RU2606678C2 - Apparatus for determining physical parameters of high-temperature metal photometric melting in vertical vacuum electric furnace - Google Patents

Apparatus for determining physical parameters of high-temperature metal photometric melting in vertical vacuum electric furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2606678C2
RU2606678C2 RU2015111783A RU2015111783A RU2606678C2 RU 2606678 C2 RU2606678 C2 RU 2606678C2 RU 2015111783 A RU2015111783 A RU 2015111783A RU 2015111783 A RU2015111783 A RU 2015111783A RU 2606678 C2 RU2606678 C2 RU 2606678C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleeve
metallic sleeve
metallic
ceramic
electric furnace
Prior art date
Application number
RU2015111783A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015111783A (en
Inventor
Владимир Викторович Вьюхин
Владимир Степанович Цепелев
Аркадий Моисеевич Поводатор
Виктор Васильевич Конашков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2015111783A priority Critical patent/RU2606678C2/en
Publication of RU2015111783A publication Critical patent/RU2015111783A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2606678C2 publication Critical patent/RU2606678C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/02Furnaces of a kind not covered by any preceding group specially designed for laboratory use
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/16Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to physics and metallurgy, namely to devices used in research and laboratory operations for measuring physical parameters of meltings. Proposed apparatus comprising a suspension system in the form of an elastic nichrome thread, on which a non-metallic sleeve is suspended, a mirror reflecting a light beam, crucible with melting sample located coaxially in a container secured to a ceramic rod connected to a non-metallic sleeve by means of a ceramic pin, and a heat shield for protection against overheating the non-metallic sleeve, according to the invention, the non-metallic sleeve is equipped with a non metallic fixing unit, fixed relative to the non-metal sleeve by means of three ceramic pins and made in the form of a box of four pairwise parallel rectangular plates, each of which has two slots for their mutual fixation and holes for installation of said ceramic pins perpendicular to the plates, each of said plates can be in contact with the non-metallic sleeve at continuous straight line to provide minimum thermal contact of said sleeve and said unit.
EFFECT: invention is intended for non-contact measuring physical parameters of metal melting samples, for example, based on iron, cobalt and nickel, by photometric method based on measuring torsion oscillations of the crucible with the melting in vertical vacuum electric furnace, possibility of performing experiments without disruption, as well as reliability and accuracy of obtained results when determining kinematic viscosity and electrical resistance of metal meltings are increased.
1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к физике и металлургии, а именно к устройствам, используемым в исследовательских и лабораторных работах, и применяется для измерения физических параметров расплавов. Устройство предназначено для бесконтактного измерения кинематической вязкости и/или электросопротивления образцов металлических сплавов, находящихся в тигле преимущественно высокотемпературных, например на основе Fe, Со, Ni, фотометрическим методом на основе измерения крутильных колебаний тигля с расплавом в вертикальной вакуумной электропечи.The present invention relates to physics and metallurgy, in particular to devices used in research and laboratory work, and is used to measure the physical parameters of melts. The device is designed for non-contact measurement of the kinematic viscosity and / or electrical resistance of samples of metal alloys that are mainly crucible in a crucible, for example, based on Fe, Co, Ni, by the photometric method based on measuring torsional vibrations of a crucible with a melt in a vertical vacuum furnace.

