Дембовский В.В. Технологические измерения и приборы в металлургии

Подождите немного. Документ загружается.

Высокая эффективность ёмкостного метода обусловлена значи-

тельным различием диэлектрической проницаемости ε у воды (81)

и сухих компонентов формовочных материалов (кварцевый песок –

6 … 7). Однако получение стабильных результатов измерения

влажности требует постоянного уплотнения контролируемого мате-

риала между электродами электрокондуктометрического датчика

или между электродами ёмкостного (конденсаторного) датчика.

Кроме того, изменение химического состава контролируемого ма-

териала может вызвать дополнительную погрешность электрокон-

дуктометрического метода измерения.

Этих недостатков лишен нейтронный метод измерения влаж-

ности сыпучих материалов. Здесь используется плутоний-

бериллиевый препарат. При распаде атомов плутония выделяется

значительное количество α - частиц. Под их воздействием проте-

кает реакция образования быстрых нейтронов:

912

Be C n

α= +

. (11.7)

Образовавшиеся при упругом взаимодействии быстрых ней-

тронов с ядрами атомов водорода (протонами) воды анализируемо-

го материала медленные нейтроны детектируются пропорциональ-

ным газоразрядным счетчиком с формированием выходного элек-

трического сигнала, пропорционального измеряемой влажности.

Часть быстрых нейтронов взаимодействует с ядрами элементов с

большими атомными номерами и замедляется значительнее. Этот

поток нейтронов детектируется другим счетчиком, выходной сигнал

которого пропорционален плотности анализируемого материала и

используется для корректировки результата измерения влажности.

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) основан на ре-

зонансном поглощении или излучении энергии электромагнитного

волн высокой частоты ядрами атомов водорода в составе воды, на-

ходящимися в постоянном магнитном поле. Этот метод позволяет

измерять содержание влаги в различных её формах. Однако ЯМР

– радиоспектрометры характеризуются сложностью устройства и

высокой стоимостью.

Параллельно с совершенствованием методов измерения соб-

ственно влажности формовочных материалов, в ряде случаев акту-

альным оказывается контроль технологических характеристик

формовочных и стержневых смесей, таких как формуемость (сы-

пучесть). Последняя является функцией гранулометрического со-

става сухого вещества, количества воды и содержания связующих,

в том числе – активной глины.

Под формуемостью подразумевают способность увлаженного

формовочного материала просыпаться через щель, размер которой

связан со способностью материала заполнять полости опоки с мо-

делью или стержневого ящика. Если смесь просыпается через уз-

кую щель, то формуемость высокая, и наоборот.

Рис.12.1. Схема устройства формуемости литейных материалов

Одно из известных устройств контроля формуемости (рис.

12.1.) содержит пробоотборник 1, разрыхлитель 2, вибропитатель с

лотком 3 (который подвешен на пластинах и снабжен приводом 7),

взвешивающий конвейер 4 с постоянной скоростью ленты, датчик

расхода 5 и вторичный прибор 6. В лотке вибропитателя имеются

две щели а и б, причём верхняя щель а шире нижней б и располо-

жена ближе пробоотборнику. Контролируемая смесь пробоотборни-

ком 1 подается в приёмную воронку разрыхлителя 2 и падает на

верхнюю деку лотка 3. Смесь, перемещаясь по верхней деке, дохо-

дит до щели а, где просыпается на нижнюю деку. При этом часть

смеси проходит через щель б и попадает на взвешивающий кон-

вейер 4. Масса смеси на ленте конвейера контролируется 5 диф-

ференциально-трансформаторным датчиком (см. с. 43) и регистри-

руется вторичным прибором 6 со специально градуированной шка-

лой.

Вопросы для самопроверки

1.Какими достоинствами и недостатками обладает лабораторный метод опре-

деления влажности материалов путём высушивания навески до постоянной ас-

сы?

2.Почему показания электрокондуктометрического влагомероа зависят от при-

сутствия различных примесей, растворённых в воде, а показания ёмкостного

прибора не зависят?

3.Каовы преимущества нейтронного метода контроля влажности материалов?

4.Опишите схему устройства для контроля формуемости литейных материалов?

