П 1.4.2 Multi-Lab III Celox Прибор для контроля окисленности и температуры жидкой стали

Система Сеlох предназначена для измерения активности кислорода и температуры жидкой стали, её действие основано на работе высокотемпературной электрохимической гальванической ячейки с твердым электролитом из диоксида циркония. При контакте с жидкой сталью эта ячейка генерирует ЭДС, которая в соответствии с законом Нернста определяется уравнением:

Е = RT/nF * ln Pо₂/Pо₂ ^st

где: Pо₂ ^st - известное парциальное давление кислорода эталонного электрода.

Если измерены ЭДС и температура стали, то Ро₂ - парциальное давление кислорода равновесное с кислородом, растворенным в ванне, может быть легко рассчитано по данной формуле. Схематично гальваническую ячейку можно изобразить в виде:

Мо/Сг + Сг₂O₃ // ZrO₂(MgO)// a(O)Fe/Fe, (П-1)

где: Мо - молибденовый токовывод эталонного электрода (отрицательный);

Сг + Сг₂О₃ - эталонный электрода в виде смеси хрома и его оксида;

ZrО₂(MgO) - твердый электролит из стабилизированного оксидом магния диоксида циркония;

а(О)Fе - активность кислорода в анализируемом расплаве;

Fe - положительный электрод: стальное кольцо в контакте с ванной.

В зависимости от измеряемого содержания кислорода в расплаве предлагаются следующие типы зондов Сеlох:

Celox standard:для измерений в диапазоне 10...1000 ррm с содержанием остаточного алюминия в стали не более 0.015% и

Celox Аl: для измерений и диапазоне 1...20 ррm с содержанием остаточного алюминия в стали более 0,015%.

Активность кислорода в расплаве, температура расплава, t ºС и измеренная ЭДС (Е) связаны соотношением:

lg а(О) =1.36 + 0.0059 {Е + 0.54 (tºC - 1550) + 0.0002E(tºC - 1550)} (П-2)

В большинстве случаев время срабатывания гальванической ячейки составляет около 4 сек, а термопары - 2 сек. Стандартное отклонение показаний по ЭДС не превышает 2мВ или 2.5 %.Точность измерения температуры составляет 0...+4 ºС при 1554ºС.

Измерительная система Celox состоит из погружаемого в ванну сменного блока, погруженного жезла, на который надевается сменный блок регистрирующего прибора, принимающего и обрабатывающего сигналы, генерируемые гальванической ячейкой и термопарой, и внешнего компенсационного кабеля Cu-СuNi-Сu-Сu или Сu-Сu-Сu-Сu, соединяющего жезл и регистрирующий прибор.

Измерение не требует специальных навыков и заключается в погружении надетого на жезл сменного блока в жидкий металл на глубину 30-40 см ниже границы шлак-металл.

Регистрирующий прибор автоматически проверяет замкнутость измерительной цепи термопары перед измерением, контролирует ход измерения и выдает команду на извлечение сменного блока из ванны по завершении измерения или при возможном его сбое.

Время нахождения сменного блока в ванне составляет 8...10 с в печах и конвертерах и 10...12с в ковшах, промежуточных ковшах и др. металлургических агрегатах.

Система Сеlох может быть использована для контроля процессов рафиинирования, раскисления, внепечной обработки и разливки стали. Фирма Heraeus Electro - Nite обладает большим опытом технологического применения системы Celox в металлургии.

В зависимости от условий измерения сменные блоки Сеlоx могут иметь длину

600…1700 мм и термопару с градуировкой типа R,S или В. При измерении в тяжелых условиях, например в конверторах, предусмотрена защита погружного жезла дополнительной картонной трубкой.

Прибор Multi-Lab III Celox является последней разработкой в семействе приборов Multi-Lab – аналитических приборов для контроля параметров жидких металлов. Прибор Multi-Lab III Celox предназначен для контроля окисленности (активности кислорода) и температуры жидкой стали. Его программное обеспечение позволяет производить необходимые сталеплавильщикам расчёты и быстро адаптировать их к конкретным условиям выплавки, внепечной обработки и разливки стали.

Вся информация, касающаяся протекания стадий измерительного цикла, обработки результатов измерения и некоторые вспомогательные данные выводится на жидкокристаллический экран. Результаты измерений сохраняются в памяти прибора. По желанию Пользователя они могут быть выведены на экран, распечатаны на принтере или переданы по последовательному интерфейсу или по сети.

Прибор Multi-Lab III Celox позволяет:

- контролировать окисленность и температуры жидкой стали;

- контролировать содержание FeO в шлаке;

- рассчитывать содержание углерода в печи в конце окислительного периода плавки (в диапазоне 0.01 - 0.15%);

- рассчитывать количество присаживаемого алюминия при выпуске металла в ковш из печи и при обработке стали на агрегатах внепечной обработки;

- рассчитывать содержание растворенного алюминия в стали;

- обрабатывать сигналы, поступающие с термопары и датчика окисленности зонда Quik-Tap для контроля параметров металла в конвертере;

- контролировать температуру и окисленность металла в жидкой меди и сплавах на её основе (опция).

Прибор Multi-Lab III Celox может быть оснащён системой контроля уровня ванны, которая управляет манипулятором для ввода измерительных зондов в жидкую сталь на заданную глубину. Эта система основанная на измерении температуры термопарой Positherm, позволяет погружать зонды в одно и тоже мeстo, независимо от колебания уровня металла от плавки к плавке и от ковша к ковшу.

В режиме измерения работа прибора полностью автоматизирована. Пользователь прибора может легко адаптировать параметры его работы применительно к особенностям конкретного измерения и марки стали.

Управление прибором осуществляется с помощью меню на сенсорном экране.

Пользователь может менять тип градуировки термопары (R,S или В), коэффициенты в расчётных формулах и пара метры работы прибора.

Прибор Multi-Lab Celox имеет большие возможности для вывода данных на внешние устройства (выносные табло, самописцы, принтеры, компьютеры и т.д.). Он также оснащён релейными выходами, позволяющими дублировать сигналы о стадиях измерительного цикла и сигнал об окончании конца измерения (гудок). Прибор имеет параллельный интерфейс для вывода данных на принтер и два последовательных программируемых интерфейса RS 232/ТТY 20 mА для вывода результатов измерения, номера плавки, даты и времени измерения. При необходимости он может быть оснащён платами вывода данных в аналоговом виде (0/4 - 20 mА) и 2-4 выходами для вывода данных в двоично-десятичном коде, а также релейным выходом «уровень ванны» для управления погружным жезлом манипулятора.

Дата добавления: 2014-11-18