Определение параметров образцов металлических расплавов в объеме нескольких см3 позволяет демонстрировать их структурно-чувствительные характеристики, проводить прогностический анализ и давать рекомендации для получения сплавов с заданными характеристиками. Для высокотемпературных (до 2000°C) исследований металлических расплавов используют немногие методы и устройства для их реализации. В частности, используют нестационарный бесконтактный фотометрический (на базе измерения траектории отраженного от зеркала светового луча - «зайчика») метод и устройства для его осуществления при определении кинематической вязкости и/или электросопротивления посредством изучения параметров крутильных колебаний упругой нити с коаксиально подвешенным на ней внутри электронагревателя тиглем с образцом сплава. Базой для использования упругой подвески, являющейся одним из основных элементов подвесной системы измерительной установки для изучения зависимости параметров от температуры, является линейная связь угла закручивания этой подвески ϕ≤10÷15 градусов с параметрами изучаемых образцов. Он коаксиально подвешен на конце этой подвески, посредством неметаллической втулки и керамического штока в электропечи. Неметаллическая втулка, например текстолитовая, ограничивает передачу тепла от керамического штока, выполненного, например, из окиси бериллия BeO, на металлическую нить, чтобы уменьшить тепловое изменение ее геометрии, прежде всего изгиба или длины во время эксперимента. Коэффициент теплопроводности текстолита 0,244 Вт/м*град - см. http://www.oglib.ru/tabl/table7.html. Для керамического штока из ВеО коэффициент теплопроводности составляет около 209 Вт/м*град - см. http://gruzdoff.ru/wiki/Оксид_бериллия. По теплопроводности ВеО занимает следующее место после таких металлов, как золото, серебро и медь, например, 348 Вт/м*град для меди. Таким образом, различие коэффициентов теплопроводности керамического штока и неметаллической втулки составляет почти 1000-кратное, что позволяет считать неметаллическую втулку теплоизолятором.Determining the parameters of samples of metal melts in a volume of several cm 3 allows us to demonstrate their structurally sensitive characteristics, conduct prognostic analysis and make recommendations for producing alloys with desired characteristics. For high-temperature (up to 2000 ° C) studies of metal melts, few methods and devices for their implementation are used. In particular, they use a non-stationary non-contact photometric (based on measuring the trajectory of a light ray “bunny” reflected from a mirror) method and devices for its implementation in determining kinematic viscosity and / or electrical resistance by studying the parameters of torsional vibrations of an elastic filament with a coaxially suspended one inside the electric heater crucible with an alloy sample. The basis for using an elastic suspension, which is one of the main elements of the suspension system of a measuring installation for studying the dependence of parameters on temperature, is a linear relationship of the angle of rotation of this suspension ϕ≤10 ÷ 15 degrees with the parameters of the samples. It is coaxially suspended at the end of this suspension, by means of a non-metallic sleeve and a ceramic rod in an electric furnace. A non-metallic sleeve, for example textolite, limits the transfer of heat from a ceramic rod made, for example, of beryllium oxide BeO, to a metal thread in order to reduce the thermal change in its geometry, especially bending or length, during the experiment. The thermal conductivity coefficient of the PCB is 0.244 W / m * deg - see http://www.oglib.ru/tabl/table7.html. For a ceramic rod made of BeO, the thermal conductivity coefficient is about 209 W / m * deg - see http://gruzdoff.ru/wiki/Beryllium oxide. In terms of thermal conductivity, BeO takes the next place after metals such as gold, silver, and copper, for example, 348 W / m * deg for copper. Thus, the difference in the thermal conductivity coefficients of the ceramic rod and non-metallic sleeve is almost 1000-fold, which allows us to consider the non-metallic sleeve as a heat insulator.

Одно из необходимых условий проведения подобных экспериментов - высокая однородность температурного поля в рабочей части электропечи - см. С.И. Филиппов и др. «Физико-химические методы исследования металлургических процессов», М., Металлургия, 1968, с. 249. Для осуществления этого требования используют различные способы реализации коаксиальности тигля и электронагревателя, даже такие неудобные, как, например, тяжелый (до 1,5 кг) противовес под тиглем - см. вышеуказанное С.И. Филиппов и др. … с. 254-255, рис. 107.One of the necessary conditions for conducting such experiments is the high uniformity of the temperature field in the working part of the electric furnace - see S.I. Filippov et al. “Physico-chemical methods for the study of metallurgical processes”, M., Metallurgy, 1968, p. 249. To fulfill this requirement, various methods are used to implement the coaxiality of the crucible and electric heater, even such uncomfortable ones as, for example, a heavy (up to 1.5 kg) counterweight under the crucible - see the above S.I. Filippov et al. 254-255, fig. 107.

