Устройство определения содержания углерода в железоуглеродистых расплавах Советский патент 1981 года по МПК G01N33/20 

на, причем второй вход блока И соединен р /датчиком наличия слива чугуна, а выход - с реле времени, вход второго блока деления соединен с выходом первого блока деления, а выход - через первый переключатель с nepBb i и вторым блоком памяти, вхдд переключателя также связан с реле времени и вторичным прибором, а выход - через третий блок деления с блоком указания, выход измерителя массы чугуна через второй переключатель соединен с третьим блоком памяти, выход которого через блок вычитания связан с первым блоком деления, выходы реле времени соединены через второй переключатель с блоком вычитания, через счетчик с третьим блоком деления и непосредственно с первым блоком деления и третьим блоком памяти.

Количество чугуна, сливаемого из миксера, при определенном угле наклона последнего является функцией создаваемого чугуном напора, определяемого углом наклона миксера и количеством чугуна в нем, геометрии сливного носка и внутренней поверхности миксера, коэффициента вязкостных свойств чугуна, продолжительности слива. Соотношение массы чугуна, слитого из миксера за два одинаковых последовательных промежутка времени при определенном наклоне миксера, однозначно определяется коэффициентом вязкостных свойств чугуна и не зависит от геометрии сливного носка и внутренней поверхности миксера. Таким образом, исключая влияние этих параметров, повышаем точность и надежность определения содержания углерода.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит миксер 1, измеритель 2 тока, привод 3 миксера, блок И 4, ковш 5, датчик б температуры, датчик 7 наличия слива чугуна, вторичный прибор 8, электромагнитную муфту 9, переключатель 10, блок 11 и 12 деления, измеритель 13 массы чугуна, реле 14 времени, блок 15 вычитания, переключатель 16, блоки 17, 18, 19 памяти, блок 20 указания, блок 21 деления, счетчик 22.

Якорь- двигателя привода 3 миксера 1 соединен с измерителем 2 тока, выход которого соединен через блок И 4 с электромагнитной муфтой 9, которая механически соединена с измерителем 13 массы чугуна. Второй вход блока и 4 соединен с датчиком 7 наличия слива чугуна, а вьосод - с реле 14 времени.Датчик 6 соединен чере вторичный прибор 8 с блоком 20 указания. Измеритель 13 массы чуГУНа, соединен с блоком 12 деления и через второй переключатель 16 с третьим

блоком 19 памяти. Вход вторЪго блока 11 деления соединен с выходом первого блока 12 деления, а выход через первый переключатель 10 с первым 17 и вторым 18 блоком памяти. Вход переJ ключателя 10 также связан с реле 14 времени и вторичным 8 прибором, а выход - через третий блок 21 деления с блоком 20 указания, выход третьего блока 19 памяти через блок 15 вычитания соединен с первым блоком 12

деления. Выходы реле 14 времени соединены через второй переключатель 16 с блоком 15 вычитания, через счетчик 22 с третьим блоком 21 деления и непосредственно с первым блоком 12 деления и третьим блоком 19 памяти.

Определение содержания углерода осуществляется на принципе измерения вязкостных свойств контролируемой 0 среды в зависимости от содержания в ней углерода

Ср + tp +d, , (1) где Ср - содержание углерода в чугуне, %

5 t - температура чугуна, С; ,- коэффициенты;

U - коэффициент вязкостных

свойств чугуна, с , определяемый из выражения

.

i

С2)

где G - масса чугуна, слитого из

миксера за первый промежуток времени от момента исчезновения тока нагрузки,т масса чугуна, слитого из

G, миксера за второй промежуток времени, т; промежуток времени, с.

Ъ Для исключения влияния неравномерности состава чугуна в миксере коэффициент вязкостных свойств чугуна определяется при каждом наклоне миксера, а содержание углерода находится с учетом усредненного коэффициента, рассчитываемого по формуле п

:.а,

С5)

где 1 - порядковый номер измерений;

п - количество измерений. Устройство работает следующим образом.

55 Для слива чугуна привод 3

осущест.вляёт наклон миксера 1. При появлении струи чугуна срабатывает датчик 7 наличия слива чугуна (например, фотореле ФРСУ), контакт К2,

