SU533641A1 - Устройство дл контрол содержани углерода в металлических расплавах - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области черной металлургии, а н.менно к технике контрол  содержани  углерода в жидком металлическом раюнла.ве сталеплавильных агрегатов.

Известно устройство, позвол ющее анализировать содержание углерода в пробах металла , лутем сжигани  навеоки в токе гкислорода при 1200-1400° С и определени  образующихс  газообразных углер.одсодержащих о,кислов в посто нном объеме, содержащее весовое устройство, высокотемнературную печь, устройство тодачи кислорода, анализатор газа и измеритель объема газа. Анализ углерода с помощью такого устройства св зан с потерей большого количества времени, затрачиваемого на отливку и доставку П;робы металла , подготовку ее к анализу и производство самого а.нализа 1.

В услови х значительного ускорени  технологических процессов в сталеплавильных агрегатах та|Кой .контроль углерода  вл етс  недостаточно оперативным и снижает эффективность управлени  плавкой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устроЙ СТ|ВО, в:ключающее охлаждаемую окислительную камеру с капилл рным ;каналом и каналам дл  подвода кислорода , газоотвод щий тракт с фильтром, сообщающийс  с газоанализатором, которое позвол ет получить достаточную скорость контрол  углерода в жидкой ва-нне, обеспечива  точность строго посто нным отбором количества металла дл  производства анализа 2.

Однако (ПОД действнем гидростатического давлени  жидкий расплав через капилл рный канал затекает в окислительную камеру неравномерно , а его поступление зависит от многих случайных факторов и прежде всего от уровн  металлического расплава в ванне, диаметра капилл рного канала, величины давлени  в окислительной KaiMepe и т. д. Указанные факторы  вл ютс  функци ми Времени и ме. нлютс  в течение всего периода контрол  содержани  углерода.

Целью изобретени   вл етс  повыщение тОЧности контрол  содержани  углерода путем стабилизации отбора раснлава в окислительную камеру.

Это достигаетс  тем, что предлагаемое устройство дополнительно снабл-сено датчиками расхода кислорода и отход щих газов, задатчиком и корректором количества расплава и регул тором давлени  газа в газоотвод щем тракте, причем вход корректора св зан с задатчикОМ количества расплава, датчиками расхода кислорода, отхол щих газов и газоанализатором кислорода, а .выход его подключен

на вход регул тора давлени  газа в газоотйод щем тра-кте. Определ   фанатическое количество отбираемого рааплава по расходу кислорода на входе и выходе о.к слительной камеры и сравнива  его с зада.нным значением , устройство стабилизирует поступл.ение металла путем изменени  давлени  в газоотвод щем TpaiKTe.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит охлаждаемую окислительную .KaiMepy / с канала.ми 2 и 3, на входе которой уста.новлеи датчик 4 расхода кислорода , а на выходе - датчик 5 расхода отход щих газов и газоанализатор 6 кислорода. Газоотвод щий тракт 7 с фильтрО М (на чертеже |Не по.казан) св зан с регул тором 8 давлени  газа. Датчики и газоанализатор подключены к корректору 9, на вход которого подключен также задатчик 10 .колнчества расплава . Выход псорректора соединен с регул тором давлени  газа и регистратором // содержани  углерода.

Устройство работает следующим образом.

Перед ногруженпем о.кислнтельной камеры / в металлический распутав в нее через ка.нал 3 подают кислород, лри этом газоотвод щий тракт 7 за,крыт. Кислород, выход  через канал 2, предотвращает попадание шлака в окислительную ;камеру / при ее логружении ,в вапну. Задатчик 10 количества металла уста .на вливаетс  в определенное ноложение. Устройство готово дл  осуществлени  аналнза содержани  углерода. Дл  контрол  углерода окислительную камеру 1 иогружают в жидкий раснлав и .включают в работу корректор 9. Корректор 9, воздейству  -на регул тор 5 давлени  газа, открывает (Газоотзод щик тракт 7. После чего, когда избыточное давление в окислительной ;ка;мере 1 отсутствует, но капилл рному каналу 2 иод действием гидростатического давл.ени  поступает металл, который полностью окисл етс  кислородом, постулающим сюда по ка.налу 3. Рас.ход кислорода измер етс  датчиком 4. Газы, образукь щиес  при окислении металла, удал ютс  из окислительной камеры 1 по газоотвод щему тралсту 7 S атмосферу.

