Способ контроля углеродного потенциала печи и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК C21D11/00 

Изобретение относится к технике измерения углеродного.потенциала печей для химико-термической обработки деталей и может быть использовано в машиностроении, металлургии и химической промьшшенности.

Известен способ --контроля углеродного потенциала печи по изменению веса контрольной фольги в процессе ее науглероживания.

Указанный способ реализуется следующим образом.

Фольга-свидетель помещается в печь на некоторое время, после чего на специальных весах определяется изменение веса фольги 1.

Недостатком этого способа является то, что из-за загрязнения поверхности фольги нарушается процесс науглерюживания, что приводит к неправильным результатам. Кроме того, для контроля углеродного потенциала печи необходимо периодически выни.мать фольгу-свидетель, взвешивать ее и заменять другой.

Для осуществления указанного способа необходимы особо точные приборы для взвешивания, что затрудняет контроль.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля, углеродного потенциала по измененШо электрического сопротивления образцов датчиков из тонкой железной проволоки вследствие их науглероживания или же обезуглероживания в печной атмосфере.

Указанный способ реализуется следующим образом.

10

Устройство, содержащее завдитный кожух, чувствительный элемент (тарированный образец) и компенсирующий элемент, помещается в определяемый объем контролируемой атмосферы для

15 .взаимодействия чувствительного элемента с атмосферой. Чувствительный и компенсируклций элементы через токовыводящую систему подключены к мосту постоянного тока, изменение

20 которого регистрируется специальным прибором. В качестве элементов используется стальная проволока. При взаимодействии с атмосферой печи в проволоке меняется содержание угле25рода и тем самым изменяется ее Электрическое сопротивление. Для корректировки изменения электрического сопротивления в зависимости от температуры рядом с чувствитель30ным элементом, но в изолированном

от печной атмосферы корпусе, раэмеIщен компенсирующий элемент 23.

Недостатком известного способа контроля углеродного потенциала печи и устройства для его осуществления является малая чувствительность и недостаточная прочность элементов. Кроме того, ввиду необратимости процесса науглероживания чувствительного элемента автоматическое регулирование углеродного noTeir циала печи с таким устройством не возможно,

.Цель изобретения - повышение эффективности процесса контроля углеродього потенциала печи.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу контроля углеродного потенциала с помощью тарированного образца, взаимодействующего с контролируемой атмосферой, пере мегдают тарированный образец через определяемый объем контролируемой атмосферы и измеряют его магнитную проницаемость, а устройство, содержащее тарированный образец, помещенный в определяемый объем контролируе мой атмосферы и вторичный прибор, снабжено механизмом перемещения образца через определяемый объем контролируемой атмосферы и датчиком системы измерения магнитной проницаемос ти, соединенным со вторичным приборо На чертеже схематически изображено устройство для осуществления способа контроля углеродного потенциала печи. Устройство включает механизм пере мещения тарированного образца, в данном случае стальной ленты 1, содержащий подающий узел 2. Лента 1 . пропущена через уплотняющие элементы 3 в определяемый объем контролируемой атмосферы 4, где лента 1 огибает скользящий ролик 5 и выходит из уплотняющих элементов б. Лента 1 про тягивается ведущим валом 7 и прижикным роликом 8, Подматывает ленту 1 приемный узел 9. К рабочей поверхнос ти датчика 10 магнитной проницаемости лента 1 прижимается специальными рычагами 11, Скользящий ролик 5 уста новлен на кронштейне -12, связанном с плитой 13. Плита 13 жестко крепится к каркасу нагревательной камеры 14, Сигнал с датчика 10 магнитной проницаемости подается на преобразователь 15, связанный с электронным блоком 16, В электронный блок 16 подается сигнал от термометра 17 тер.моэлектрического. Необходимый углеродный потенциал задается блоком 18. Фактическая величина углеродного потенциала фиксируется в показывающем блоке 19. С электронного блока 16 сигнал, усиливаясь в блоке 20, подается на исполнительный механизм 21, связанный с газовым вентилем 22.

Способ реализуется следующим образом. Лента 1 определенного состава и, следовательно, с определенной магнитной проницаемостью при вращении ведущего вала 7, подающего2 и приемного узла 9 перемещается в определяемый объем контролируемой атмосферы 4 через уплотняющие элементы 3, где, огибая скользящий ролик б, выводится через уплотняющие элементы 6 и прот5 гивае.тся через датчик 10 магнитной проницаемости. За время нахождения каждого отрезка ленты в определяемом объеме контролируемой атмосферы последняя взаимодействует с Окислами железа, никеля и другими элементами, содержащимися в сплаве ленты 1. Углеродный потенциал печи можно выразить следующей зависимостью:Г - РН (СО CIUl .... РоСН,1+ -v d + 0) ), где P.(CO-i-CH4) - процентное содержание науглероживающейатмосферы в определяемом объеме; PoCH -t-H O+COtj +O) - процентное содержание обезуглероживающей атмосферы в определяемом объеме; fCt)- коэффициент, учитывающий температуру в определяемом объеме, В зависимости от углеродного потенциала определяемой контролируемой атмосферы лента будет или окисляться с определенной скоростью,, или же науглероживаться, в связи с чем будет изменяться ее магнитная проницаемость . Изменение состава сплава с поверхности ленты 1 регистрируется датчиком магнитной проницаемости 10, сигнал с которого подается на преобразователь 15 и далее в электронный блок 16, Для коррекции температуры в электронный блок 16 поступает сигнал с термометра 17 термоэлектрического. При изменении углеродного потенциала в определяемом объеме от заданного блоком 18 сигнал с электронного блока 16, усиливаясь в блоке 20, подается на исполнительный механизм 21. Исполнительный механизм 21, в зависимости от сигнала, увеличивает или же уменьшает подачу карбюризатора в печь за счет перекрытия или же открытия вентиля 22. Перемещение из определяемого объема контролируемой атмосферы через систему измерения магнитной проницаемости, связанной с приборами ее ре