Токосъемник для измерения активности кислорода в жидком металле

Токосъемник для измерения активности кислорода в жидком металле

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 787976 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 100478 (21) 2602392/18-25 с присоединением. заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 15.1230. Бюллетень М 46

Дата опубликования ойисания 18 г2.80 (51) М. К.

G 01 N 27/28

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК621. 3.035..2(088.8) (72) Авторы изобретения

Н. С. Григорьев, Г. С. Козлов, B. П. Ливен1Гей, В. И. Мальцев, Е. А. Нечаев и В. Г. Перфильев (71) Заявитель

Череповецкий филиал Северо-Западного заочного политехнического института (54 ) ТОКОСЪЕМНИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ КИСЛОРОДА В ЖИДКОМ

МЕТАЛЛЕ

Изобретение относится к металлургии и касается измерения активности кислорода в жидком металле методом

ЭДС.

Внешние токосъемники для снятия потенциала с исследуемого расплава часто исготавливают в виде проводника иэ тугоплавкого металла (вольфрама, молибдена и др. ), который растворяется в жидком металле за вре- 10 мя измерения (1 j.

Такие токосъемники непригодны для длительного измерения окисленности жидкого металла, так как происходит нарушение электрического контакта с 15 исследуемым металлом из-эа быстрого растворения проводника. Кроме того, исследуемый металл з агряз няется мет гллом токосъемника, например вольфрамом, что при лабораторных ис- 20 следсгваниях з начительно искажает результаты измерений.

Использование токосъемника из тугоплавкого металла вызывает появление термоэлектродвижущей силы пары: ма- 25 териал токосъемника — исследуемый металл, что снижает точность измерений. Кроме того, при использовании таких токосъемников расходуются дорогие металлы. 30

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является токосъемник для измерения активности кислорода в жидком металле, содержащий проводник в защитном огнеупорном чехле с отверстием (2).

Такая конструкция токосъемника позволяет производить длительные измерения. Однако при этом токосъемник сложен в изготовлении, дорог, так как требует применения драгоценного металла и вольфрама.

Цель изобретения — упрощение конструкции и удешевление токосъемника.

Поставленная цель достигается эа счет того, что в токосъемнике для измерения активности кислорода в жидком металле, содержащем проводник в защитном огнеупорном чехле с отверсти-. ем, проводник выполнен в виде стержня иэ металл, одинакового с исследуемым и имеющего температуру плавления,равную температуре плавления исследуемого металла.

Материал стержня и исследуемый металл должны быть одинаковыми.

Например, для измерения активности кислорода в стали стержен ь иэ г отавливают из стали, при исследовании расплава меди стержень изготавливают

787976 из меди, при исследовании латуни из латуни и т.д. При таком подборе материала стержня исключается возникновение термоэдс пары: токосъемник — исследуемый металл, что повышает точность измерения активности кислорода. При погружении токосъемника в жидкий металл нижняя часть стержня расплавляется. Ввиду направленного теплоотвода вдоль оси токосъемника твердая. часть стержня заканчивается н сколько ниже уровня жидкого металла в исследуемом объеме. Для подтверждения этого промеривают - градиент температур вдоль стержня токосъемника при измерении активности кислорода в жидкой стали („к =1530 C).Стержень токосъемника в данном случае из армко-железа (t „„= 1535О С) . Из распределения температур вдоль токосъемника. видно, что часть стержня токосъемника, погруженная в исследуе- 2О мый расплав, находится в расплавленном виде, однако на расстоянии 1,52 мм ниже уровня исследуемого расплава стержень токосъемника имеет температуру 1530 С, т.е. находится не в жидком, а размягченном состоянии. Вследствие того, что твердая часть стержня заканчивается ниже уровня исследуемого металла, металл из пространства, окружающего токосъемник, через отверстие в огнеупорном чехле, в соответствии с принципом сообщающихся сосудов, давит на нижнюю, твердую часть стержня, обеспечивая постоянный и надежный электрический контакт с металлом токосъемника.

Если температура плавления материала стержня значительно ниже температуры плавления исследуемого ме- О талла, стержень расплавляется целиком, электрический контакт исследуемого металла с токосъемником наI рушается.

На чертеже представлена схема пред-45 лагаемого токосъемника для измерения активности кислорода в жидком металле.

Токосъемник содержит стержень 1, из металла, одинакового с контролируемым, помещенный в чехол 2 из огнеупорного материала.

При измерении активности кислоро да в жидкой стали используется токосъемник, в котором стержень диаметром 8-10 мм выполнен из армко-железа и помещен в чехол из тройной окисной системы А Р 2 05 — Т 0 - Z r 02 . Зазор между стержнем и чехлом составляет

О, 2-1 мм.

В стенке чехла на расстоянии 1015 мм от дна или в дне выполнено отверстие 3 Ф 2-4 мм. Наличие отверстия диаметром не менее ?-4 мм обеспечивает поступление металла из исследуемого объема внутрь токосъемника.

Со стержнем 1 соединен токопроводящий элемент 4.

Устройство работает следующим образом.

При погружении токосъемника в жидкий металл на 30-40 мм нижняя часть стержня 1 расплавляется. Исследуемый металл через отверстие 3 поступает внутрь токосъемника и обеспечивает надежный электрический контакт со стержнем 1. Электрический потенциал по токопроводящему элементу 4 передается на измерительный прибор.

Конструкция токосъемника позволяет производить длительные измерения, в то время как известный токосъемник из тугоплавкого металла (например вольфрама) пригоден для кратковременных замеров и приводит к загрязнению исследуемого металла.

Формула изобретения

Токосъемник для измерения активности кислорода в жидком металле, содержащий проводник в защитном огнеупорном чехле с отверстием, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и удешевления токосъемника, проводник выполнен в виде стержня из метала, одинакового с исследуемым.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9396612, кл. G О! N 27/46, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9552549, кл. G О 1 N 27/46, 1977 (прототип).

787976

Составитель В. Екаев

Техред A.A÷ Корректор М. Пожо

Редактор A. Долинич

Заказ 8341/50 тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4