Количество образующихс  газов и конце: тращию в  их кислорода измер ют датчиком 5 и газоанализатором 6. Корректор 9 в соответствии с сигналами, поступающими от датчиков 4, 5 ъ газоанализатора 6, определ ет мгновенное значение количеств:а окисленного металла (ПО уравнению:

1 К

у

С02,

а

Z - количество отбираемого расплава , кг; СО, 0)2 - расход кислорода и отход щих

газов

К - (концентраци  кислорода в отход щих газах, %;

а, b - стехиометрические коэффициенты окислени  железа и углерода. Приведенное урав})ение (1) получено путем преобразовани  следующей системы балансовых урав,нений:

(ах + by)Z tOi byZ (1 -К) Z + у I,

где X, у - содержание железа и углерода г,

анализируемом расплаве, %. Полученное значение количества металла

в виде сигнала сравниваетс  корректором 9 с его заданным значением, вырабатывае1мьгм задатчИ|КОМ 10 количества металла, а сигнал рассогласовани  подаетс  на вход регул тора давлени  газа. Регул тор в соответствии с

этим сигналом измен ет избыточное давление газа в газоотвод щем тракте 7 так, чтобы уменьшить разницу между заданным .и фактическим поступлением металла. Працесс pe -vлиро .ваии  протекает до тех пор, пока величина рассогласовани  не станет равной нулю. ТакиМ образом, количество отбираемого расплава в окислительную камеру дл  контрол  содержани  углерода непрерывно поддерживаетс  посто нным на заданном уровне. Одновреманно с этим корректор 9, реша  уравнение (3), вырабатывает сигнал, нроаорциональный содержанию углерода в анализируемом расплаве и выдает его на регистратор //. По окончании контрол  содержани  углерода в жидкой ванне корректор 9 вььключаетс , регул тор 8 давлени  газа отрабатывает на закрытие газоотвод о его тракта 7 и избыточное давление кислорода в окислительной кам-ере / вытесн ет металл из канала 2. После этого окислительна  камера / извлекаетс  нз ванны. Точность контрол  содержани  углерода в металлических расплавах будет зависеть В основном от точности измерителей расхода и (концентрации кислорода в отход щих газах, класс точности которых не должен быть ниже 0,5. Кроме того, на величину точности может оказывать также вли ние переменного состава жидкого металла по другим , кроме железа и углерода, элементам (Мп,

Si, S, Р и др.). Однако это вли ние в случае нередела чугуна в сталь значительно только ъ начальный момент плавки 1после слива чугуна (В ванну, позднее, спуст  несколько минут, величина иогрещности (минимальна. Например,

если средний состав передельного чугуна содержит , %: углерода 4,0-4,3; марганца 0,8-1 ,2; кремни  0,6-1,0; серы 0,06-0,03; фосфора 0,08-0,20, то максимальна  относительна  ногрешность от недоучета окислени  Мп, Si,

S и Р составл ет 1,5%. В дальнейшем, когда кремний полпостью окисл етс , марганец стабилизируетс  в пределах 0,2-0,15%, а сера и фосфор примерно остаютс  .в тех пределах , относительна   огрещность составит уже

0,25%, т. е. значительно ниже класса точности

измерительной аппаратуры, и их недоучет не может сказыватьс  на точности контрол  углерода в металлическом расплаве в жид.ко; ванне.

Claims (2)

1.Яковлев П. Я- :и др. Определение углерода в металлах. «Металлурги , 1972 (аналог ).

2.Авт. св. Ns 463715, Кл. С 21 С 5/30, 07.12.73.

,J