода в железо-углеродистом расплаве по температуре ликвидуса представл ет собой термопару в защитном чехле, через который периодически продувают холодный нейтральный газ. Недостаток известного устройства состоит в том, что старении термоэлектродов и нарушении градуировочной характеристики термопары резко увеличиваетс погрешность определени углерода, что сокращает срок службы датчика.

Предлагаемый датчик отличаетс от известного тем, что внутри защитного чехла расположена дифференциальна термопара, на одном спае которой закреплена ампула, содержаща тугоплавкий материал, а на другом - ампула, содержаща материал с температурой плавлени выше, чем максимально возможна температура ликвидуса определ емого расплава, например чистое железо.

Схема предлагаемого датчика представлена на чертеже.

Датчик состоит из защитного чехла I, дифференциальной термопары 2, термопары 3, ампулы 4 с чистым железом и ампулы 5 с тугоплавким материалом. Работает датчик следующим образом. В период подачи внутрь защитного чехла охлаждающего газа на стенках чехла образуетс корка металла. С помощью термопары 3 фиксируетс остановка температурной кривой охлаждени . С помощью диаграммы состо ни данного расплава по температуре ликвидуса наход т содержание углерода в

расплаве.

Кроме того, в период охлаждени при температуре кристаллизации чистого железа металл в ампуле 4 начнет застывать (ранее он находилс в жидком состо нии, так как температура внутри чехла была выше, чем температура плавлени чистого железа). В момент кристаллизации металла в ампуле 4 температура спа дифференциальной термопары , контактирующего с ампулой 4, не мен етс , тогда как температура спа , контактирующего с ампулой 5, по-прежнему измен етс (уменьшаетс ). В результате этого на выходе дифференциальной термопары по витс сигнал о наступлении температуры плавлени (кристаллизации) чистого железа, котора вл етс вполне определенной величиной . Определ в этот момент показани термопары 3 и сравнива их с истинной температурой , котора равна температуре кристаллизации чистого железа, определ ют погретность термопары 3, которую в виде поправки добавл ют к показанию термопары в момент кристаллизации корки металла на защитном чехле.

Поскольку температура внутри чехла несколько ниже, чем температура на его поверхности , то к показанию термопары 3 добавл ют посто нную величину, определ емую экспериментально.

Таким образом, температуру ликвидуса металлического расплава с пмощью предлагаемого датчика наход т по следующей формуле

, 4 + + .

где л - температура ликвидуса металлического расплава,

д -температура, определ ема термопарой 3 и соответствующа температурной остановке кривой охлаждени ,

- поправка, соответствующа изменению градуировочной характеристики термопары 3, равна разности показани термопары в момент кристаллизации чистого железа и температуре кристаллизации чистого железа,

- посто нна поправка на температурный градиент по пространству защитного чехла.

Поправка М находитс экспериментально при помощи сопоставлени показани датчика с данными химического анализа на углерод и остаетс посто нной дл данного датчика на весь период его эксплуатации. Поправка определ етс при каждом цикле измерени . Процесс определени и введени поправок может осуществл тьс автоматически при помощи нескольких решающих блоков .

Ампулы 4 и 5 имеют одинаковую теплоемкость дл обеспечени симметрии и исключени запаздывани в изменении температур

спаев дифференциальной термопары 2. Одинаковые теплоемкости ампул достигаютс размером и материалом ампул 5. Дл предотвращени воздействи кристаллизующегос металла в ампуле 4 на показани термопары 3 в момент калибровки размеры ампулы 4 и масса заполн ющего ее металла должны быть минимальными.

Предмет изобретени

Датчик концентрации углерода в жидком металле по температуре ликвидуса, состо щий из термопары в защитном чехле, отличающийс тем, что, с целью повышени точности анализа и увеличени срока службы

датчика, внутри защитного чехла расположена дифференциальна термопара, на одном спае которой закреплена ампула, содержаща тугоплавкий материал, а на другом - ампула, содержаща материал с температурой плавлени выше, чем максимально возможна температура ликвидуса определ емого расплава.