0 замыкается. При остановке приводи 3 ток на якоре двигателя становится равным нулю, срабатывает контак К 1 на выходе измерителя тока и на выходе блока,И 4 появляется управяяюД5 Щвв напряжение. Срабатывает электромагнитная муфта 9, соединяющая весо вую платформу ковша 5 с измерителем 13 массы чугуна, выполненного с при менением ферродинамических преобразователей ПФ2, ПФЗ.. Одновременно включается реле 14 времени и начина ет отсчет времени. Переключатель 16 подключает выход измерителя 13 массы чугуна к блоку 19 памяти, выполненному, например, на базе функционального преобразователя типа ПФФ. ho истечении промежутка времени срабатывают контакты К7 и Кб, которые производят переключение переклю чателя 16 и фиксируют значение массы чугуна G в блоке 19 памяти. Переключатель 16 подключает измеритель 13 массы чугуна к блоку 15 вычитания, выполненного, например, на базе усилителя мощности типа ПЭФ, и отключает от блока 19 памяти. В бло ке 15 вычитания определяется разность () и передается в блок 1 деления, куда одновременно поступают напряжение, пропорциональное G с преобразова еля ПФ2 блока 13. В блоке 12 деления, выполненном на ба зе функционального преобразователя ПФФ, определяется значение отношени (С)-Сл) , .причем функциональная зависимость реализуется с помощью профилированного кулачка Кл. Таким образом, с выхода преобразователя ПФ5 блока 12 снимается напряжение, пропорциональное величи не п Gji/() , которое поступает в блок 11 деления, выполненный на резисторе R2. С выхода блока 11 деления снимается напряжение, пропорциональное величине 1/ по формуле (2)и поступает через переключатель 10 в блок 17 памяти на преобразователь ПФ6. Величину Т можно изменить положением движка резистора Н2 По истечении промежутка времени 2т срабатывают контакты К4, К5, Кб. Контакт Кб фиксирует в блоке делени величину en q . - , а контакт К5 производит переключение переключате ля 10, который фиксирует в блоке 17 памяти величину U и подключает к вы ходу блока 11 деления блок 18 памяти . Контакт К4 подает импульс в сче чик 22, который устанавливает резис тор R3 блок 18 памяти в положение, соответствуюшееединице. С преобразователя ПФ7 блока 17 памяти напряжение поступает через переключатель 10 на блок 21 деления, выпол ненный, например, в виде резистора R3, положение движка которого соответствует коэффициенту, равному еди нице, и далее в блок 20 указания. Таким образом, в блок 20 поступает напряжение, пропорциональное величи не ij . . При следующем наклоне миксера дл слива чугуна появляется ток на якоре двигателя привода 3, контактК размыкается, управляющее напряжение на выходе блока И 4 становится равным нулю, электромагнитная муфта 9 и реле 14 времени обесточиваиотся и сбрасываются в исходное состояние. Также в исходное состояние сбрасывается измеритель 13 массы чугуна. При остановке привода 3 цикл измере- НИИ повторяется, причем запись вели- чины Uj производится в блоке 18 памяти (преобразователь ПФ9). Выходной напряжение с преобразователя ПФ7, равное И, и резистора R,равное Uj, суммируется. Таким образом, с выходного преобразователя блока 18 памяти снимается напряжение, пропорциональное (D + и), поступающее на резистор НЗ..По истечении промежутка времени It срабатывает контакт К4 и счетчик 22 устанавливает резистор R3 в поло- женив соответствующее двум, С выхода R3 снимается напряжение пропорциональное выражению и поступает в блок 20 указания. При следующем цикле измерения в блок ука зания поступает величина - Mt-fUs Таким образом, при п измерениях усредненный коэффициент вязкостных свойств чугуна определяется по формуле (3). По окончании слива чугуна из миксера 1 в ковш 5 производится измерение температуры чугуна датчиком 6 ,и -вторичным прибором 8. Напряжение, пропорциональное температуре чугуна, поступает с преобразователя ПФ1 в блок 20 указания, в котором производится вычисление содержания углерода по зависимости (1). Контакт КЗ подает сигнал на переключатель 10 и переводит устройство в начальное состояние. Испытание макета устройства показало, что использование предлагаемого устройства позволяет увеличить точность контроля содержания углеро да в чугуне на 0,028%, что позволяет повысить количество плавок, проводи-мых без промежуточных повалок конвертера на 5%. Формула -изобретения Устройство определения содержания углерода в железоуглеродистых расплавах, например чугуна в миксере, содержащее датчик температуры, соединенный через вторичный прибор с блоком указания, измеритель массы чугуна, соединенный с блоком деления, датчик наличия слива чугуна, электромагнитную муфту, и датчик приращения угла наклона миксера, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения точности и надежности, оно дополнительно содержит три блока памя- ти, два блока деления, счетчик, переключатель и измеритель тока, вход которого ..соединен с якорем двигателя привода, миксера, а выход - через блох И с,электромагнитной муфтой, ко торая механически ,соединена с измерителем массы чугуна, причем второй вход блока И соединен с датчиком наличия слива чугуна, а выход - с реле времени, вход которого блока деления счединен с выходом первого блока деления, а выход - через первый переключатель с первым и вторым блоком памяти, вход переключателя также свя зан с реле времени и вторичным прибо ром, а выход - через третий блок деления с блоком указания, выход измерителя массы чугуна через второй переключатель соединен с третьим блоком памяти, выход которого через блок вычитания связан с первым блоком деления, выходы реле времени соединены через второй переключатель с блоком вЕлчитания, через счетчик с третьим блоком деления и непосредственно с первым блоком деления и третьим блоком памяти. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР № 609081, кл. G 01 N 25/04, 1974. 2. Авторское свидетельство,СССР 397845, кл. G 01 N 33/20,1971.