Известно устройство для бесконтактного измерения вязкости высокотемпературных металлических расплавов - см. патент на полезную модель РФ №69249 - аналог, содержащее вертикальную электропечь, вискозиметрический модуль в вакуумируемой и водоохлаждаемой цилиндрической камере, вдоль оси которой в зоне нагрева цилиндрического электронагревателя размещена подвесная система с цилиндрическим тиглем, блок закручивания подвесной системы на заданный угол для запуска крутильных колебаний, зеркало, источник света, фотоприемное устройство, компьютер.A device is known for non-contact measurement of the viscosity of high-temperature metal melts - see patent for utility model of the Russian Federation No. 69249 - an analogue containing a vertical electric furnace, a viscometer module in a vacuum and water-cooled cylindrical chamber, along the axis of which a suspension system with a cylindrical crucible is placed in the heating zone of a cylindrical electric heater, unit for twisting the suspension system at a given angle to start torsional vibrations, mirror, light source, photodetector, computer ter.

Известны устройство, содержащее закрепленную на капитальной стене электропечь, узел крепления электропечи к этой стене, узел фиксации подвески, содержащий подвешенный в зоне нагрева электропечи на упругой нити тигель с расплавом. Конструктивно электропечь состоит из двух частей разного диаметра общей высотой около 1 м, в нижней части - вакуумируемой и водоохлаждаемой цилиндрической камере в зоне нагрева электронагревателя (диаметром 50 мм и длиной 200 мм) этой электропечи размещен на упругой подвеске тигель диаметром 10÷20 мм, содержащий металлический расплав, с общей длиной подвесной системы 600÷800 мм. Верхняя трубчатая часть электропечи меньшего диаметра, через которую производится загрузка тигля в вышеуказанную цилиндрическую камеру, сквозь которую проходит упругая проволочная подвеска с закрепленным над неметаллической втулкой зеркалом, соединена сваркой с нижней частью электропечи. Сверху этой трубчатой части находится узел крепления электропечи, который служит для загрузки подвесной системы с тиглем - см. С.И. Филиппов и др. «Физико-химические методы исследования металлургических процессов», М., Металлургия, 1968, с. 250-251, рис. 105 - аналог. Одним из условий измерений является коаксиальное размещение тигля в центре низкоградиентной тепловой зоны электронагревателя без соприкосновений с его стенками. Процедуру загрузки и коррекции положения подвесной системы производят перед каждым экспериментом, при помощи визуального наблюдения через верхнюю трубчатую часть электропечи меньшего диаметра, около 30÷50 мм, через верхний узел крепления электропечи, что требует высокой квалификации экспериментатора и занимает до 1 часа времени.A device is known comprising an electric furnace fixed to a main wall, an electric furnace fastening unit to this wall, a suspension fixing unit, comprising a crucible with a melt suspended in a heating zone of an electric furnace on an elastic thread. Structurally, the electric furnace consists of two parts of different diameters with a total height of about 1 m, in the lower part - an evacuated and water-cooled cylindrical chamber in the heating zone of the electric heater (with a diameter of 50 mm and a length of 200 mm) of this electric furnace, a crucible with a diameter of 10 ÷ 20 mm is placed on an elastic suspension, containing metal melt, with a total suspension system length of 600 ÷ 800 mm. The upper tubular part of the electric furnace of a smaller diameter, through which the crucible is loaded into the aforementioned cylindrical chamber, through which the elastic wire suspension with the mirror mounted above the nonmetallic bush passes, is connected by welding to the lower part of the electric furnace. On top of this tubular part there is an electric furnace fastening unit, which serves to load the suspension system with the crucible - see S.I. Filippov et al. “Physico-chemical methods for the study of metallurgical processes”, M., Metallurgy, 1968, p. 250-251, fig. 105 - analogue. One of the measurement conditions is the coaxial placement of the crucible in the center of the low-gradient thermal zone of the electric heater without touching its walls. The procedure of loading and correcting the position of the suspension system is carried out before each experiment, by visual observation through the upper tubular part of the electric furnace of a smaller diameter, about 30 ÷ 50 mm, through the upper attachment point of the electric furnace, which requires a highly skilled experimenter and takes up to 1 hour.

