CN87214110U - 热电偶保护装置 - Google Patents

Abstract

一种热电偶保护装置，其表面覆盖着以石墨为主并添加有碳化硅、膨润土、水玻璃的防护层。由于该防护层的作用，使得保护装置能有效地抵御气蚀氧化、冲刷、渣蚀和溶损对保护装置及其热电偶的损坏，并将现广泛应用的石墨类保护装置的使用寿命提高3-6倍，而每个成本仅比原多花0.1元钱。当将本保护装置用于冲天炉、高炉、电炉、坩埚炉等测温元器件的保护时，能延长在强蚀气氛、高温液态介质中的连续测温元器件的使用寿命。

Description

热电偶保护装置

本实用新型涉及温度测量元器件的保护装置［1］，特别是涉及用于温度测量的热电偶［6］的保护装置［1］。

在金属熔炼技术领域，提高熔炼质量的一种重要手段是有效地控制熔炼温度，而要控制，就离不开温度测量和用于测量的元器件。例如：冲天炉检测和控制的信号通常取自前炉［7］或过桥［8］处，尤其在过桥［8］处连续测量铁水熔炼过程的过热温度，根据该处连续测到的铁水温度能及时发现熔炼中各参数的变化趋向，进而实时调节控制冲天炉工况，以提高铁水及铸件质量。但目前冲天炉连续测温的热电偶保护装置［1］的使用寿命比较短，随着它的损坏，热电偶［6］也被损坏，直接影响着连续测温的正常进行。又因过桥［8］处的工作环境比前炉［7］恶劣，以至在该处测温的热电偶［6］及其保护装置［1］的使用寿命就更短。在使用得当的情况下，一般石墨类保护装置［1］（每个1～3元）在过桥［8］处使用寿命为4～8小时，在前炉［7］为6～15小时；金属陶瓷类保护装置［1］（每个40～60元）在过桥［8］处使用寿命为10～20小时，在前炉［7］为25小时（参见钱立等著《冲天炉检测与炉况控制》一书的第142页）。由上述可知，金属陶瓷类保护装置［1］的使用寿命虽比石墨类保护装置［1］长，但因成本高，耐急冷急热性差，故极易开裂，加上其导热性不如石墨材质，而不得不做得较薄，导致修筑炉时常易损坏，所以实际生产中的用户较少。综上所述，要提高熔炼质量，就得实现实时控制，而要进行实时控制，又必须在保证连续测温精确性的前提下，解决测温元器件保护装置［1］使用寿命短的问题。据此，一般要求测温元器件的保护装置［1］具有高的熔点和耐急冷急热性，并且要有较高的高温强度和良好的导热性。石墨是熔点极高的材料，由于其导热性能好，而能耐急冷急热，又因其价廉，故被广泛用作制造测温元器件保护装置［1］的关键材料。分析一下热电偶［6］所处的工作环境即可知道，气蚀氧化、溶损、冲刷、渣蚀是致使热电偶［6］保护装置［1］损坏的主要原因。现在的问题归结为：延长了保护装置［1］的使用寿命，也就是延长了热电偶［6］的使用寿命和保证连续测温的正常进行，特别是延长石墨类保护装置［1］的使用寿命，更有着技术、经济上的重要意义。我们曾注意到，日本公开特许公报昭59－221630以“热电偶保护管”为题，公开了一种可延长热电偶保护管使用寿命的解决方案，该保护管用于熔炼铝或铝合金的坩埚炉测温热电偶的保护（炉温为730℃左右），其做法是：在铁质或不锈钢保护管的外表面，以真空镀膜的方法，加上一层5～6μm厚，成份为碳化钛或氮化钛的防护层，虽然它给我们以增加防护层的启示，但显而易见的是，不仅其成本高，而且无论是铁质或不锈钢的保护管，因其熔点接近铁水温度，故该方案不可能用作铁水测温元器件的保护装置。

