Устройство для отбора проб жидкогометалла

Устройство для отбора проб жидкогометалла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>829682 ((г(: . (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160479 (21) 2753033/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (51)м. кл.

С 21 С 5/30

G N 1/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 1505.81,Бюллетень № 18 (53) УДК 669.083. 4:

:621.385.91 (088.8) Дата опубликования описания 150581 (.

О.И. Поляков, Р.В. Старов, Г.H. Гончаренко, A.E. Раскидкин и В;М. Гиттер 1 .;,-, 1 (" . ° ° ( г(г ii

I г

1,: (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт черной металлургии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОГО

МЕТАЛЛА

15.

25

Устройство относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и предназначено, в первую очередь, для контроля химического состава жидкого металла в металлургических агрегатах

Известно устройство для отбора проб металла, предназначенное для экспрессивного анализа химического состава жидкого чугуна перед заливкой его в конвертор, и стали, после выпуска ее из печи. Устройство состоит из двух нонцентрически расположенных труб, защищенных oãíåóïoðным кожухом, инжектора, образованного кольцевым зазором в центральной трубе, и огнеупорным засасывающим патрубком, изготовленным из кварцевого стекла. Крепление засасывающего патрубка осуществляется уплотнением из огнеупорной ваты (1), Недостатки этого устройства, следующие.

Во-первых, частички металла, буду чн еще горячими и пластичными, ударяют по внутренним стенкам устройства, в результате чего на стенках довольно быстро появляются настыли, которые значительно нарушают режим распыления,что может привести к полному выходу иэ строя всего устройства.

Во-вторых, на скорос гь образования и величину настылей влияет точность установки засасывающего патрубка. Осуществить правильную установку патрубка в заводских условиям бэз длительной на"тройки весьма сложно, а в некоторых случаях практически невозможно.

В-третьих, значительные трудности возникают при органиэации транспортировки газа с частицами металла к стенду для анализа, причем опреде" ление содержания углерода в порошке металла требует особого внимания к чистоте газовых трубок и плотности соединений.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для отбора проб жидкого металла, состоящего из защитного корпуса с засасывающим патрубком в торце, концентрически расположенных в корпусе труб для подачи сжатого газа, при" чем в центральной трубе расположен поршень, а сама центральная труба снабжена вентилем для сообщения ее полости с атмосФерой. Проба отбирается в специальную кварцевую

829682

S5

60 емкость, имеющую в верхней части пористую пробку, через которую выходят газы, выделяющиеся при кристаллизации, и имеет вид слиточка.

Современные средства спектрально о анализа, использующие в качестве спектроскопического источника плаэменно-дуговой разряд, позволяют получить точность выше, чем при обычном Квантометрическом анализе.

Причем повышение точности обеспе,чивается использованием порошкообразной пробы, при сжигании которой в плаэменно-дуговом разряде испарение элементов значительно более равномерно, нежели для плотной пробы.

Кроме того, .высокие скорости кристаллизации при образовании порощка предотвращают выделение растворенных в расплаве газов, что дает возможность анализировать металл на содержание в нем газов (2j °

Недостатком этого устройства является воэможность получения только плотной пробы, которая может быть использована только для обычного квантометрическогo анализа.

Цель изобретения — получение более качественной пробы, повышение точности анализа.

Цель достигается тем, что устройство снабжено кольцевой шайбой, установленной ниже торца центральной трубы и концентрично засасывающему патрубку и с зазором к его наружной поверхности, и втулкой, установленной с воэможностью перемещения в центральной трубе, при этом в кольцевой шайбе по периферии выполнены отверстия, поршень установлен с возможностью перемещения во втулке, кокорая имеет в верхней части ограничители хода поршня, а в нижней конусообразную наружную поверхность, контактирующую с конусообразной поверхностью паза, выполненного в кольцевой шайбе.

На внешней поверхности юбки поршня выполнены вертикальные пазы.

ha чертеже изображено предлагае-. мое устройство, разрез.

Устройство для отбора проб жидкого металла состоит из защитного корпуса 1 с укрепленным в его торце засасывающим патрубком 2 и концентрично расположенных в защитном корпусе труб 3 и 4 для подачи сжатого газа. Кольцевая шайба 5 расположена ниже торца центральной трубы 4, концентрично всасывающему патрубку

2 и с зазором 6 к его наружной поверхности. По периферии шайбы 5 выполнены отверстия 7. В центральной трубе 4 установлена втулка 8.

Поршень 9 установлен во втулке 8.

Ь верхней части втулки 8 имеются ограничители 10 хода поршня 9. нижняя наружная конусообразная часть 11 втулки 8 контактирует

59 конусообразной поверхностью паза

12, выполненного в кольцевой шайбе 5.

Центральная труба 4 соединена с атмосферой с пимо адью вентиля (на чертеже не показан).