Известно входящее в состав измерительной установки устройство подвесной системы для вертикальной электропечи, содержащее упругую нихромовую нить, на которой подвешена неметаллическая, например, текстолитовая втулка, на которой закреплено отражающее зеркало, тигель с образцом, находящимся коаксиально в контейнере, прикрепленном керамическим штифтом к керамическому штоку, соединенному с неметаллической втулкой - см. Г.В. Тягунов и др. «Измерение удельного электросопротивления методом вращающегося магнитного поля», журн. «Заводская лаборатория. Диагностика материалов», 2003, №2, том 69, с. 35-37 - прототип. Неметаллическая втулка, например текстолитовая, требуется в соответствии с методикой измерений характеристик металлических расплавов. При этом ее конструкция должна обеспечить возможность ее изготовления в течение 1÷2 часов и текущей механической обработки и подгонки размеров персоналом с невысокой квалификацией, например, студентами, для проведения нового эксперимента в этот же день, а также быстрой замены этой втулки в случае теплового разрушения или появления некоаксиальности всей подвесной системы из-за этой втулки вследствие ее перегрева. Со стороны зоны нагрева, т.е. цилиндрического нагревателя электропечи, втулка защищена от теплопередачи посредством излучения с помощью дискового теплового экрана, выполненного в виде круглой неметаллической, например текстолитовой, шайбы. Однако из-за нагрева этой втулки вплоть до 300°C, обусловленного высокой теплопроводностью керамического штока из окиси бериллия, данная защита недостаточно эффективна.It is known that a suspension system device for a vertical electric furnace, which is part of the measuring installation, contains an elastic nichrome thread, on which a non-metallic, for example, textolite sleeve, is mounted on which a reflecting mirror is mounted, a crucible with a sample located coaxially in a container attached by a ceramic pin to a ceramic rod, connected to a non-metallic sleeve - see G.V. Tyagunov et al. “Measurement of electrical resistivity by the method of rotating magnetic field”, Zh. “Factory laboratory. Diagnostics of materials ”, 2003, No. 2, volume 69, p. 35-37 is a prototype. A non-metallic sleeve, for example textolite, is required in accordance with the method for measuring the characteristics of metal melts. At the same time, its design should provide the possibility of its manufacture within 1 ÷ 2 hours and the current machining and sizing by personnel with low qualifications, for example, students, to conduct a new experiment on the same day, as well as to quickly replace this sleeve in case of thermal failure or the appearance of misalignment of the entire suspension system due to this sleeve due to its overheating. From the side of the heating zone, i.e. of a cylindrical electric furnace heater, the sleeve is protected from heat transfer by radiation using a disk heat shield made in the form of a round non-metallic, for example textolite, washer. However, due to the heating of this sleeve up to 300 ° C, due to the high thermal conductivity of the ceramic rod of beryllium oxide, this protection is not effective enough.

Недостатком как аналогов, так и прототипа является нагрев упругой нихромовой нити и возможность ее непредсказуемой тепловой деформации, а также перегрев, вплоть до нарушения коаксиальности либо непредсказуемого разрушения, неметаллической втулки, размещенной между упругой нихромовой нитью и керамическим штоком. Может потребоваться замена этой втулки вследствие сокращения срока ее службы, либо осуществление трудоемкой коррекции ее размещения, в частности, для реализации вышеуказанного требования однородности температурного поля в рабочей зоне электропечи. Иногда при этом не обеспечено гарантированного отсутствия касания тигля с электронагревателем. Отсюда, возможен срыв эксперимента, не обеспечена его предсказуемость, а дополнительный длительный ненормированный процесс подгонки положения тигля внутри электронагревателя, который требует высокой квалификации экспериментатора, не позволяет упростить и/или ускорить начало эксперимента. Кроме того, отсутствует возможность самостоятельного проведения экспериментов персоналом невысокой квалификации, например студентами. В конечном итоге, не обеспечены предсказуемость и непрерывность экспериментов, отсутствие их срыва, равномерность нагрева образца расплава, достоверность и точность полученных результатов при определении кинематической вязкости и/или электросопротивления преимущественно высокотемпературных металлических расплавов.The disadvantage of both analogues and the prototype is the heating of an elastic nichrome thread and the possibility of its unpredictable thermal deformation, as well as overheating, up to a violation of coaxiality or unpredictable destruction, of a nonmetallic sleeve placed between an elastic nichrome thread and a ceramic rod. It may be necessary to replace this sleeve due to a reduction in its service life, or to make labor-intensive correction of its placement, in particular, to implement the above-mentioned requirement of uniformity of the temperature field in the working zone of an electric furnace. Sometimes, at the same time, there is no guaranteed lack of contact between the crucible and the electric heater. Hence, the experiment is possible to fail, its predictability is not ensured, and the additional long irregular process of adjusting the position of the crucible inside the electric heater, which requires highly skilled experimenter, does not allow to simplify and / or accelerate the start of the experiment. In addition, there is no possibility of independent experiments by unskilled personnel, for example, students. Ultimately, the predictability and continuity of the experiments, the absence of failure, the uniformity of heating of the melt sample, the reliability and accuracy of the results obtained in determining the kinematic viscosity and / or electrical resistance of predominantly high-temperature metal melts are not ensured.

