Устройство для непрерывного контроля окислительного потенциала газовой фазы

Устройство для непрерывного контроля окислительного потенциала газовой фазы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (ii! 609065

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22,06.76 (21) 2376549/22-02 с присоединением заявки № (51) М. Кл."- G 01К 1/08

ГосУларственный комитет (23) Приори ет

Совета Министров СССР по делам наобретеннй н открытий (43) Опуолпковано 30.05.78. Б.оллстснь ¹" 20 (45) Дата опубликования описания 12.05.78 (53) УДК 669.046.5:66..012.1 (088.8) (72) Авторы изобретен пя

1О. В. Яковлев, В. В. Аверин, В. Ф. Сарычев, В. С. Рыбаков, В. П. Ногтев, С. М, Швейкин и Е. М. Кузнецов

Магнитогорский дважды ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени металлургический комбинат им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ

ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА ГАЗОВОЙ ФАЗЫ

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к устройствам для непрерывного контроля окислительного потенциала газовой фазы.

Известно устройство для непрерывного измерения окисленности жидкой стали, включающее защиту электрохимической ячейки (из окиси алюминия) с помощью кварцевого чехла с засыпкой (1).

Однако точность измерения окисленности при этом недостаточна и, кроме того, инерци- онность устройства довольно высока.

Такие недостатки затрудняют правильную градуировку датчика и, в конечном счете, приводят к ошибкам в измерениях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для непрерывного контроля окисленности жидкого металла, включающее погру>каемую в расплав штангу, внутри которой установлен концентрационный по кислороду элемент (2). Известное устройство имеет все перечисленные недостатки и, кроме того, доля ионной проводимости электролита меняется в процессе измерения в большом диапазоне за счет спекания засыпки и образования в последней пустот, заполненных газом неконтролируемого состава.

Цель изобретения — повышение точности и надежности контроля окислительного потенциала газовой фазы внутри расплава.

Достигается это тем, что концентрационный по кислороду элемент установлен в газопропицаемом огнеупорном колпачке.

Устройство погружается непосредственно в расплав, после чего производится измерение окислительного потенциала газовой фазы, находящейся в равновесии с раствором углерода и кислорода в жидком металле, который отделен от концентрационного элемента газопроницаемой огнеупорной перегородкой.

Из теории металлургических процессов известно, что активность кислорода в расплаве

15 металла однозначно определяется окислительным потенциалом газа или парциальным давлением кислорода, находящимся в равновесии с расплавом металла.

Поскольку электрохимическая ячейка кпс20 лородпого концентрационного элемента защищена от непосредственного воздействия жидкого металла газопропицаемой огнеупорной перегородкой (выполненной, например, в форме колпачка), то в качестве твердого

25 электролита может быть взят практически любой электролит с низкой металлостойкостью, но имеющий долю ионной проводимости, равную единице. Это существенно повышает точность измерений. За счет того, что ячейка

ЗО кислородного концентрационного элемента

609065

Составитель В. Здаиовский

Редактор А, Соловьева

Корректор Л. Орлова

Техред Л. Гладкова

Заказ 687/20 Изд. № 431 Тираж 841 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 (ККЭ) расположена в объеме металла и отделена от него только газопроницаемой огнеупорной перегородкой, инерционность устройства практически минимальна.

Устройство состоит из газопроницаемого электропроводящего огнеупорного колпачка из диборида циркония, засыпки из пористого материала, электрохимической ячейки ККЭ с твердым электролитом из двуокиси циркония и внутреннего токоотвода от электрохимической ячейки. Для крепления огнеупорного колпачка в гнезде водоохлаждаемой штанги и создания надежного электрического контакта с ней, на колпачок намотан асбестовый шнур с электропроводящей проволокой (например из молибдена). Внутренний и внешний токоотводы от штанги присоединены к регистрирующему прибору.

Устройство для непрерывного контроля окислительного потенциала газовой фазы внутри расплава работает следующим образом.

При погружении водоохлаждаемой штанги с пористым огнеупорным колпачком в жидкий металл, снаружи колпачка создается давление газа больше, чем внутри его (опо равно атмосферному) на величину веса столба металла. 3а счет разницы давлений газ из металла продавливается внутрь колпачка.

Этим обеспечивается быстрое изменение состава газа внутри колпачка при изменении содержания углерода в металле. Благодаря разности окислительных потенциалов газов внутри колпачка и в стандартном электроде сравнения электрохимической ячейки создается электродвижущая сила, которая может быть зарегистрирована измерительным прибором.

Таким образом, анализируя выделяющиеся из жидкого металла газы непосредственно в объеме металла путем регистрации по электродвижущей силе их окислительных потенциалов и используя для защиты твердого электролита с чисто ионной проводимостью и неудовлетворительной металлостойкостью газопроницаемую электропроводящую огнеупорную перегородку, можно повысить надежность и точность непрерывного контроля окис15 лительного потенциала газовой фазы внутри расплава.

Формула изобретения

Устройство для непрерывного контроля

20 окислительного потенциала газовой фазы внутри расплава, включающее водоохлаждаемую штангу с установленным в ее торце концентрационным по кислороду элементом, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

25 точности и надежности конт1>оля, концентрационный элемент установлен в газопропицаемом огнеупорном колпачке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

30 1. Авторское свидетельство СССР %246551, кл. С 21С 7/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР Мв 420889, кл. G 01К 1/08, 1974.