13. Контроль плотности жидкостей

Для непрерывного измерения плотности жидких компонентов и

их композиций, применяемых при приготовлении формовочных или

стержневых смесей, наиболее пригодными оказались методы, ко-

торые охарактеризованы в табл. 13.1.

Во всех случаях измерения плотности необходимо учитывать

зависимость её от температуры и в случае необходимости вводить

соответствующие поправки.

Таблица 13.1

Характеристики промышленных

плотномеров жидкостей

Приборы Принцип действия Диапазон изме-

рения, кг/м

1. Поплавко-

вые (арео-

метричес-

кие)

Использование воздействия архи-

медовой (выталкивающей) силы со

стороны жидкости на поплавок про-

порционально её плотности

500 … 2500

2. Пьезомет-

рические

(гидростати-

ческие)

По зависимости давления в жидко-

сти на заданной глубине от контро-

лируемой плотности

900 … 1800

3. Массовые Взвешивание проточного сосуда

или отрезка трубопровода

600 … 1600

4. Вибраци-

онные

На основе зависимости частоты

собственных колебаний отрезка

трубопровода от плотности проте-

кающей жидкости

700 … 1050

5. Радиоизо-

топные

Контроль степени ослабления

мощности потока гамма – лучей в

зависимости от плотности жидкости

500 … 3000

Класс точности серийных плотномеров находится в пределах

1,5 … 4.

Вопросы для самопроверки

1. В каких формах присутствует влага в составе формовочных материалов?

2. Каковы достоинства и недостатки ручного метода определения влажности

сыпучих материалов?

3. Каково преимущество нейтронного метода измерения влажности сыпучих

сред?

4. Какой из методов контроля влажности позволяет определить конкретные

формы присутствия влаги в формовочных материалах?

5. Почему ёмкостный метод требует стандартного уплотнения пробы испытуе-

мого материала при определении его влажности?

Библиографический список

1. Дембовский В.В. Автоматизация литейных процессов: Спра-

вочник. – Л.: Машиностроение, 1989.

2. Белай Г.Е., Дембовский В.В., Соценко О.В. Организация ме-

таллургического эксперимента: Учеб.пособие – М.: Металлургия,

1993.

3. Технологические измерения и приборы в металлургии: Мето-

дические указания к выполнению курсовой работы / сост.В.В. Дем-

бовский, Ю.Н. Зинин, В.Т. Сенченко. – Л.: СЗПИ,1998.

4. Технологические измерения и приборы в металлургии: Мето-

дические указания к выполнению практических работ / сост. В.В.

Дембовский. – СПб.: СЗТУ. 2000.

5. Дембовский В.В. Компьютерные технологии в металлургии и

литейном производстве: Учеб.пособие в двух ч. – СПб.: СЗТУ, 2002.

6. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными

сужающими устройствами / РД50-213-80. – М.: Издательство стан-

дартов, 1982.

7. Приборы и средства автоматизации для металлургов: Каталог

– справочник. – М.: Металлургия, 1980.

8. Каганов В.Ю. Блинов О.М., Беленький А.М. Автоматизация

управления металлургическими процессами. – М.: Металлургия,

1974.

9. Приборы и средства автоматизации для металлургов: Каталог-

справочник. – М.: Металлургия, 1980.

10. Автоматизация металлургических печей / Каганов В.Ю., Бли-

нов О.М., Глинков Г.М., Морозов В.А. – М.: Металлургия, 1975.

11. Средства и системы автоматизации литейного производства /

Богданов К.С., Горбенко В.Н., Денисенко В.М., Каширин Ю.П. – М.

Металлургия, 1984.

12. Способ производства стали. - Авторское свидетельство СССР

№2416895 на имя Дембовского В.В. и др.

13. Дембовский В.В. Устройство для поддержания заданного пе-

репада давлений газовых сред. – Авторское свидетельство СССР

№ 887024.

14. Дембовский В.В. Стабилизатор давления газа. – Авторское

свидетельство СССР № 1050715.

15. Дембовский В.В. Методы исследования литейных процессов:

Учеб.пособие. – Л.: СЗПИ, 1988.