Задачей предлагаемого устройства является обеспечение уменьшения нагрева упругой нихромовой нити и неметаллической втулки, размещенной между упругой нихромовой нитью и керамическим штоком, увеличение срока службы этой втулки, обеспечение возможности осуществления экспериментов без их срыва и равномерность нагрева образца расплава, увеличение достоверности и точности полученных результатов определения кинематической вязкости и/или электросопротивления преимущественно высокотемпературных металлических расплавов.The objective of the proposed device is to reduce the heating of an elastic nichrome thread and a nonmetallic sleeve located between the elastic nichrome thread and a ceramic rod, increase the service life of this sleeve, provide the possibility of performing experiments without stalling and uniform heating of the melt sample, increase the reliability and accuracy of the results of determining the kinematic viscosity and / or electrical resistance of predominantly high temperature metal melts.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство подвесной системы для вертикальной электропечи.To solve this problem, a suspension system for a vertical electric furnace is proposed.

Устройство подвесной системы для вертикальной электропечи, содержащее упругую, например нихромовую нить, на которой подвешена неметаллическая, например, текстолитовая втулка, на которой закреплены зеркало, тигель с образцом, находящийся коаксиально в контейнере, прикрепленном первым керамическим штифтом к керамическому штоку, соединенному с неметаллической втулкой, отличающееся тем, что в него введены второй, третий и четвертый керамических штифты, неметаллический фиксирующий узел, имеющий преимущественно прямоугольную коробчатую форму из четырех попарно параллельных прямоугольных пластин, внутри которого помещена неметаллическая втулка, второй, третий и четвертый керамических штифты расположены преимущественно перпендикулярно четырем попарно параллельным прямоугольным пластинам фиксирующего узла, неметаллический фиксирующий узел и неметаллическая втулка соединены посредством вышеуказанных штифтов, каждая из вышеуказанных параллельных прямоугольных пластин выполнена соприкасающейся с неметаллической втулкой, преимущественно по единственной непрерывной прямой линии, вышеуказанные пластины фиксирующего узла содержат по две взаимно фиксирующие прорези каждая.Suspension system device for a vertical electric furnace, containing an elastic, for example nichrome thread, on which a non-metallic, for example, textolite sleeve is hung, on which a mirror is mounted, a crucible with a sample, coaxial in the container attached by the first ceramic pin to the ceramic rod connected to the non-metallic sleeve characterized in that the second, third and fourth ceramic pins, a non-metallic fixing unit having a predominantly rectangular box-shaped a shape of four pairwise parallel rectangular plates, inside which a non-metallic sleeve is placed, the second, third and fourth ceramic pins are located mainly perpendicular to the four pairwise parallel rectangular plates of the fixing unit, the non-metal fixing unit and the non-metal sleeve are connected by the above pins, each of the above parallel rectangular plates in contact with a non-metallic sleeve, mainly on a single continuously th straight line, the above plate fixing unit contain two mutually fixing slots each.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение срока службы устройства подвесной системы для вертикальной электропечи, уменьшение обусловленных нагревом тепловых деформаций упругой, например вольфрамовой или нихромовой, нити, обеспечение сохранности коаксиальности тигля с расплавом и цилиндрического нагревателя электропечи, обеспечение таким образом однородности температурного поля в рабочей части электропечи и равномерности нагрева расплава, уменьшение вероятности непредсказуемого срыва экспериментов, обеспечение возможности самостоятельного проведения экспериментов персоналом невысокой квалификации, например, студентами. В конечном итоге, возрастает возможность осуществления экспериментов без их срыва, а также достоверность и точность полученных результатов при определении кинематической вязкости и электросопротивления металлических расплавов.The technical result of the proposed technical solution is to increase the service life of the suspension system for a vertical electric furnace, to reduce the heating caused by thermal deformations of an elastic, for example tungsten or nichrome, filament, to preserve the coaxiality of the crucible with the melt and the cylindrical heater of the electric furnace, thus ensuring the uniformity of the temperature field in the working part electric furnaces and uniform heating of the melt, reducing the likelihood of unpredictable failure of the experiment studies, providing the possibility of independent experiments by unskilled personnel, for example, students. Ultimately, the possibility of carrying out experiments without disrupting them increases, as well as the reliability and accuracy of the results obtained in determining the kinematic viscosity and electrical resistance of metal melts.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами:The proposed device is illustrated by drawings:

