ПОДБОР МИКРОМАНОМЕТРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ГОРЯЧЕБРИКЕТИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗА

АННОТАЦИЯ

Для исследования реакционной способности горячебрикетированного железа (ГБЖ) требуется определить перепад давления в емкости с брикетами, причем  с точностью до 0,1Па. В данной статье представлены микроманометры,  с помощью которых определялся перепад давления. На основе экспериментов был выбран микроманометр ММК-2400, который дал хорошую сходимость с расчетными результатами.

Ключевые слова: реакционная способность, горячебрикетированное железо, давление, окисление, содержание железа металлического.

Для определения реакционной способности ГБЖ методом перепада давления, необходимо иметь следующее оборудование: брикеты, вакуумную емкость, анализатор кислорода портативный многофункциональный АКПМ-1-02, микроманометр, термометр, психрометр, весы, грушу для продувки системы. Емкость представляла из себя вакуумный эксикатор с краном для соединения её с анализатором кислорода и микроманометром.

При помещении ГБЖ в эксикатор герметически закрытый, в нем начинается окисление железа за счет поглощения его из атмосферы эксикатора, которая была в начале эксперимента аналогична окружающей. Так как скорость поглощения ГБЖ не велика, то перепад давления будет небольшим и его трудно зафиксировать любым микроманометром.

Для исследования брали 3 вида микроманометров: testo -510[1], микроманометр зеркальный МКВ-250[2] и микроманометр многопредельный ММН-2400[3].

В первом эксперименте использовался микроманометр testo -510(рис. 1).Прибор предназначен для измерения дифференциального давления. Он служит для измерений малой разницы давлений. Единицы измерения: Па, гПА, мбар, мм Н₂О, мм Нg, дюйм Нg, дюйм Н₂О.

Рисунок 1. Микроманометр testo-510

1-защитная крышка,2-штуцер сенсора измерения дифференциального давления, 3-дисплей, 4-функциональные кнопки,5-отсек для батарей.

Во втором эксперименте микроманометр жидкостный компенсационный МКВ-250, внешний вид, которого представлен на рисунке 2. Микроманометр жидкостный компенсационный с микрометрическим винтом МКВ-250 предназначен для измерения давления, разрежения и разности давлений неагрессивных газов в пределах 0...2500Па. Также может использоваться в качестве образцового прибора для поверки тягомеров, диффманометров и других приборов с более низким классом точности.

Принцип работы микроманометра МКВ-250, заключается в сообщающихся сосудах, в которых давление или разряжение, которое измеряется, вычисляется столбом специальной жидкости, дистиллированной воды. Диапазон измерений 0-2500Па.

Рисунок 2. Микроманометр МКВ-250

И далее был проведен 3 эксперимент, где использовался микроманометр ММН-2400 (рис.3).

Рисунок 3. Микроманометр ММН-2400

Микроманометр ММН-2400 является измерительным оборудованием высокой точности, предназначенным для проведения измерений давления (в т. ч. вакуумметрического, избыточного, разности давлений) и разряжения с малыми показателями (до 2400 Pa). Основным измерительным компонентом устройства микроманометра ММН 2400 является стеклянная трубка с нанесенными на ней делениями. Рабочей жидкостью в приборе является этиловый ректификованый спирт.

Для исследований применения микроманометров в измерении реакционной способности горячебрикетированного железа, была собрана установка (рис. 4).

Рисунок 4. Экспериментальная установка для определения реакционной способности ГБЖ

1-эксикатор, 2-брикеты внутри эксикатора,3-кран в крышке эксикатора,4-анализатор кислорода,5-микроманометр testo -510, 6—груша для продувки системы,7-аналитические весы

Методика определения реакционной способности металлизованного продукта была разработана на кафедре металлургии и металлов6едения им. С.П.Угаровой СТИ НИТУ «МИСиС». При определении изменения содержания кислорода в эксикаторе регистрировался перепад давления в эксикаторе с брикетом. На первом эксперименте применяли микроманометр testo -510, который измерял перепад давления в Па.  Данные регистрировались через каждые полчаса в течение 4 часов. Измерения проводили тоже в Паскалях.

При нахождении ГБЖ в вакуумном эксикаторе, кислород, находящийся в его атмосфере, поглощается брикетами [4]. А так как остальные компоненты воздуха не реагируют с горячебрикетированным железом, то изменение давления в эксикаторе будет определяться изменением давления кислорода за счет его уменьшения. Количество поглощенного кислорода регистрируется анализатором кислорода АКПМ-1-02 [5]. Это же количество можно найти, используя данные показаний микроманометров, т. е. через изменение давления, начальную массу, которая свободно определяется по общему объему эксикатора и содержанию кислорода в воздухе, используя термодинамические формулы.

При анализе полученных данных выяснилось, что при измерениях на микроманометре testo -510 данные имеют достаточные расхождения с данными по анализатору кислорода. Для всех экспериментов были проведены расчеты поглощения кислорода при изменении давления внутри эксикатора через каждые полчаса.

Результаты поглощения кислорода при окислении ГБЖ за одинаковые времена по микроманометру testo -510 дали погрешность порядка 7%.

Результаты по данным микроманометра ММН-2400 имели погрешность около 6%, но при измерении большое значение имел человеческий фактор, где необходимо было настраивать точное совпадение точек острия штифта и его отражение от поверхности воды, что достаточно сложно сделать правильно.

Третий микроманометр измерял давление тоже в Па. Но при проведении экспериментов с данным микроманометром погрешность составила 6%. Таким образом, для данного эксперимента был выбран микроманометр ММН-2400.

Список литературы:

1. Ёкубжонов Ш.З., Короткова Л.Н., Тимофеева А.С. Методик определения окисления горячебрикетированного железа методом перепада давления. Сборник материалов Пятнадцатой Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство» с. 54-57.
2. http://xn--80aculkfdfjdm5k.xn--p1ai/catalog/mkv-250/ -обращение 23.12.2018г
3. http://bcoreanda.com/ShowArticle.aspx?ID=12586 –обращение 26.12.2018г.
4. Никитченко, Т. В. Исследование и разработка технологии производства горячебрикетированного железа из концентратов КМА на промышленной установке металлизации HYL-III: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 24.06.04 / Никитченко Татьяна Владимировна. –Липецк, 2007. - 167 с.
5. http://www.gazoanalizators.ru/tech/akpm-02_re.pdf- обращение 20.12.2018г.