Устройство для определения содержания пятиокиси фосфора в шлаке

Устройство для определения содержания пятиокиси фосфора в шлаке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПЯТИОКИСИ ФОСФОРА В ШЛАКЕ фосфорной печи, содержащее датчики электропроводности и температуры, помещаемые в сливной желоб ванны печи , причем выходы указанных датчиков соединены с входами вычислительного блока, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени и повышения точности определения, в него дополнительно введены последовательно соединенные интегратор электропроводности шлака, блок сравнения фактического .и заданного значений содержания PjO в шлаке и блок коррекции состава шлака, причем вход с блока-интегрирования соединен с выходом вычислительного блока. (Л Фиг1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (11) 3(51) G 01 N 27/ О 2

РГ Л)()ун., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ыь «чья ; д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffMA (21) 3247576/18-25 (22) 1 2.02.81 (46) 23.06.84. Бюл. Р 23 (72) И.Г.Султанова, И.К.Беликова, Ю,В.Крестинский, Г.Н.Никифорова, М .И.Лифсон и IO.С.Шамшин . (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (53) 537.311(088.8) (56) 1. Руководство по анализу в производстве фосфора, фосфорной кислоты и удобрений, Под ред.Мойжес И.Б, Л., Ленниигипрохим, 1973, с. 11-13.

2. Авторское свидетельство СССР

9 757956, кл. G 01 N 27/02, 1978.

3. Меженный Я .Ф . Лабораторный практикум по физической и коллоидной химии. М ., Госиздат, 1959, с. 238-242 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ ПЯТИОКИСИ ФОСФОРА В ШЛАКЕ фосфорной печи, содержащее датчики электропроводности и температуры, помещаемые в сливной желоб ванны печи, причем выходы указанных датчиков соединены с входами вычислительного блока,отличающее с ятем, что, с целью сокращения времени и повышения точности определения, в него дополнительно введены последовательно соединенные интегратор злектропроводности шлака, блок сравнения фактического .и заданного значений содержания Р О в шлаке и блок кор—

7. рекции состава шлака, причем вход

С2 блока интегрирования соединен с вы- щ ходом вычислительного блока.

10992б5

Изобретение относится к физикохимическому анализу, в частности к устройствам для определения. содержания пятиокиси фосфора (Р О ) в шлаке фосфорной печи, и может быть использовано в химической и металлургичес5 кой промышленности, где необходимо знание о содержании основного или лимитирующего вещества в шлаке, например, в процессе получения желтого фосфора, карбйда кальция, ферросили- 10 ция и т.д.

Известен фотоколориметрический способ для определения содержания

Р О в шлаке; для определения Р О> фотоколориметр снабжен двумя ячей- 1 5 хами - одна со стандартным раствором, вторая - с раствором, приготовленным из пробы шлака, Оптические плотности обоих растворов сравниваются, и по градуировочному Графику или От ре 20 зультата сравнения ф блоке вычислительного устройства определяют содержание Р О в шлаке. При оптическом измерении используют светофильтр.

Для достоверности про6Н берут в начале, середине и конце слива шлака и смешивают их (1), Недостатком данного устройства является необходимость приготовления растворов для измерения, что является трудоемким делом, поэтому время измерения одной пробы составляет около 3 ч.

Известно кондуктометрическое устройство для измерения концентрации растворов, содержащее три ячейки, З5 измерительную и две эталонные. Одна из эталонных ячеек применяется как ячейка сравнения, а вторая для повышения точности измерения, с целью устранения температурной погрешнос- 4() ти. Определение концентрации произ" водят по трем измерениям электропроводности — измеряемого раствора и двух эталонных, в которых находятся растворы с .минимальной и предель-4 ной концентрацией определенного компонента, и с помощью вычислительного устройства или графика определяют концентрацию компонента (2) .

Однако измерить содержание Р О в шлаке фосфорной печи с помощью такого устройства невозможно, так как ,расплавы шлаков, в частности фосфор:ные шлаки, содержат окислы переменной валентности (Fe 03 Т102, и др.) и обладают смешанной проводимостью электронно-ионной, поэтому точность измерения известным устройством будет низкой, ибо электропроводность шлаковых расплавов зависит прежде всего от структуры расплава . Данное 60 устройство предназначено для работы в жидких средах при температурах не более 80-100 С, температура сливаемого шлака находится в пределах

1250-1600 С, что значительно затруд-

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения вязкости и электропроводности известково-силикатных расплавов, в Ко тором измерение электропроводности проводят контактным методом при помощи измерительной схемы вольтметр- . амперметр, в которой вольтметром измеряется падение напряжения на концах проводника, амперметром — величина тока (3), Величину электрической проводимос ти Ж расплавов определяют по формулам

) = U/ХК; Н = --- Ом ° см

Э р где — удельное электрическое сопротивление, Ом -см;

gU — разность потенциалов между элек тр одами, В;

l — ток, текущий между электродами, А;

К вЂ” постоянная ячейка, определяемая из геометрических размеров ячейки.

