CS232464B1 - Způsob přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, zejména v roztaveném hliníku - Google Patents
Způsob přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, zejména v roztaveném hliníku Download PDFInfo
- Publication number
- CS232464B1 CS232464B1 CS828916A CS891682A CS232464B1 CS 232464 B1 CS232464 B1 CS 232464B1 CS 828916 A CS828916 A CS 828916A CS 891682 A CS891682 A CS 891682A CS 232464 B1 CS232464 B1 CS 232464B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- hydrogen
- probe
- melt
- concentration
- molten
- Prior art date
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 31
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 108010083687 Ion Pumps Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000000357 thermal conductivity detection Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
Způsob podle vynálezu používá trubkové sondy s difúzní membránou ze železa a spočívá v tom, že vnitřní prostor sondy se nejprve evakuuje, například olejovou rotační vývěvou, a pak se membrána sondy ponoří do taveniny, v níž má být změřena koncentrace vodíku. Vodík difunduje do vnitřního prostoru sondy a po ustavení rovnováhy mezi tlakem vodíku v .sondě a tavenině se na připojeném vakuometru odečte tlak vodíku v sondě, který odpovídá jeho koncentraci v tavenině. Způsob podle vynálezu lze využívat při rafinaoi hliníku a jeho slitin v hutích a ve slévárnách.
Description
Vynález se týká způsobu přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, zejména v roztaveném hliníku. Taveninami lehkých kovů se rozumí jak samotné lehké kovy, tak jejich slitiny.
Dosud se stanovení koncentrace vodíku v roztaveném hliníku provádí měřením parciálního tlaku vodíku za známé teploty v taveninách jako polokvantitativní měření pomocí tepelně vodivostního detektoru, který měří vodík uvolněný tepelnou desorpcí ze vzorku taveniny do proudu argonu. Toto stanovení, je diskontinuální a zdlouhavé a je zatíženo chybou vznikající při odběru vzorku. Není vhodné pro nízké koncentrace a přístroj je nákladný a složitý pro obsluhu.
Dále je známa metoda využívající měření množství vodíku po horké extrakci z odebraného vzorku. Rovněž tato metoda je diskontinuální. Další známý a často používaný způsob je metoda první bubliny, při které se u odebraného vzorku hliníku nebo jeho slitiny vizuálně zjištuje, při jakém parciálním tlaku nad taveninou dojde k uvolnění první bubliny plynu. Tato metoda je pouze orientační, je závislá na subjektivním odhadu a její výsledky jsou často zatíženy chybou, vyplývající z této skutečnosti.
Další známá metoda využívá difúze vodíku z tekutého hliníku a jeho slitin přes paládiovou membránu. Prošlý vodík je vyplachován dusíkem, ve kterém je stanovena jeho koncentrace měřením tepelné vodivosti. Tento způsob je kontinuální, ale detekce tepelnou vodivostí nemá dostatečnou citlivost.
Dále je znám způsob, využívající odsávání vodíku iontovou vývěvou přes sondu ze speciální oceli a jeho současné měření. Tento způsob je sice vysoce citlivý, ale měření vyžaduje reprodukovatelnou hloubku ponoření nosné trubky sondy do taveniny, protože difúze probíhá 1 touto nosnou trubkou, v závislosti na její teplotě. Měření je potom nereprodukovatelné a kalibrace přístroje pro různé hloubky ponoření sondy- problematická.
Je znám rovněž způsob kontinuálního stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, při kterém se vzorek taveniny odebírá sondou opatřenou dífuzní membránou ze železa s paládiovou vrstvičkou, umístěnou na jejím vnitřním povrchu, vodík se čerpá stěnou sondy v místě pokrytí paládiovou vrstvičkou a oplachováním vzduchem se katalyticky oxiduje na vodu, která se měří v odcházejícím plynu. Nevýhody tohoto způsobu spočívají v nutnosti proplachovat sondu vzduchem, který se musí předem vysušit, kromě toho pokrytí sondy paládiovou vrstvičkou, která je pro tento způsob nezbytná, je technicky značně náročné.
Nevýhody dosavadních známých způsobů se do značné míry odstraňují způsobem přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, zejména v roztaveném hliníku, pomoc.1 trubkové sondy, opatřené na dolním, konci železnou difuzní membránou, opatřenou ochrannou protikorozní vrstvou. Tato ochranná protikorozní vrstva může být tvořena například paládiem nebo s výhodou keramickým povlakem. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se trubková sonda evakuuje, načež se její difuzní membrána ponoří do taveniny a po vyrovnání tlaku vodíku, prodifundovaného membránou z taveniny do vnitřního prostoru sondy, a parciálního tlaku vodíku v tavenině se odečte tlak vodíku v sondě, který odpovídá jeho koncentraci v tavenině.
Způsob přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů podle vynálezu umožňuje měření koncentrace vodíku přímo v peci bez nutnosti odebírání vzorku. Vyhodnocení je jednoduché a přináší reprodukovatelné výsledky, což povrtzují výsledky měření provedených způsobem podle vynálezu a jejich porovnání s výsledky měření pomocí metody první bubliny plynného vodíku na hladině hliníku.
