Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПЕЧНОЙ АТМОСФЕРЫ
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПЕЧНОЙ АТМОСФЕРЫ

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПЕЧНОЙ АТМОСФЕРЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам химико-термической обработки изделий в контролируемой атмосфере. Сущность изобретения: измеряют ЭДС твердоэлектролитного датчика (E), установленного в печи, температуру (T), парциональное давление окиси углерода Pco, периодически вводят в печь фольговую пробу, с учетом показаний которой вычисляют поправку для расчета текущего углеродного потенциала печной атмосферы по математическому выражению ΔCф=b1·10-u+b2-Cф а текущий углеродный потенциал печной атмосферы определяют по математическому выражению C=b1·10-u+b2+ΔCф, где C - текущий углеродный потенциал печной атмосферы, b1,b2 коэффициенты; Cф - показание фольговой пробы, вводимой в печь, мас. % ; U - показатель степени, вычисляемый по математическому выражению U=E(a1T+a2)+(a3T+a4)+lgPco; a1,a2, a3,a4 - коэффициенты. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2007474
Класс(ы) патента: C21D1/76
Номер заявки: 4933516/02
Дата подачи заявки: 30.04.1991
Дата публикации: 15.02.1994
Заявитель(и): Акционерное общество "Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования"
Автор(ы): Полойко Ф.С.; Соловьев В.А.; Столяров Н.Н.
Патентообладатель(и): Полойко Феликс Соломонович
Описание изобретения: Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам химико-термической обработки изделий в контролируемой атмосфере.
Известен способ измерения углеродного потенциала печной атмосферы с использованием фольги.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ измерения углеродного потенциала печной атмосферы, включающий измерение ЭДС твердоэлектролитного датчика (Е), установленного в печи, и температуры печи (Т).
Недостатком известного способа является низкая точность измерения углеродного потенциала печной атмосферы, то есть не учитывается изменение концентрации в печной атмосфере окиси углерода, наличие в рабочем пространстве печи сажи, изменение параметров печи от наличия и типа садки.
Целью изобретения является повышение точности измерения углеродного потенциала печной атмосферы.
Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения углеродного потенциала печной атмосферы, включающем измерение ЭДС твердоэлектролитного датчика (Е), установленного в печи, и температуры печи (Т), измеряют парциальное давление окиси углерода, периодически вводят в печь фольговую пробу, с учетом показаний которой вычисляют поправку для расчета текущего углеродного потенциала печной атмосферы по математическому выражению Δ Сф = b1 10-U + b2 - Cф, а текущий углеродный потенциал печной атмосферы вычисляют по математическому выражению
С = b1 10-U + b2 + ΔCф, где С - текущий углеродный потенциал печной атмосферы, мас. % ;
b1; b2 - коэффициенты;
Сф - показание фольговой пробы, вводимой в печь, мас. % ;
U - показатель степени, вычисляемый по математическому выражению
U = E(a1T + a2) + (a3T + a4) + lgPco
a1, a2, a3, a4 - коэффициенты;
Рсо - парциальное давление окиси углерода, об. % .
Предлагаемый способ измерения углеродного потенциала печной атмосферы реализован следующим образом.
Заявляемый способ реализован в печи СНЗ-4.8.2,5/10.
Печь разогрели до температуры 950оС, потом подали углеродсодержащую атмосферу.
В процессе эксплуатации печи в рабочем объеме происходит постоянная смена углеродсодержащей атмосферы, наблюдается сажевыделение, на которое оказывает влияние состояние и величина поверхности садки. Происходит определенное колебание парциального давления окиси углерода, которое для более точного измерения углеродного потенциала необходимо определять.
При первом замере в печь была введена фольговая проба, с учетом показаний которой вычислялась поправка для расчета текущего углеродного потенциала печной атмосферы по математическому выражению
Δ Сф = b1 ˙10-U + b2 - Cф;
Для измерения углеродного потенциала измеряют ЭДС твердоэлектролитного датчика, температуру печи и парциальное давление и далее текущий углеродный потенциал печной атмосферы вычисляют по математическому выражению
С = b1 ˙10-U + b2 + ΔCф; причем U - показатель степени вычисляется по формуле
U = E(a1T + a2) + (a3T + a4) + lgPco.