因此，本实用新型目的在于，提供一种经济的、延长测温元器件及其保护装置［1］使用寿命的技术方案，进而推出一种价廉且使用寿命长的热电偶［6］保护装置［1］。

本实用新型目的可以下述方式实现：所述保护装置［1］的表面覆盖着以石墨为主并添加有碳化硅、膨润土、水玻璃的防护层［4］。

这样，由上述材料综合作用所形成的防护层［4］，在保持石墨良好的导热性和耐高温的基础上，由于碳化硅、水玻璃、膨润土的强化、粘结和悬浮作用，使得在保护装置［1］的表面构成强度高于基体组织结构致密均匀的保护壳。使用结果表明，该防护层［4］起到了减轻气蚀氧化、抵御冲刷、渣蚀，在一定时间内隔离了铁水的直接作用，延缓保护装置［1］的溶损。即使在工作环境恶劣的冲天炉过桥［8］处测温，其使用寿命也可达25小时。每个石墨类保护装置的成本仅比原多花0.1元钱，而使用寿命却提高了3～6倍。若将具有本防护层［4］的保护装置［1］用作冲天炉、高炉、电炉、坩埚炉等测温元器件的保护，能有效地保证连续测温的正常进行。

以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图1表示了防护层［4］在保护装置［1］上所处的位置及保护装置［1］与热电偶［6］的装配结构。

图2表示了热电偶［6］在冲天炉过桥［8］处测温的安装位置。

图3是沿图2A－A线的剖视图。

图4表示了热电偶［6］在冲天炉前炉［7］测温的安装位置。

一般，保护装置［1］防护层［4］中石墨的含量为80～95％、碳化硅的含量为3～15％、膨润土的含量为1～10％、水玻璃的含量为1～10％。防护层［4］的厚度为0.1～0.5毫米。其制作方法是：先按上述比例备料，石墨为粉状，膨润土最好是经活化处理后的膨润土，然后将所取的石墨、膨润土、水玻璃、碳化硅配以适量的水后混合均匀。其中，加水量一般以混合后呈便于涂覆的浆状为宜。这样就可以将配制好的、含有上述成份的浆状物涂覆到保护装置［1］的外表面，待干后即为覆盖在保护装置［1］表面的防护层［4］。应注意的是，一般防护层［4］不宜过厚或过薄，故应掌握好加水量和涂覆速度，以保证防护层［4］的厚度为0.1～0.5毫米。在大、中批量生产本保护装置［1］的企业，可考虑采取低温烘干工艺，以提高生产率。

参照图1，它表示的是将热电偶［6］用于冲天炉过桥［8］或前炉［7］测温的一种典型装配结构。在过桥［8］或前炉［7］测温时的安装位置如图2～图4。通常，热电偶［6］采取复合套装方式，即热电偶［6］外装有刚玉绝缘管［3］，刚玉绝缘管［3］外套有刚玉内保护管［2］，该内保护管［2］又连同上述各件一起插入本实用新型所述保护装置［1］（亦称外保护管）的空腔［5］内。由于热电偶保护装置［1］的表面覆盖了按上述方式制作的防护层［4］，从而有效地增强了保护装置［1］的抗强蚀、耐高温能力，延长了保护装置［1］和热电偶［6］的使用寿命。但需要进一步提醒的是：当用作冲天炉过桥［8］处测温时，组装好的热电偶［6］组件，应设在过桥［8］的贮铁槽［9］内，以便保护装置［1］不露出铁水表面，并保证铁水从后炉［10］经过桥［8］流向前炉［7］时，能绕热电偶［6］组件迂回畅通，这是因为不当的安装方式，同样也会影响其使用寿命乃至测温效果。

Claims (3)

1、一种热电偶保护装置[1]，具有供热电偶[6]插入的空腔[5]，本实用新型特征在于所述保护装置[1]的表面覆盖着以石墨为主并添加有碳化硅、膨润土、水玻璃的防护层[4]。

2、根据权利要求1所属的保护装置［1］，其特征在于防护层［4］中石墨的含量为80～95％、碳化硅的含量为3～15％、膨润土的含量为1～10％、水玻璃的含量为1～10％。

3、根据权利要求1或2所述的保护装置［1］，其特征在于防护层［4］的厚度为0.1～0.5毫米。

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