Byla vyhodnocována koncentrace vodíku v ml/100 g hliníku podle teploty slitiny, druhu slitiny a tlaku nad taveninou. Pro měření metodou první bubliny byl použit přístroj Schmeltztester, měření metodou podle vynálezu bylo realizováno difuzní sondou se železnou membránou o síle stěny 2 mm, tlak byl měřen Piraniho vakuometrem. Difuzní sonda byla před každým měřením evakuována na tlak cca 40 Pa o,4 mbar. Výsledky měření j sou uvedeny v následující tabulce.
| Teplota Al | Schmelztester | Difuzní sonda |
| T Al = 747 °C | 60 . 102 Pa/710 °C-~O(22 ml H2/100 g Al | za 25 ' 9,2 V~ 8 000 Pa 80 . 102 Pa ~ ~O,26 ml H2/100 g Al |
| po odplynění I Al = 724 °C | 14 až 16 . 102 Pa/710-685 °C λ/0,11 ml H2/100 g Al | za 26' 7,8 V-v 1 400 Pa —14 . 102 ^,0,11 ml H2/100 g Al. |
Způsob podle vynálezu dává výsledky srovnatelné se známou metodou, přičemž poskytuje spolehlivý reprodukovatelný elektrický signál, který je.zcela objektivní, na rozdíl od metody první bubliny, která je závislá na subjektivním odhadu. Navíc je způsob podle vynálezu i ekonomicky výhodný.
Příklad provedení
Způsob podle vynálezu lze prakticky provádět tak, že k měření se použije silnostěnná trubková sonda, zétkončená na dolním konci tenkostennou železnou membránou, opatřenou ochrannou protikorozní vrstvou, například keramickým povlakem, jejíž vnitřní prostor se nejprve evakuuje, například rotační olejovou vývěvou, na tlak přibližně o řád nižší, než je předpokládaná hodnota parciálního tlaku vodíku, načež se její difuzní membrána ponoří do taveniny. Vodík difunduje membránou do vnitřního prostoru sondy tak dlouho, až se v tomto prostoru ustaví tlak, který odpovídá parciálnímu tlaku vodíku v tavenině. Tlak vodíku uvnitř sondy se měří například Piraniho vakuometrem, ustavení tlakové rovnováhy se_ kontroluje registračním přístrojem. Jelikož parciální tlak vodíku v tavenině odpovídá jeho koncentraci, lze tímto způsobem přímo z nomogramu odečíst koncentrací vodíku v tavenině.
Vynáléz lze využívat při rafinaci hliníku a jeho slitin v hutích a slévárnách.
Claims (1)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZUZpůsob přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, zejména v roztaveném hliníku, pomocí trubkové sondy, opatřené na dolním konci železnou difuzní membránou, opatřenou ochrannou protikorozní vrstvou, vyznačující se tím, že se trubková sonda evakuuje, načež se její difuzní membrána ponoří do taveniny a po vyrovnání tlaku vodíku prodifundovaného membránou z taveniny do vnitřního prostoru sondy .a parciálního tlaku vodíku v tavenině se odečte tlak vodíku v sondě, který odpovídá jeho koncentraci v tavenině.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS828916A CS232464B1 (cs) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | Způsob přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, zejména v roztaveném hliníku |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS828916A CS232464B1 (cs) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | Způsob přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, zejména v roztaveném hliníku |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS891682A1 CS891682A1 (en) | 1984-06-18 |
| CS232464B1 true CS232464B1 (cs) | 1985-01-16 |
Family
ID=5440387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS828916A CS232464B1 (cs) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | Způsob přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, zejména v roztaveném hliníku |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS232464B1 (cs) |
-
1982
- 1982-12-08 CS CS828916A patent/CS232464B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS891682A1 (en) | 1984-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5495746A (en) | Gas analyzer for molten metals | |
| US3463005A (en) | Immersion molten metal sampler device | |
| JPS62229058A (ja) | 溶融金属ガス分析装置 | |
| RU2502064C2 (ru) | Погружной зонд | |
| US6216526B1 (en) | Gas sampler for molten metal and method | |
| UA128490C2 (uk) | Пробовідбирачі розплавленого металу для застосувань з високим і низьким вмістом кисню | |
| CS232464B1 (cs) | Způsob přímého stanovení koncentrace vodíku v taveninách lehkých kovů, zejména v roztaveném hliníku | |
| KR101318831B1 (ko) | 용융금속 및 슬래그 건전시료를 동시에 채취하는 복합프로브 | |
| US5293924A (en) | Manufacture of copper rod | |
| US5850034A (en) | Making of metal products using a gas analyzer | |
| JPH0237984B2 (cs) | ||
| US5345808A (en) | Gas analyzer for molten metals | |
| JPH0347706B2 (cs) | ||
| EP0114688B2 (en) | Sampler and an apparatus for hydrogen determination in molten metal | |
| GB1350248A (en) | Method and apparatus for the determination of the oxygen content of metal melts | |
| JPH01158352A (ja) | アルミニウム基金属溶湯中の水素含有量の測定方法および装置 | |
| Mrowec et al. | A new thermobalance for studying the kinetics of high-temperature sulfidation of metals | |
| Zuliani et al. | An Experimental Study of the Kinetics and Thermodynamics of Water Vapour Dissolution in a CaO–SiO2–MgO Slag | |
| US8537355B2 (en) | Method and device for measuring a chemical composition of a liquid metal suitable for coating a steel strip | |
| US3746510A (en) | Method of separating carbon from alkali and alkali earth metals | |
| US3251217A (en) | Determination of gases in metals | |
| JP2648925B2 (ja) | 溶鋼中の水素分析方法および装置 | |
| JPS642210B2 (cs) | ||
| RU2078330C1 (ru) | Зонд установки для измерения содержания водорода в жидких металлах | |
| Hills et al. | In-situ measurement of dissolved hydrogen during low pressure die casting of aluminium |