Устройство для определения окисленности и измерения температуры жидкого металла в сталеплавильном агрегате

Устройство для определения окисленности и измерения температуры жидкого металла в сталеплавильном агрегате

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскмк

Соцмалмстмческик

Республик пц 709692

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (72) Авторы изобретения

В. С. Кочо, Л. Ш. Мелик-Шахназаров, Л. Ф. Чупровский и В. В. Васильев

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия .

Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСЛЕННОСТИ

И ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Л ИДКОГО МЕТАЛЛА

В СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к контролю параметров плавки.

Известно устройство для определения .уровня окисленности металлической ванны (1.).

Это устройство содержит измерительный элемент из вещества чувствительного к кислороду, например, титана, тантала, io и др., которые вырабатывают ЭДС при насыщении их кислородом из расплава жидкогс металла. Кислородочувствительный элемент непосредственно контактирует с расплавом металла.

На точность измерения кислорода, содержащегося в расплаве; этими устройствами, будет оказывать влияние как температура непосредственно на самом концентрационном элементе, так и содержание примесей при непосредственном контакте с жидким металлом. Кроме того, требуется непрерывное обновление самого чувствительного элеменга, что приводит к постоянному расходованию весьма дорогостоящих материалов.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является устройство для определения содержания кислорода в металле.

В этом устройстве дпя безотборного определения содержания кислорода в расплавленном металле содержится зонд с колпачком, термопара, проводник, соприкасающийся с расплавом, предохранительная трубка для вещества индикатора, термопары и проводника, провода для переде чи на показывающее устройство величины

ЭДС, возникающей при введении зонда в металл. (2).

В этом устройстве измеряемая ЭДС, характеризующая содержание кислорода в

p8cIIlIBBe, будет зависеть от свойств твердого электролита, от его ионной проводимости. Проводимость твердых электролитов величина нестабильная и, как показала практика, дает недостаточную воспроизводимость результатов измерения. Ион709692 4 сквозь электролит и скорости диффузии кислорода в электрод.

При прохождении кислорода через твердый электролит 2 он будет диффундировать

5 в индикатор 3, равномерно распределяясь по его объему. е При периодическом охлаждении жидкоко индикатора 3 до температуры кристализации можно определить содержание в

10 нем кислорода в каждый момент времени по величине кристализационной температуры.

Охлаждение индикатора осуществляется тепловыми трубами 7, нижняя часть

lI5 которых погружена в жидкий индикатор, а верхняя часть их введена в регулируемый холодильник. -Последующее "размораживание индикатора 3 за счет уменьшения теплоотвода регулируемым холодильником

20 8 через тепловые трубы 7, возвращает индикатор в жидкое состояние, в котором начинает работать механизм вырабатывания ЭДС гальванического элемента с твердым электролитом. Величина этой

ЭДС фиксируется прибором 12, показывающего окисленность металла в ванне. Коррекция его показаний осуществляется дискретно от прибора 13, периодически измеряющего температуру кристализации ин—

30 дикаь.ора 3, Замер температуры кристаллизации индикатора 3 через определенные промежутки времени позволит корректировать ошибку измерения. Непрерывный замер температуры осуществлен термопарой

35 в трехслойном наконечнике, установленном на торце зонда.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения окисленности металла на 1-1,54 по сравнению с из4О вестными датчиками на твердых электролитах, ная проводимость твердых электролитов зависит от их тщательного изготовления и для различных партий датчиков имеет различную характеристику, что обуславливает плохую воспроизводимость результатов измерения.

Нелью изобретения является повышени точности и воспроизводимости измерения окиспенности жидкого металла.

Поставленная цель достигается тем, что расположенный на торце водоохлаждаемого зонда колпачок из твердого электролита со встроенным в. него измерителем температуры и проводником, содержит кислородный индикатор с температурой плавления ниже температуры контролируемой среды, например марганца, в который погружена нижняя часть тепловых трубок, встроенных в зонд, и введенных верхней частью в регулируемый холодильник.

На чертеже показано описываемое устройство.

На торце водоохлаждаемого зонда 1 укреплен колпачок 2,из твердого электролита, например окиси циркония, в который помещен кислородный индикатор З,на пример, из алюминия илй марганца. В кислородный индикатор погружена термы» пара 4 в кварцевом чехле 5, а также проводник 6 съема ЭДС. В индикатор 3 погружены нижние части тепловых трубок

7, встроенных в зонд 1, верхние части которых введены в регулируемый холодильник 8. Тепловые трубки герметизированы и частично заполнены жидким теп лоносителем 9, например щелочно-металлическим расплавом. На торце зонда 1 установлена термопара 10 в трехслойном наконечнике 1 1 дпя постоянного замера температуры жидкой стали.

При нахождении колпачка 2 в расплаве кислород начнет проникать из жидкого металла через стенку колпачка в кислородный индикатор 3. Исследования показали, что небольшая доля электронной проводимости твердого электролита у колпачка

2 приводит к необратимому переносу вещества сквозь электролит.

Поток кислорода растет с ростом температуры и достигает величины порядка

0,1 г/см2 в сутки, что может весьма существенно изменять состав электрода сравнения. Вследствии этого измеренная

ЭДС этого гальванического элемента будет отличаться от его термодинамической

ЭДС. Эта разница будет зависеть от соотношения величины потока кислорода

Формула изобретения

Устройство дпя определения окисленности и измерения температуры жидкого

Металла в сталеплавильном агрегате, содержащее колпачок из твердого электролита с помещенным B него кислородным индикатором, измерителем температуры, проводником, и укрепленный на торце водоохлаждаемый зонд, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно дополнительно содержит регулируемый холодильник, тепловые трубки, заполненные охлаждающим реагентом, нижняя часть которых введе 09692

9 .2

Составитель Ю. Романов

Редактор E..Çóáèeòîâà Техред О. Андрейко Корректор И. Муска

Заказ 8709/34 Тираж 608 Подписное

БНИИПИ 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

5 на в кислородный индикатор, а верхняя часть — в регулируемый холодильник.

Источники информ щии, принятые во внимание при экспертизе

1. "Я О" пс1 п", 1976, 96, № 14, 5. 682 683.

2. Патент Франции ¹ 2125906, кл. С 21 С, 1973.