Устройство для высокотемпературнойэкстракции газов из металлов исплавов

Устройство для высокотемпературнойэкстракции газов из металлов исплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()842528

ИÇOSPETE Н ИЯ

Союэ Советских

Социвлнстинеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14. 11. 79(21) 2839296/18-25 ( с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Гооударствеииый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.81. Бюллетень М24

ИК 543. .27(088.8) Дата опубликования описания 30 .06 . 81(72) Авторы изобретения

В. В. Орлов, О.В. Завьялов, Ю.А. Карпов и Ю.И. Соболев

Государственный ордена Октябрьской Революции научноисследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОТЕИПЕРАТУРНОЙ ЭКСТРАКЦИИ

ГАЗОВ ИЗ NETAHlIOB И СПЛАВОВ

Изобретение относится к физическому методу анализа веществ, в частности к высокотемпературному анализу материалов на содержание газовых примесей.

Известно устройство, применяемое при определении газообразующих примесей в металлах и сплавах, состоящее из многовиткового высокочастот ного индуктора и водоохлаждаемой

10 кварцевой печи, внутри которой помещен графитовый тигель для плавления материала ванны и анализируемых образцов jig.

Недостатком устройства являетт5 ся взаимодействие материала ванны и образца с графитовым тиглем, что не позволяет регулировать содержание углерода в расплаве ванны, В качест-, ве материала ванны в основном применяют железо, никель или кобальт, в которых растворяется большое количество углерода (3-57), что приводит к загустеванию ванны и образованию

2 на ее поверхности плотной графитовой корки-спели. Спаль препятствует растворению образца в ванне и замедляет экстракцию из нее газов. Кроме того, графитовый тигель экранирует

4 расплав от высокочастотного и электромагнитного поля, создаваемого индуктором, что затрудняет перемешивание расплава и снижает скорость выделения из него газов. Указанные причины ограничивают применение устройства и лимитируют чувствительность анализа для многих металлов

-2 - и сплавов величиной 1 ° 10 i, по массе.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для высокотемпературной экстракции газов из металлов и сплавов, состоящее из кварцевой печи и водоохлаждаемого высокочастотного многовиткового индуктора Г2).

В этом устройстве материал ванны анализируемый образец вводят во внутрь индуктора, где они плавятся.

842528 а.Расплав в виде капли удерживается во взвешенном состоянии электромагнитным полем, создаваемым индуктором.

Причем эта капля не имеет непосредственного .контакта со стенками печи.

Данное устройство позволяет применять ванну с заданным количеством углерода при анализе металлов и сплавов на содержание кислорода, азота и водорода, а также с заданным у0 количеством кислорода при анализе на содержание углерода.

Недостатками данного устройства являются невысокая чувствительность, анализа (1-5) 1.0. по мас.7, а также 15 возможность использования устройства для анализа только некоторых металлов (железо, никель медь, ванадий).

Цель изобретения — повышение чув20 ствительности и обеспечение универсальности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для высокотемператур25 ной экстракции газов из металлов и сплавов, включающем кварцевую печь с размещенным внутри нее водоохлаждаемым многовитковым высокочастотным иидуктором, один из витков индуктора, 30 образует тигель с наклонной направляющей для ввода образцов, причем направляющая имеет два разреза.

Устройство для высокотемпературной экстракции газов из металлов сос35 тоит из экстракционной кварцевой печи 1, внутри которой размещен медный водоохлаждаемый многовитковый высокочастотный индуктор 2 с витком в виде тигеля 3 и направляющей 4 с

40 двумя разрезами, кварцевой воронки

5, загрузочного устройства 6 со шлифовым соединением 7 и краном 8 для загрузки материала ванны и анализируемых образцов, отростка 9 с сердечником 10, перемещаемого с помощью электромагнитной катушки 11, отростка 12, соединяющего экстракционную печь с анализатором, где проводят количественное определе50 ние выделившихся газов, шлифового соединения 13 с двумя отростками

14 для токовводов 15 с вакуумными уплотнениями 16. Угол наклона направляющей к оси индуктора может составлять 20-60 . При угле наклоо о на направляющей меньше 20 образцы не скатываются s тигель, а при угле больше 60 направляющая разогревао ется и теряется часть мощности, подаваемой на индуктор.

Устройство работает следующим образом.

Зкстракционную печь 1 откачиваю диффузионным насосом до давления

10 -10 тор и в тигель 3 через воронку 5 и направляющую 4 вводят материал ванны массой-2 r из загрузочного устройства б. Затем включают нагрев (на индуктор 2 подают мощность), расплавляют материал ванны и повышают температуру расплава до 1700 С, при этом расплав не взаимодействует с,водоохлаждаемым тиглем 3. Расплав дегазируют 15 мин до достижения попарки контрольного

2 3 опыта (1-3) 10 нсм за 5 мин. Далее в расплав вводят анализируемый образец массой 0,2-0,4 r, где он рас творяется, Выделяющиеся из образца газы (продолжительность экстракции

5 мин) перекачивают в анализатор, где определяют их количество, После анализа расплав охлаждают и слиток извлекают из тигля 3 с помощью сер-! дечника 10 электромагнита 11. Затем процесс анализа повторяют.

При анализе металлов и сплавов на содержание кислорода, азота и водорода применяют никелевую ванну, содержащую мас. 0,45Х углерода. Такого количества углерода вполне достаточно для быстрого и полного выделения кислорода в виде окиси углерода при анализе образцов. При таком содержании углерода никеле вый расплав обладает достаточной, подвижностью и на его поверхности не образуется корки-спели, препятствующей выделению газов из образца.

Предлагаемое устройство позволяет анализировать широкий круг материалов на содержание кислорода, азота, водорода и углерода, и повышает чувствительность анализа металлов на содержание кислорода в

5, азота в 6, водорода в 2 и углерода в 2,5 раза, Формула изобретения

Устройство для высокотемпературной экстракции газов из металлов и сплавов, включающее. кварцевую печь с размещенными внутри нее водоохлаж842528

Составитель С. Беловодченко

Редактор Ю. Середа Техред А. Ач Корректо В. Бутяга

Заказ 5057/46 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4/5 х х э Х т

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 даемым многовитковым высокочастотным индуктором, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и обеспечения универсальности устройства, один из витков высокочастотного индук.тора образует тигель с наклонной направляющей для ввода образцов„

v причем направляющая имеет два разреза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Определение газов в металлах

s на установке "Гиредмет С-911MI,"

М., Цветметинформация, 1970, с.. 4.

2. Alm К.F. Anderson 1..Н.

Erzmetal1, 19711, Bd. 27, s. 449450 (прототип).