Способ регулирования состава атмосферы проходной печи для цементации Советский патент 1988 года по МПК C21D1/76 

со

в печи 1 осуществляют с помощью размещенного в ней кислородного датчика 2 с наружным измерительным электродом 3 и внутренним сравнительным электродом 4. К внутреннему сравнительному электроду 4 через ротаметр 6 постоянно подают воздух, в печь подают Науглероживающий компонент, измерение расхода которого осуществляют в соответствии с сигналом, поступающим с кислородного датчика 2 на прибор 10, оттарированный в единицах углеродного потенциала (% С), откуда он подается на регулирующее устройство 12, выходной сигнал с которого поступает на регулирующий вентиль 13 на линии подачи природного

газа в печь. При снижении углеродного потенциала атмосферы в печи в момент перемещения деталей снижают углеродный потенциал около наружного измерительного электрода 3 путем подачи к нему окислителя, осуществляемой через регулирующий вентиль 7, ротаметр 8 и электромагнитный вентиль 9. С помоп ью термопары 5, размещаемой около наружного измерительного электрода 3, измеряют температуру на кислородном датчике. Сигнал с термопары 5 поступает на потенциометр 11. Согласно сигналу, поступающему с потенциометра 11, изменяется расход окислителя к наружному электроду кислородного датчика. 1 ил.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к способам управления атмосферой проходГсых печей для цементации с контролируемой газовой атмосферой, и может найти широкое применение н матиностроитель- ной, металлургической, автомобильной промьшшенности и в ряде других областей народного хозяйства. Целью изобретения является повышение точности регулирования состава атмосферы, повышение качества цементации. Измерение углеродного потенциала атмосферы с s (Л

1

Изобретение относится к теп ютех- нике, в частности к способам регулирования состава атмосферы проходных печей для цементации с контролируемой газовой атмосферой, и может най- ти применение в машиностроительной, металлургической., автомобильной прс- мьгашенности и в ряде других областей народного хозяйства.

Цель изобретения - повьппение точ- ности регулирования состава атмосферы печи и повышение качества цементации .

На чертеже представлена схема устройства, с помощью которого осущест- вляется предлагаемый способ.

В печи 1 размещается кислородный датчик 2 из твердого электролита с наружным измерительным электродом 3 и внутренним сравнительным электро- дом 4, термопарой 5, размещаемой на наружном электроде 3 датчика. К внутреннему электроду 4 постоянно подается воздух через ротаметр 6. К наружному электроду 3 подводится окислитель через регулирующий вентиль 7, ротаметр 8 и электромагнитный вентиль 9. Сигнал, снимаемый с электродов 3 и 4 датчика 2, поступает на прибор 10, оттарированный в единицах углеродного потенциала (% С). Сигнал с термопары 5 поступает на потенциометр 11. Выходной сигнал с прибора

5

0

5

10 подается на регулирующее устройство 12, выходной сигнал с которого поступает на регулирующий вентиль 13 на линии подачи природного газа в печь.

Способ осуществляется следующим образом.

При поступлении сигнала от схемы управления механизмами печи (например, после открытия заслонки в печи цементации) включается электромагнитный вентиль 9 на линии подачи окислителя к наружному электроду. Согласно сигналу от потенциометра 1I осуществляется регулирование расхода подаваемого воздуха с помощью вентиля 7. Понижение сигнала, поступающего с датчика 2 на вход прибора 10, приводит к большему открытию вентиля 13 и более быстрой компенсации возмущения, вызванного открытием заслонок печи 1.

Пример. На проходную двухряд- кую печь для цементации загружают поддоны с втулками звеньев гусениц трактора. Температура цементации 950°С. Цикл толкания поддонов 1 ч. Кислородньш датчик 2 из твердого электролита устанавливается в зоне насыщения. К внутреннему сравнительному электроду 4 подают воздух через ротаметр 6. К наружному измерительному электроду 3 подают воздух через регу314

пирующий вентиль 7, ротаметр 8 и электромагнитный вентиль 9, который включается на период перемещения поддонов с деталями в печи. Сигнал на открытие вентиля 9 поступает от схемы управления механизмами печи. Первоначальный расход воздуха устанавливается в пределах 40-400 л/ч.

Контроль температуры осуществляет- ся с помощью потенциометра 1I. Заданная температура на кислородном датчике устанавливается равной температуре цементации (950±50 с). При отклонении температуры от заданной (превышение температуры выгае 1000°С и снижение ниже ) осуществляют снижение расхода воздуха с помощью регулирующего вентиля 7 по сигналам потенциометра 1. Снижение расхода воздуха осуществляют до тех пор, пока температура на датчике не достигнет заданной (950 ± 50 О.

Расход воздуха ограничивают в пределах 40-400 л/ч. Снижение расхода воздуха (меньше 40 л/ч) практически не обеспечивает уменьше тя углеродного потенциала около кислородного датчика. В случае увеличения расхода воздуха (больше 400 л/ч) возможно значительное отклонение от заданной на кислородном датчике температуры, которое может быть как в сторону увеличения , так и в сторону уменьшения. Подъем температуры на кислородном датчике вызывается интенсивным выгоранием сажи на датчике, а также за счет выделения тепла реакции составляющих печной атмосферы с окислителем.

Снижение температуры на датчике происходит за счет охлаждения датчика при повьцпенных расходах окислителя. Подъем температуры около датчика выше заданной может привести к выгоранию платинового покрытия на поверх ности датчика, токоотвода и нарушению контакта токоотвода с платиновым покрытием. Снижение температуры на датчике ниже заданной также нежелательно, поскольку может повлечь-за собой растрескивание пробирки кислородного датчика.

Снижение выходного сигнала кислородного датчика при перемещении дета

.

ВШи1ПИ Заказ 3275/28 Тираж 545

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

кве е- Q е,, а 2Q 2530

35

40

45

50

лей в печи, вызванное гюдачеи окислителя к наружному электроду, приводит к дополнительной подаче углеводороппн в печь и, следовательно, к более быстрому выравниванию атмосферы П(5С- ле окончания цикла толкания.

Таким образом, регулярно в каждом 1дикле работы механизмов перемещения деталей в период снижения углеродного потенциала в печи дополнительно снижают углеродный потенциал около измерительного электрода кислородного датчика, в результате че го осу-. ществляется регенерация датчика за счет выгорания сажистого налета на поверхности датчика и замедления диффузионных процессов проникновения углерода в чувствительный элемент и другие детали датчика, в связи с чем увеличивается срок службы датчика, повьщ1ается чувствительность и точность измерения.

Формула изобрет-ения

Способ регулирования состава атмосферы проходной печи для цементации, преимущественно с механизмами перемещения деталей в печи, включающий измерение углеродного потенциала атмосферы печи с помощью установленного в печи кислородного датчика из твердого электролита с наружным измерительным и внутренним сравнительным электродами, подачу воздуха к внутреннему электроду, подачу науглероживающего компонента в печь и изменение его расхода в зависимости от углеродного потенциала, отличающийся тем, что, с целью повьшзения точности регулирования состава атмосферы и повышения качества цементации, дополнительно измеряют температуру наружного электрода кислородного датчика, а в период снижения углеродного потенциала атмосферы печи при перемещении деталей снижают углеродный потенциал около наружного электрода кислородного датчика путем подачи к наружному электроду датчика окислителя, расход которого поддерживают максимальным до отклонения температуры наружного электрода от заданной.

Подписное