Коэффициенты а1, а2, а3, а4 учитывают в некоторой степени влияние сажи, которая находится в рабочем пространстве печи. Коэффициенты а1, а2, а3, а4, а также b1, b2 получены путем статистической обработки данных, полученных на разных печах.
Экспериментально установлено значение коэффициентов:
b1 = (4,65 + 0,5) ˙10-2 мас. % ,
b2 = (23,25 + 0,5) ˙10-2 мас. %
Для диапазона температур 900-950оС:
a1 = -7,02˙ 10-6 ˙MВ-1 ˙K-1
a2 = 1,68 ˙10-2 МВ-1
а3 = 5,58 ˙10-3 ˙К-1
а4 = 0,33
Для диапазона температур 950-1050оС:
a1 = -6,22 ˙ 10-6 MB-1 ˙K-1
a2 = 1,58 ˙10-2 MB-1
a3 = 4,98˙ 10-3 K-1
a4 = 0,42
Периодически, три раза в сутки углеродный потенциал атмосферы определяли методом фольги и проводили расчет углеродного потенциала с поправкой Δ Сф, полученной после первого замера. Через последующие 2,5 суток поправку Δ Сф1 определяли, как разность между расчетным значением углеродного потенциала в момент установки фольговой пробы и реальной величиной углеродного потенциала, полученной в результате обработки самой фольговой пробы. Через следующие 2,5 суток определяли новую поправку ΔСф2 и т. д. Процесс измерения продолжался в течение 12 сут.
Фольговую пробу нужно вводить периодически, пока отклонения не столь велики, чтобы повлиять на процесс химико-термической обработки, или с целью уменьшения погрешности при определении величины углеродного потенциала.
Экспериментально установлено, что интервал между двумя измерениями углеродного потенциала составляет 24-48 ч. Осуществлять измерение углеродного потенциала чаще, чем через 24 ч не эффективно, так как точность измерения углеродного потенциала практически не повышается, например, при интервале 20 ч, точность составляет ±0,021 мас. % , а трудоемкость операции растет. Измерение углеродного потенциала с помощью фольговой пробы операция ручная и требует дополнительных затрат времени обслуживающего персонала.
При интервале 24 ч точность измерения углеродного потенциала составляет ±0,023 мас. % ;
При интервале 36 ч ± 0,028 мас. % ;
При интервале 48 ч ± 0,039 мас. % ;
При интервале более 48 ч, например, 56 ч, точность составляет ±0,054 мас. % , что уже оказывает влияние на точность химико-термической обработки, что ниже допустимой (±0,05 мас. % ) принятой в мировой практике.
Оптимальным считается интервал в 36 ч.
Величину углеродного потенциала измеряли от 0,6% до 1,2% С, то есть практически по всему интересуемому диапазону.
Полученные результаты сведены в таблицу.
Из таблицы следует, что точность измерения углеродного потенциала по предлагаемому способу увеличилась по сравнению с прототипом почти в 2 раза.
Осуществление способа требует дополнительной установки датчика парциального давления. Иных дополнительных затрат не требуется. Способ может быть легко осуществим в любых печах с контролируемой углеродсодержащей атмосферой. (56) Авторское свидетельство СССР N 810836, кл. С 21 D 1/76, 1981.
Формула изобретения: СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПЕЧНОЙ АТМОСФЕРЫ, включающий измерение ЭДС твердоэлектролитного датчика E, установленного в печи, и температуры T печи, отличающийся тем, что измеряют парциальное давление окиси углерода, периодически вводят в печь фольговую пробу, с учетом показаний которой вычисляют поправку для расчета текущего углеродного потенциала печной атмосферы по математическому выражению
ΔCф= b1˙10+b2-Cф ,
а текущий углеродный потенциал печной атмосферы вычисляют по математическому выражению:
C= b1˙10+b2+ΔCф ,
где C - текущий углеродный потенциал печной атмосферы, мас. % ;
b1, b2 - коэффициенты;
Cф - показание фольговой пробы, вводимой в печь, мас. % ;
U - показатель степени, вычисляемый по математическому выражению;
U = E(a1T + a2) + (a3T + a4) + lg PСО;
a1, a2, a3, a4 - коэффициенты;
PСО - парциальное давление окиси углерода, об. % .