Фиг. 1. Основные элементы устройства подвесной системы;FIG. 1. The main elements of the suspension system;

Фиг. 2. Устройство подвесной системы в сборе;FIG. 2. The device of the complete suspension system;

Фиг. 3. Поврежденные из-за перегрева образцы неметаллической втулки.FIG. 3. Damaged non-metallic sleeve samples due to overheating.

Устройство подвесной системы содержит керамический шток 1, тепловой экран 2, неметаллическую втулку 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 керамические штифты, неметаллический фиксирующий узел 7.The suspension system device comprises a ceramic rod 1, a heat shield 2, a non-metallic sleeve 3, a second 4, a third 5 and a fourth 6 ceramic pins, a non-metallic fixing unit 7.

Устройство выполнено на следующих элементах: керамический шток 1 выполнен в виде трубки из окиси бериллия, тепловой экран 2 выполнен в виде текстолитового диска, неметаллическая втулка 3 выполнена из текстолита или стеклотекстолита или фторопласта, второй 4, третий 5 и четвертый 6 одинаковые керамические штифты выполнены из окиси бериллия, неметаллический фиксирующий узел 7, имеющий преимущественно прямоугольную коробчатую форму, выполнен из стеклотекстолита в виде четырех попарно параллельных прямоугольных пластин 8. Он содержит отверстия, в которые вставлены вышеотмеченные штифты 4, 5, 6. Каждая из вышеуказанных прямоугольных пластин 8 выполнена из стеклотекстолита и содержит по две взаимно фиксирующие прорези 9, ширина каждой из которых равна толщине пластины 8. Каждая из прямоугольных пластин 8 соприкасается с неметаллической втулкой 3 преимущественно по единственной непрерывной прямой линии, что обеспечивает минимальный тепловой контакт втулки 3 и неметаллического фиксирующего узлом 7 при механическом контакте между ними. Основные элементы устройства подвесной системы приведены на фиг. 1, а его внешний вид приведен на фиг. 2. Измерительный комплекс содержит, кроме описанного устройства, не показанные на чертежах управляющий компьютер, сварную цилиндрическую электропечь из нержавеющей стали, тигель из высокотемпературной бериллиевой керамики, подвешенный на упругой нихромовой нити - подвеске длиной 650 мм и диаметром около 0,1 мм, на которой закреплено зеркало напротив окна для прохождения светового луча, цилиндрический бифилярный нагреватель электропечи выполнен из листового молибдена толщиной 0,3 мм.The device is made on the following elements: the ceramic rod 1 is made in the form of a tube of beryllium oxide, the heat shield 2 is made in the form of a textolite disk, the nonmetallic sleeve 3 is made of textolite or fiberglass or fluoroplastic, the second 4, third 5 and fourth 6 identical ceramic pins are made of beryllium oxide, a non-metallic fixing unit 7 having a predominantly rectangular box-shaped shape, is made of fiberglass in the form of four pairwise parallel rectangular plates 8. It contains a hole ia into which the above-mentioned pins 4, 5, 6 are inserted. Each of the above rectangular plates 8 is made of fiberglass and contains two mutually fixing slots 9, the width of each of which is equal to the thickness of the plate 8. Each of the rectangular plates 8 is in contact with the nonmetallic sleeve 3 mainly along a single continuous straight line, which ensures minimal thermal contact of the sleeve 3 and the non-metallic locking unit 7 with mechanical contact between them. The main elements of the suspension system are shown in FIG. 1, and its appearance is shown in FIG. 2. The measuring complex contains, in addition to the described device, a control computer, not shown in the drawings, a welded cylindrical electric furnace made of stainless steel, a crucible made of high-temperature beryllium ceramics, suspended on an elastic nichrome thread - a suspension length of 650 mm and a diameter of about 0.1 mm, on which a mirror is fixed opposite the window for the passage of the light beam, a cylindrical bifilar electric furnace heater is made of sheet molybdenum 0.3 mm thick.