Устройство работает следующим образом.

Газ малого расхода подают в зазор между трубами 3 и 4 и в центральную трубу 4. Проходя по кольцевому зазору между трубами

3,4 и по отверстиям 7 в шайбе 5, гаэ попадает в пространство под шайбой 5, откуда по кольцевому зазору 6 инжектирует в подпоршневос пространство. Давление газа на поршень снизу компенсируется давлением газа, поступающего по центральной трубе 4, и газ из подпоршневого пространства через засасывающий патрубок 2 выходит в расплав, препятствуя попаданию последнего в засасывающий патрубок 2.

Для осуществления отбора пробы подают одновременно газ с большим расходом в зазор между трубами

3 и 4, а центральную трубу соединяют с атмосферой при помощи венти-1 ля. Газ через отверстия 7 в шайбе 5 поступает в пространство под шай-. бой, а оттуда по кольцевому зазору

6 инжектирует в подпоршневое пространство. Поршень 9 пойдет вверх, а гаэ, инжектируясь из кольцевого зазора 6, засасывает металл через патрубок 2, дробя его на мелкие капельки и напыляя на нижнюю поверхность поршня 9. Напыление осуществляется до тех пор, пока поршень 9 не достигает верхнего ограничителя 10. Тогда под действием давления газа втулка 8 начинает скользить по центральной трубе 4, поднимаясь вверх и неся с собой поршень с напыленной пробой.

Как только нижняя наружная часть 11 втулки 8 начинает выходить из контакта с конусообразной поверхностью паза 12 шайбы 5, газ поступает из зазора между трубами 3 и 4 в центральную трубу 4, минуя кольцевой зазор 6. При этом избыток газа сбрасывает в расплав через засасывающий патрубок 2, осуществляя отдув расплава от нижнего среза патрубка

2, а втулка с поршнем поднимаются в верхнюю часть устройства, Можно без извлечения из расплава устройства отобрать необходимое количество проб. Для этого достаточно сменить втулку 8 или поршень

9, затем подать газ в центральную трубу 4 и уменьшить расход газа в зазоре труб 3 и 4 устройства. Втулка 8, опустившись под собственным весом, занимает исходное положение.

Устройство снова готово к отбору пробы.

829682

30

Для предотвращения выскальэывания поршня 9 из втулки 8 во время смены последней на нижнем торце втулки имеются ограничители. Для обеспечения возможности извлечения поршня 9 с пробой втулка 8 выполнена разъемной.

Увеличения массы пробы можно добиться, выполнив на внешней .поверх.ности юбки поршня 9 вертикальные пазы и снабдив втулку 8 фиксатором, удерживающим последнюю в нижнем положении на время отбора пробы. . Шлифованная нижняя поверхность поршня 9 дает возможность получить хорошую поверхность пробы, так что пробу можно использовать для спектрального анализа без предварительной подготовки. Для того, чтобы исключить приваривание металла к поршню предпочтительно выполнять его из меди или латуни.

Высокие скорости кристаллизации капелек расплава и нейтральная атмосфера позволяют отобрать пробы из любых металлургических расплавов (сталь, в том числе легированная, чугун, ферросплавы и др.), что значительно расширяет область применения предложенного устройства.

Особенно эффективно применение этого устройства для контроля хода скоротечного кислородно-конвертерного процесса, так как цикл плавки в кислородном конверторе снижается на 2-5 мин за счет сокращения числа додувок и устранения затрат времени на взятие пробы ложкой.

Формула изобретения

1, Устройство для отбора проб жидкого металла, содержащее защитный корпус с засасывающим патрубком в торце, концентрично расположенные в корпусе две трубы для подачи сжатого газа, причем в центральной трубе расположен поршень, а сама труба снабжена вентилем для сообщения ее полости с атмосферой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения более качественной пробы и повышения точности анализа, устройство снабжено кольцевой шайбой, установленной ниже торца центральной трубы, концентрично засасывающему патрубку и с зазором к его наружной поверхности, и втулкой, установленной с возможностью перемещения в центральной трубе, при этом в кольцевой шайбе по периферии выполнены отверстия, поршень установлен с возможностью перемещения во втулке, которая имеет .в верхней части ограничители хода поршня, а в нижней конусообразную наружную поверхность, контактирующую с конусообразной поверхностью паза, выполненного в кольцевой шайбе.

2. Устройство по и. 1, о т л и- . ч а ю щ е е с я тем, что на внешней поверхности юбки поршня выполнены вертикальные пазы, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Stee8reseac4. 1971, р. 13-14.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 532030, кл. С 21 С 5/30, 1975, 829682

Заказ 2644/6

Тираж 618 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113С35, Москва, Ж-35, Paymcicaa наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патен-., г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Ганина

Редактор A. Долинич Техред,K. Кастелевич Корректор М ° Коста