BRPI0400385B1

BRPI0400385B1 - dispositivo de medição para determinar a atividade de oxigênio em massas fundidas de metal ou de escória

Info

Publication number: BRPI0400385B1
Application number: BRPI0400385A
Authority: BR
Inventors: Danny Habets
Original assignee: Heraeus Electro Nite Int
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2016-04-12
Also published as: JP2004271517A; TW200417731A; EP1460416A3; KR100766618B1; DE502004011626D1; EP1460416B8; ES2352182T3; BRPI0400385A; AU2004200389A1; JP4054314B2; EP1460416B1; CA2455467C; UA75693C2; DE10310387B3; RU2004106715A; US7141151B2; MXPA04002075A; CA2455467A1; EP1460416A2; US20040173473A1

Abstract

"dispositivo de medição para determinar a atividade de oxigênio em massas fundidas de metal ou de escória". a presente invenção refere-se a um dispositivo de medição para determinar a atividade de oxigênio em massas fundidas de metal ou de escória com uma cabeça de medição disposta em uma extremidade de um tubo de suporte onde é disposta uma célula de medição eletroquímica, sendo que a célula de medição eletroquímica possui um tubinho de eletrólito sólido fechado unilateralmente, que na sua extremidade fechada contém um material de referência e um eletrodo, sendo que o eletrodo se projeta para fora da extremidade oposta do tubinho de eletrólito sólido, e um tubinho de eletrólito sólido correspondente. ele é caracterizado pelo fato de que o tubinho de eletrólito sólido possui na sua superfície externa um revestimento consistindo em uma mistura de zirconato de cálcio com um fluoreto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO PARA DETERMINAR A ATIVIDADE DE OXIGÊNIO EM MASSAS FUNDIDAS DE METAL OU DE ESCÓRIA". A presente invenção refere-se a um dispositivo de medição para determinar a atividade de oxigênio em massas fundidas de metal ou de escória com uma cabeça de medição disposta em uma extremidade de um tubo de suporte onde é disposta uma célula de medição eletroquímica, sendo que a célula de medição eletroquímica possui um tubinho de eletrólito sólido fechado unilateralmente, que na sua extremidade fechada contém um material de referência e um eletrodo, sendo que o eletrodo se projeta para fora da extremidade oposta do tubinho de eletrólito sólido. A presente invenção refere-se ainda a um tubinho de eletrólito sólido para uma célula de medição eletroquímica.

Dispositivos de medição deste tipo são conhecidos, por exemplo, da patente DE 31 52 318 C2. O sensor lá descrito serve para medir a concentração de oxigênio em metal fundido. Dispositivos de medição semelhantes são conhecidos das patentes US 3.578.578, DE 28 10 134 A1 ou DE 26 00 103 C2.

Existe a necessidade de medir além do oxigênio também outras substâncias contidas em massas fundidas de metal. Portanto, a presente invenção tem a tarefa de indicar um dispositivo de medição simples e o respectivo tubinho de eletrólito sólido correspondente com cuja ajuda além do teor de oxigênio também pode ser determinada a concentração de outros elementos. A tarefa é solucionada pelo fato de que o tubinho de eletrólito sólido possui na sua superfície externa um revestimento consistindo em uma mistura de zirconato de cálcio com um fluoreto. Ficou evidente que com isto é possível determinar, por exemplo, a concentração de enxofre, silício ou carbono em massas fundidas. O efeito é explicado de modo que, por exemplo, o enxofre presente em metal líquido reage com o CaO do zirconato de cálcio, sendo que é obtido oxigênio como produto de reação, e a alteração da atividade de oxigênio na superfície do eletrólito sólido é medida e correia- cionada com o enxofre. O dispositivo de medição pode ser utilizado em massas fundidas de metal ou de escória, especialmente em massas fundidas de aço ou de ferro, para medir a concentração de enxofre, silício ou de carbono. Isto produz uma medição rápida. É vantajoso se o dispositivo de medição ao lado da célula de medição eletroquímica possuir um sensor de temperatura, por exemplo, um elemento térmico, de modo que também possa ser medida a temperatura da massa fundida de metal. O silício é correlacionado com o teor de enxofre, o carbono pode ser calculado a partir do equilíbrio da temperatura de silício e carbono do metal líquido.

Com a ajuda do dispositivo de medição de acordo com a presente invenção pode ser dispensada uma análise de amostras no laboratório, de modo que no processo de produção pode ser obtida uma economia de tempo e com isto ser exercida uma influência melhor e mais rápida sobre o processo de produção.