Внешний вид поврежденных из-за перегрева при высокотемпературных - до 1800°C экспериментах со сплавами на основе Fe, Со, Ni, в частности жаропрочных, и вследствие этого сорвавших эксперименты неметаллических втулок 3, выполненных из эбонита 10, фторопласта 11 и текстолита 12, которые были использованы ранее без неметаллического фиксирующего узла 7 приведен на фиг. 3.Appearance of damaged due to overheating during high-temperature - up to 1800 ° C experiments with alloys based on Fe, Co, Ni, in particular heat-resistant, and, as a result, frustrated the experiments of non-metallic bushings 3 made of ebonite 10, fluoroplast 11 and textolite 12, which were used previously without a non-metallic locking unit 7 shown in FIG. 3.

Предложенное техническое решение, содержащее вышеуказанные совокупности ограничительных и отличительных признаков, не выявлено в известном уровне техники, что, при достижении вышеописанного технического результата, позволяет считать предложенное техническое решение имеющим изобретательский уровень.The proposed technical solution containing the above combination of restrictive and distinctive features is not revealed in the prior art, which, when the above technical result is achieved, allows us to consider the proposed technical solution as having an inventive step.

Claims (1)

Установка для определения физических параметров высокотемпературного металлического расплава фотометрическим методом в вертикальной вакуумной электропечи, содержащая подвесную систему в виде упругой нихромовой нити, на которой подвешены неметаллическая втулка, отражающее световой луч зеркало, тигель с образцом расплава, находящийся коаксиально в контейнере, который прикреплен керамическим штифтом к керамическому штоку, соединенному с неметаллической втулкой, и тепловой экран для защиты от перегрева неметаллической втулки, отличающаяся тем, что она снабжена зафиксированным относительно неметаллической втулки посредством трех керамических штифтов неметаллическим фиксирующим узлом, выполненным коробчатой формы из четырех попарно параллельных прямоугольных пластин, каждая из которых имеет две прорези для их взаимной фиксации и отверстия для установки перпендикулярно пластинам упомянутых керамических штифтов, при этом каждая из упомянутых пластин выполнена с возможностью соприкасания с неметаллической втулкой по непрерывной прямой линии для обеспечения минимального теплового контакта упомянутой втулки и упомянутого узла.An apparatus for determining the physical parameters of a high-temperature metal melt by the photometric method in a vertical vacuum electric furnace, containing a suspension system in the form of an elastic nichrome filament, on which a non-metallic sleeve, a mirror reflecting a light beam are suspended, a crucible with a melt sample located coaxially in a container that is attached by a ceramic pin to a ceramic rod connected to a non-metallic sleeve and a heat shield to protect against overheating of the non-metallic sleeve, excellent the fact that it is provided with a fixed relative to the non-metallic sleeve by means of three ceramic pins non-metallic fixing unit, made box-shaped from four pairwise parallel rectangular plates, each of which has two slots for their mutual fixation and holes for installation perpendicular to the plates of the said ceramic pins, each of these plates is made to be in contact with a non-metallic sleeve in a continuous straight line to ensure mi minimum thermal contact of said sleeve and said assembly.
RU2015111783A 2015-03-31 2015-03-31 Apparatus for determining physical parameters of high-temperature metal photometric melting in vertical vacuum electric furnace RU2606678C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015111783A RU2606678C2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Apparatus for determining physical parameters of high-temperature metal photometric melting in vertical vacuum electric furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015111783A RU2606678C2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Apparatus for determining physical parameters of high-temperature metal photometric melting in vertical vacuum electric furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015111783A RU2015111783A (en) 2016-10-27
RU2606678C2 true RU2606678C2 (en) 2017-01-10