Для определения К ячейки проводят и змерен и я элек триче ской проводимости расплавов с известной электрической проводимостью и по ней производят градуировку. Измерительная ячейка представляет собой тигелек, в котором находится 80-100 r исследуемого шлака. В него погружается два электрода, между которыми и производят измерение. Результат измерения сравнивают в сравнивающем устройстве или с графиком и после вычислений определяют содержание интересующего вещества .

Однако для известного устройства характерна недостаточная точность определения, так как измерения производятся в отрыве от реальных условий, в результате чего трудно учесть ряд влияющих на измерения факторов: температуру, вязкость, геометрию сливного канала и т.п.

Так, если даже сразу .же провести измерение температуры расплава в тигле, то она не является достоверной, так как в зависимости от длины желоба температура различна, кроме того, происходит охлаждение пробы при транспортировке и за время, необходимое на преодоление инерционности измерительнoro прибора (термопары), настройки оптического пирометра и т.д.

Целью изобретения является повыаение точности и сокращение времени определения содержания P О5 в шпаке.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения содержания пятиокиси фосфора, содержащее датчики электропроводности и тем1099265 пературы расплава шлака, помещаемые в сливной желоб печи, причем выходы указанных датчиков соединены с входами вычислительного блока, дополнительно введены последовательно соединенные интегратор электропроводности шлака, блок сравнения фактического и заданного значений содержания Р> О В шлаке и блОк кОррекции состава шлака, причем вход блока интегрирования соединен с выходом вычислительного блока.

На фиг. 1 изображена измерительная ячейка; на фиг. 2 — график зависимости содержания Р О в шлаке от элект2 ропроводности расплава; на фиг. 3 — 15 блок-схема предлагаемого устройства..

Измерительная ячейка состоит из графитового стакана (тигля) 1, на нижнюю часть которого насажено молибденовое кольцо 2, служащее первым кон2О тактом, в верхней сужающей части стакана на внутренней резьбе крепится изоляционное кольцо 3, в отверстие которого вставляется металлический стержень 4, служащий вторым электродом и имеющий возможность перемещения.

Блок-схема содержит электропечь

5, датчик б электропроводности шлака, датчик 7 температуры сливаемого шлака, датчик 8 усилителей, датчики вычислительного блока 9, интегратора 10, регистрирующего прибора 11 блока 12 сравнения н блока 13 коррекции.

Устройство работает следующим образом.

При сливе шлака из электропечи 5 в сливной желоб помещают измерительную ячейку датчика 6 электропроводности шлака таким образом, чтобы расплав шлака попал внутрь ячейки, эатемЩ опускают центральный электрод до ка сания с расплавом. Об этом можно судить по появлению тока в измерительной;.схеме.. Затем центральный электрод погружают на глубину, равную той, 45 что была при градуировке и произво- дят измерение электропроводности по формуле )= -----; Н = 1/, Ом ° см

AU -! -1

IK

Одновременно с измерением электропроводности в сливном желобе датчик

7 температуры измеряет температуру, которая регистрируется вторичным при-55 бором - потенциометром. Сигналы с датчиков электропроводности и темературы поступают в вычислительный блок

9, представляющий схемы умножени я, н в соответствии с полученным результатом на выходе блока 9 появляется сигнал, пропорциональный фактической электропроводности шлака, Все измерение осуществляется в течение 1520 мин, т.е, в течение слива можно получить несколько измерений, а если печь работает на большой мощности, то при наличии двух датчиков электропроводности и температуры (слив по очередно производится по двум желобам) измерение производится непрерывно, Для повьзаення точности и достоверности результата в блоке интегрирования результат нескольких измерений усредняется и поступает в блок 12 сравнения. С блока интегрирования мож. но получить или электрический сигнал, пропорциональный определенному содержанию Р О в шлаке, или непосредственное значение этого параметра. В зависимости от этого шкала показывающего прибора 11 градуируется в единицах электропроводности, или процентах со держания Р О в шлаке. Прибор устанавливается на пульт управления печью, чтобы аппаратчик мог к он тролироват ь процесс получения фоСфора. для перево да электрического сигнала в процент содержания Р О в шлаке можно исполь2 зовать график (фиг. 2) в виде дисплея. Соответственно, в блок 12 сравнения поступает электрический сигнал, пропорциональный заданному содержанию

Рг05 в шлаке. Его можно задать также по графику фиг. 2.

В блоке 12 происходит сравнение фактического и заданного значения Р20 г в шлаке. В случае разбаланса сигнал поступает в блок 13 коррекции, который в зависимости от знака рассогласования выдает сигнал на изменение дозировки восстановителя (уменьшение или увеличение кокса). В результате возмущение будет устранено.

Для усиления электрического сигнала между вычислительным блоком 9 и датчиками электропроводности и температуры помещают усилители 8. Аналогичный усилитель может быть включен между блоком сравнения 12 и блоком 13 коррекции.

Использование изобретения позволяет оперативно определять содержание

Р20 в шлаке и за счет более точного уйравления углеродистым режимом Жизить содержание Р О> в шлаке, а следовательно, .потерй фосфора со шлаком на 3, 5-5% °

1099 265

О

04

op oe

50ОЕ

0ОЕ

ot

Составитель В.Гусева

Редактор П.Коссей Техред A.A÷ Коррек тор А . Зимок асов

Заказ 4365/37 Тираж 823, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4