Execuções vantajosas da presente invenção são indicadas nas sub-reivindicações. É vantajoso que o fluoreto seja pelo menos um do grupo CaF2, NaF, SrF2l BaF2, MgF2. Para uma sensibilidade de massa alta é vantajoso que o zirconato de cálcio seja estequiométrico. Também é vantajoso que a espessura de camada seja de aproximadamente 10 até 100 pm, especialmente de 30 pm. No caso, uma camada mais fina é o suficiente em temperaturas de uso mais altas (por exemplo, antes de um tratamento de dessulfuração). No caso, o tempo de resposta é bastante curto. Em temperaturas de uso mais baixas (por exemplo, depois do tratamento de dessulfuração) será necessária uma camada mais grossa. Os tempos de resposta então são um pouco maiores. O tubinho de eletrólito sólido com vantagem é Zr02 estabilizado. A camada também pode apenas cobrir uma parte da superfície do tubinho de eletrólito sólido, sendo que pelo menos aquela superfície na área do tubinho deveria ser revestida onde é disposta a massa de referência.

Em seguida, um exemplo de execução da presente invenção é explicado com a ajuda de um desenho. No desenho mostram: Figura 1 - um dispositivo de medição.

Figura 2 - o corte transversal através de um tubinho de eletrólito sólido. O dispositivo de medição possui um tubo de suporte 1 onde é fixada a cabeça de medição 2, sendo que a cabeça de medição 2, dentro do tubo de suporte 1, através de uma peça de contato 3, entra em contato com uma linha para instrumentos de medição e avaliação. Na figura 1 o tubo de suporte 1 somente é mostrado em parte.

Na extremidade de imersão da cabeça de medição existe ao lado do elemento térmico 4 um tubinho de eletrólito sólido 5. O elemento térmico 4 e o tubinho de eletrólito sólido 5 são envolvidos por uma tampa protetora 6 e protegidos antes ou durante a imersão da cabeça de medição na massa fundida, especialmente uma massa fundida de ferro ou de aço.

Na figura 2, o tubinho de eletrólito sólido 5 é mostrado em corte. Ele é feito de dióxido de zircônio estabilizado e possui no seu interior como material de referência 7 uma mistura de cromo e dióxido de cromo. O material de enchimento 8 disposto sobre o mesmo, por exemplo, é oxido de alumínio. No tubinho de eletrólito sólido 5 uma barra de molibdênio é disposta centralmente como eletrodo 9. O eletrodo 9 projeta-se para fora da extremidade aberta do tubinho de eletrólito sólido 5. Esta extremidade aberta é fechada por uma tampa 10, sendo que o material de enchimento 8 é retido na sua extremidade superior por meio de um cimento permeável a gás 11. O tubinho de eletrólito sólido 5 é cercado por uma tampa de aço 12 que protege adicionalmente o tubinho durante a imersão na massa fundida de metai. Eie derrete e libera o revestimento 13 disposto no tubinho de eletrólito sólido 5. O revestimento de preferência é uma mistura de zirconato de cálcio e fluo-reto de magnésio.

Na massa fundida o CaO reage com enxofre sob formação de CaS, sendo que é liberado oxigênio, cuja atividade é medida com a ajuda do tubinho de eletrólito sólido.

Claims

1. Dispositivo de medição para determinar a atividade de oxigênio em massas fundidas de metal ou de escória com uma cabeça de medição disposta em uma extremidade de um tubo de suporte onde é disposta uma célula de medição eletroquímica, sendo que a célula de medição ele-troquímica possui um tubinho de eletrólito sólido fechado unilateralmente, que na sua extremidade fechada contém um material de referência e um eletrodo, sendo que o eletrodo se projeta para fora da extremidade oposta do tubinho de eletrólito sólido, caracterizado pelo fato de que o tubinho de eletrólito sólido (5) possui na sua superfície externa um revestimento (13) consistindo em uma mistura de zirconato de cálcio com um fluoreto.

2. Dispositivo de medição de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluoreto é pelo menos um do grupo CaF2, NaF, SrF2, BaF2, MgF2.

3. Dispositivo de medição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o zirconato de cálcio é estequiométrico.

4. Dispositivo de medição de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o revestimento (13) possui uma espessura de 10 até 100 pm.

5. Dispositivo de medição de acordo com a reivindicação 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o revestimento (13) somente cobre em parte a superfície externa do tubinho de eletrólito sólido (5).

6. Tubinho de eletrólito sólido para uma célula de medição eletroquímica com uma extremidade fechada, caracterizado pelo fato de que na sua superfície externa possui um revestimento (13) consistindo em uma mistura de zirconato de cálcio com um fluoreto.

7. Tubinho de eletrólito sólido de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o fluoreto é pelo menos um do grupo CaF2, NaF, SrF2, BaF2, MgF2.

8. Tubinho de eletrólito sólido de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o zirconato de cálcio é estequiométrico.

9. Tubinho de eletrólito sólido de acordo com a reivindicação 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o revestimento (13) possui uma es- pessura de 10 até 100 pm.

10. Tubinho de eletrólito sólido de acordo com a reivindicação 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o revestimento (13) somente cobre a superfície externa em parte.