Family

ID=57216174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015111783A RU2606678C2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Apparatus for determining physical parameters of high-temperature metal photometric melting in vertical vacuum electric furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2606678C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56122933A (en) * 1980-02-29 1981-09-26 San Ei Chem Ind Ltd Precise measuring method for interfacial viscosity
RU69249U1 (en) * 2007-07-02 2007-12-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" DEVICE FOR NON-CONTACT MEASUREMENT OF VISCOSITY OF HIGH-TEMPERATURE METAL MELTS
DE102005052230B4 (en) * 2005-11-02 2009-01-15 Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH Fencing probe and method for volume flow determination
RU2366925C1 (en) * 2008-02-18 2009-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ" Method for non-contact measurement of metal melts viscosity and device for its realisation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56122933A (en) * 1980-02-29 1981-09-26 San Ei Chem Ind Ltd Precise measuring method for interfacial viscosity
DE102005052230B4 (en) * 2005-11-02 2009-01-15 Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH Fencing probe and method for volume flow determination
RU69249U1 (en) * 2007-07-02 2007-12-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" DEVICE FOR NON-CONTACT MEASUREMENT OF VISCOSITY OF HIGH-TEMPERATURE METAL MELTS
RU2366925C1 (en) * 2008-02-18 2009-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ" Method for non-contact measurement of metal melts viscosity and device for its realisation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Журнал "Заводская лаборатория. Диагностика материалов", N2, Том 69, г.Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2003, с.35-37. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015111783A (en) 2016-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9182364B1 (en) Hot wire needle probe for thermal conductivity detection
US11002698B2 (en) System for thermally influencing a crack tip of crack within a specimen and related methods
RU2606678C2 (en) Apparatus for determining physical parameters of high-temperature metal photometric melting in vertical vacuum electric furnace
Paradis et al. Non-contact measurements of the surface tension and viscosity of molybdenum using an electrostatic levitation furnace
CN204556127U (en) A kind of thermopair and weld seam annealing device
RU94706U1 (en) CRUEL DEVICE
RU191826U1 (en) Device for fixing the heater in an electric furnace
CN109975175A (en) A kind of high temp glass fusant density measuring device and method
KR20100035336A (en) Temperature heating device, temperature heating test device and method using the same
RU2299425C1 (en) Method for the non-contact measurement of the electric resistance of the metallic solid sample or its smelt by the method of the rotating magnetic field and the device for its realization
Oriani et al. An Apparatus for the Determination of the Solidus Temperatures of High‐Melting Alloys
RU195038U1 (en) Suspension system for vertical electric furnaces
RU101192U1 (en) DEVICE FOR MEASURING KINEMATIC MELT VISCOSITY
Alaneme et al. Design and performance evaluation of a sustained load dual grip creep testing machine
Sansoz et al. Propagation of short fatigue cracks from notches in a Ni base superalloy: experiments and modelling
Daw et al. Temperature monitoring options available at the Idaho national laboratory advanced test reactor
Antoun et al. Small strain plasticity behavior of 304L stainless steel in glass-to-metal seal applications
RU2473883C2 (en) Apparatus for contactless photometric determination of characteristics of molten metal
CN106288796A (en) A kind of glancing incidence XAFS high-temp in-situ stove
JP4816463B2 (en) Electrical property measuring device
RU2535525C1 (en) Electrical resistivity determination method and device for its implementation
RU163708U1 (en) DEVICE FOR CORRECTION OF PHOTO RECEIVER POSITION IN A VISCOSIMETER
RU207585U1 (en) Heater for laboratory cylindrical electric furnace
CN218272495U (en) Resistivity measuring device
CN110345763A (en) A kind of high-temperature heating furnace apparatus for material at high temperature Mechanics Performance Testing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170401