控制反应容器中含水量的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种控制反应容器内露点的方法和装置，露点读数变换为与预选露点范围相一致的电流信号，并转化为频率送给调节向反应容器加水量的设备。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及反应容器中含水量的控制，特别涉及一种将所测得的含水量变换为电流信号进而转化为频率以根据所测得的含水量实时控制向反应容器输入液态水的方法和装置。反应容器中含水量(露点)的控制，特别在脱碳工艺过程和钢的可控氧化工艺过程中是一个重要的因素。水蒸汽以可控的量存在时是一种有效的脱碳剂。若水蒸汽不足时，生产率就会下降，低于所允许的限度，而使脱碳作业成本和时间增加。若水蒸汽太多，权衡下来，结果会使生产过程减慢。已经有种种努力以控制反应容器内的含水量。例如，H.N.伊普森的美国专利U.S.2，815，305揭示了一种连续从反应炉抽排气体并测量露点的方法。若露点误差超出允许范围，则利用天然气作为调节剂改变进入反应炉气体成分。F.W.比尔的美国专利U.S.3，127，289揭示了一种通过在排放气体中维持所希望的H2/H2O平衡以控制退火炉内气体的脱碳钢制造方法。当排放的气体的平衡维持在某个恒定比例时输入气体的氢含量和/或露点是不同的。理查德M.哈姆纳等人的美国专利U.S.4，909，436揭示了一种选定压力的初始气流通过与其中具有收敛管道的设备相连的管道使气体增湿的装置。该收敛管道产生一个下游低压区域。一个次级气体的可控源与该低压区域或操作地连接。一个露点传感器与低气压区域的管道下游相连检测混合物露点。这种露点指示是用于人工调节初始气体的压力和次级气体的流量以达到所需的混合物露点。因而通过节制反应容器温度而人工调节露点。控制反应容器内露点的这些努力有一个或多个不足。具体地说是通过向反应容器注入水蒸气(蒸汽)来控制露点的。因为蒸汽是气体，可被压缩因而控制更为困难。另外，因为蒸汽是在一单独的容器中产生的，该系统需额外能量来产生该蒸汽，且需要更高的成本。露点的人工控制也是缺点，因为它与许多应用所希望的相比准确性较低劳动强度较大。因而获得一种凭借根据从露点分析仪所接收的输入自动地调节水流量的能力将可变量的液体水加到反应容器中的自动方法具有显著利益。本专利技术通常涉及一种控制反应容器中含水量(露点)的方法和装置。本专利技术包括对反应容器中水蒸气含量的检测。水蒸气含量的测量结果或露点(按℃或°F测量)则变换为一电流信号。该电流信号调整为同露点预选范围相一致，随后转化成一频率再传输到以该频率的读数来调整向反应容器增加液体水的设备。以下附图是示意本专利技术实施例而不是用以限定如本申请权利要求组成部分所包围的本专利技术的。附图说明图1是控制反应炉露点专利技术的一个实施例的示意图。参见图1，图示的露点控制系统10与一例如可以是用于钢脱碳的退火炉的反应容器12可操作地连接。反应容器12必须能够在足够高的温度下工作以使进入的液体水气化，而由露点控制系统10用以控制露点温度。露点控制系统10包括一测量反应容器12含水量的设备14。反应容器12的气体靠泵15所产生的真空抽进设备14中。设备14可以是例如印第安纳州格林伍德的恩德斯及豪泽股份有限公司制造的聚合物湿度探头。湿度探头14测量从反应容器12内部得到气体的相对湿度并将该相对读数转化为一电流信号。该信号传输给诸如恩德斯及豪泽股份有限公司所制造的rh-plus 2200(相对湿度-正数2200)型或Hydro-Twin(双氢)型湿度分析仪。一合适的电流范围例如是4-20mA可以被编程到露点分析仪16。按照本专利技术该输出电流信号(例如4至20mA)可编程与所需宽度的摸拟露点间距相对应。一以预定模拟露点间距提供输出电流信号的这类仪器是包含聚合物湿度探头的双氢湿度分析仪。例如，若希望保持露点在50至100°F温度范围，则露点分析仪16可以编程使50°F温度与4mA读数对应而100°F上限与20mA对应。