Предметный указатель

Активометр

эросмесь

нализаторы

50,56

реометр

Анизотропия магнит-

ная

Бернулли уравне-

ние

Вибрационные

плотномеры

Вибропитатель

Высушивание навес-

ки

Влажность формо-

вочных материалов

Газ - носитель 18 Гамма - излучение 19

Газоанализатор 49

Давление Датчик

– полное 6 – дифтрансформа-

то

ный

– барометрическое 6 – магнитоупругий 44

– избыточное 6 – тензометрический 44

Диэлектрическая

они

аемость

Ёмкостный метод 58

Железо сердечника 43

Излучение

– монохроматиче-

ское

– полное

Индукционный

расходомер

Катарометр 52

Коэффициент

Класс точности 5

– избытка воздуха 54

– расхода 11

Ликвидуса точка 49 Локация уровня 41

Манометр 6 Материалы сыпучие 17

Масса 42 Милливольтметр 26

Наконечник защит-

ный к термопаре

Неразрывности те-

чения уравнение

Нормальные условия

измерения

Нормирующее зна-

чение

Ома закон 27

Паскаль

Перепад давления

- переменный

- постоянный

Пирометр

- яркостный

- радиационный

- цветовой

Пневмотранспорт

Погрешности изме-

рения

- основные

- дополнительные

- приведённые

Потенциометр

Правило «трёх сигм»

Прибор вторичный

Радиоизотопный

плотномер

Расход

- жидкостей и газов

- сыпучих материа-

лов

18, 62

Расхода уравнение

Расходомер

Сжатие потока

Сигнализатор уров-

ня

Сивертса закон

Сила

Скорость

Состав вещества

– газа

– металла и шлака

Стефана – Больцма-

на закон

Сужающие устройст-

ва

Счётчики количества

Тахогенератор

Тахометр

Тело

– абсолютно чёр-

ное

– серое

– селективно из-

лучающее

Температура

Термометр термо-

электрический

Термопара

Транспорт конвейер-

ный

Уровнемер 39

Фарадея число 56 Формуемость литей-

ных материалов

Характеристика

градуировочная

Хроматограф 52

Цифровой прибор 30

Частота собствен-

ных колебаний

Экспресс – анализ

металла и шлака

Электронный

потен

иомет

Экстракция газа 56 Элемент концентра-

ионный

Электрокондукто-

метрия

Оглавление

с.

Предисловие 3

1 Основные све

ения о пог

ешностях изме

ения 3

2 Измерение давлений 6

3 Измерение расхода жидкостей и газов методом суже-

ния потока

4 Индукционный метод измерения расхода жидкостей 15

5 Измерение расхода сыпучих материалов 17

5.1. Измерение расхода сыпучих материалов при кон-

вейерном транспорте

5.2. Измерение расхода сыпучих материалов при

пневмотранспорте

6 Измерение температуры термоэлектрическими термо-

метрами

6.1. Теоретические основы термоэлектрической тер-

момет

ии

6.2. Термопары 24

6.3. Вторичные приборы к термопарам 26

7 Пирометры излучения 31

8 Контроль уровня жидкостей и сыпучих материалов 39

9 Измерение силы и массы 42

10 Измерение скорости деталей машин и механизмов 47

11 Контроль состава и свойств вещества 47

11.1. Экспресс – анализ металла и шлака 48

11.2. Определение состава газов 49

11.3. Контроль коэффициента избытка воздуха 54

11.4. Определение содержания газов в металлах 56

12 Контроль влажности формовочных материалов 57

13 Контроль плотности жидкостей 62

Литература 64

Предметный указатель 66

Дембовский Владислав Владиславович

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ

В МЕТАЛЛУРГИИ

Учебное пособие

Редактор И.Н.Садчикова

Сводный темплан 2004 г.

Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97

Санитарно – эпидемиологическое заключение

№ 78.01.07.953.П.005641.11.03 от 24.11. 2003 г.

Подписано в печать Формат 60х84 1/16

Б.Кн.-журн. Пл Бл. РТП

РИО СЗТУ

Тираж Заказ

Северо-Западный государственный заочный технический универ-

ситет

РИО СЗТУ, член Издательско - полиграфической ассоциации

вузов Санкт – Петербурга

191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5