来自露点分析仪的电流信号接着送给一电流频率(逆向作用)变换器18，例如是马萨诸塞州阿克顿的液体计量仪股份有限公司制造的Liquitron。该变换器18将来自露点分析仪16的电流信号以反比关系转化为频率输出。该输出频率信号送到一计量设备20，它按照来自变换器18的频率输出将液体水从水箱22经管线24和26传输到反应容器12。本专利技术这个系统按这样的总体原理工作，即反应容器12中的露点随含水量的上升而提高时就从水箱22泵较少的水到反应容器12，以便使露点维持在所希望的范围内。因而计量设备20响应从变换器18来的较低频率信号而以较低速率抽排。因为来自露点分析仪16的电流信号与由湿度探头14读出的相对湿度读数成正比，因而电流信号必定与频率输出成反比。即随着露点提高并产生一相应较高的电流信号时，输出频率必须降低以从水箱22产生较少流量的液体水送至反应容器12。若希望较小范围的露点控制(例如最高与最低露点之间仅约5°F)，通常选择靠近露点范围上限的设定点是所希望的。该露点控制系统10具有一个可选系统，该系统通过采用图形显示和/或记录各时间露点读数来提供反应容器的露点控制历史。在图1所示实施例中，系统10设有一第二湿度探头32，该探头也测量靠泵15所产生的真空而由此传输的反应容器12的含水量。第二含水量探头32(例如马萨诸塞州沃特敦的通用东部公司制造的Chilled Mirror(冷却镜))将电流信号传输至与露点分析仪16相同类型的第二露点分析仪34。该露点分析仪34被编程具有某一电流范围(例如4至20mA)。相应的电流信号传输给日本的渡边股份有限公司制造的图谱记录设备36，它将该电流信号转化为各时间可读的露点显示。下面提供的实施例仅用于说明，而不是用以限定如本申请权利要求组成部分所包围的本专利技术。具有1300立方英尺容积的倾倒式反应炉点火至1400°F的初始温度并可以在100%氮气气体中冷却至830°F。该高炉加装有电绝缘层，并且为了消除应力和使绝缘层表面氧化(发蓝)而进行热处理操作。该实施例所希望的露点被经验地选定为100°F。选择99-101°F的模拟露点间隔以使露点分析仪获得对反应炉中含水量高水平的控制。4-20mA的电流信号输出以众所周知的方式被校准为小的露点间隔，使得4mA的输出信号对应于99°F的露点而20mA则对应于101°F的露点。根据必须是传输给反应炉以维持100°F露点水平的水量，选择向反应炉供应液体水的泵。按照本实施例，具有从0.63至63毫升每分钟范围能力的泵足以提供必需的液体水是肯定的。反应炉在4，600标准立方英尺每小时的稳恒氮气流量下运行47分钟，其结果如表1。表权利要求1.一种控制反应容器中含水量的方法，其特征在于包括(a)检测反应容器中的水蒸气含量；(b)将水蒸气含量测量结果变换为与预定露点范围对应的电流信号；(c)将电流信号转化为一频率输出信号；(d)响应该频率输出信号将液体水传输至反应容器。2.如权利要求1所述的控制反应容器中含水量的方法，其特征在于电流信号在4至20mA范围内。3.如权利要求1所述的控制反应容器中含水量的方法，其特征在于频率输出信号与电流信号成反比。4.如权利要求1所述的控制反应容器中含水量的方法，其特征在于步骤(d)包括将频率输出信号送给计量泵并以与该频率输出信号相对应的速率抽排液体水至反应容器。5.如权利要求1所述的控制反应容器中含水量的方法，其特征在于还包括记录反应容器中含水量波动中的变化量。6.如权利要求1所述的控制反应容器中含水量的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制反应容器中含水量的方法，其特征在于包括：（ａ）检测反应容器中的水蒸气含量；（ｂ）将水蒸气含量测量结果变换为与预定露点范围对应的电流信号；（ｃ）将电流信号转化为一频率输出信号；（ｄ）响应该频率输出信号将液体水传输至反应容器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丹N巴乔，博丹A威茨泽克，
申请(专利权)人：波克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]