SU787976A1

SU787976A1 - Токосъемник дл измерени активности кислорода в жидком металле

Info

Publication number: SU787976A1
Application number: SU782602392A
Authority: SU
Inventors: Николай Сергеевич Григорьев; Геннадий Сергеевич Козлов; Владимир Петрович Ливенцев; Владимир Иванович Мальцев; Евгений Алексеевич Нечаев; Виктор Григорьевич Перфильев
Original assignee: Северо-Западный Заочный Политехнический Институт(Череповецкий Филиал)
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1978-04-10
Publication date: 1980-12-15

Description

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

(72) Авторы изобретения (71)Заявитель (54

(..,787976 (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) 3аявлено 10.0478 (21) 2602392/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет -

Опубликовано 15.12.80. Бюллетень N9 46

Дата опубликования описания 18.12.80 (51 )М. Кл.³

G 01 N 27/28 (53) УДК621.3.035 .

.2(088.8)

н.

С. Григорьев, Г. С. Козлов, В. П.

В. И. Мальцев, Е. А. Нечаев и В.

ЛивенДё'й', '

Г. Пёрфильев

Череповецкий филиал Северо-Западного заочного политехнического института

ТОКОСЪЕМНИК

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ КИСЛОРОДА В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ к мет аллурактивности из тугоплавкого металла (вольмолибдена и др.), который металле за вредля непригодны окисленности так как происходит

Изобретение относится гии и касается измерения кислорода в жидком металле методом ЭДС.

Внешние токосъемники для снятия потенциала с исследуемого расплава часто исготавливают в виде проводника фрама, растворяется в жидком мя измерения [ИТакие токосъемники длительного измерения жидкого металла, нарушение электрического контакта с исследуемым металлом из-за быстрого растворения проводника. Кроме того, исследуемый металл загрязняется металлом токосъемника, например вольфрамом, что при лабораторных исследованиях значительно искажает результаты измерений.

Использование токосъемника из тугоплавкого металла вызывает появление термоэлектродвижущей силы пары: материал токосъемника - исследуемый металл, что снижает точность измерений. Кроме того, при использовании таких токосъемников расходуются дорогие металлы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является токосъемник для измерения активности кислорода в жидком металле, содержащий проводник в защитном огнеупорном чехле с отверстием [2].

Такая конструкция токосъемника позволяет производить длительные измерения. Однако при этом токосъемник сложен в изготовлении, дорог, так как требует применения драгоценного металла и вольфрама.

Цель изобретения - упрощение конструкции и удешевление токосъемника.

Поставленная цель достигается за счет того, что в токосъемнике для измерения активности кислорода в жидком металле, содержащем проводник в защитном огнеупорном чехле с отверстием, проводник выполнен в виде стержня из металл^, одинакового с исследуемым и имеющего температуру плавления, равную температуре плавления исследуемого металла.

Материал стержня и исследуемый металл должны быть одинаковыми. Например, для измерения активности кислорода в стали стержень изготавливают из стали, при исследовании расплава меди стержень изготавливают из меди, при исследовании латуни из латуни и т.д. При таком подборе материала стержня исключается возникновение термоэдс пары: токосъемник - исследуемый металл, что повышает точность измерения активности кислорода. При погружении токосъемника в жидкий металл нижняя часть стержня расплавляется. Ввиду направленного теплоотвода вдоль оси токосъемника твердая.часть стержня заканчивается несколько ниже уровня жидкого металла в исследуемом объеме. Для подтверждения этого промеривают · градиент температур вдоль стержня токосъемника при измерении активности кислорода в жидкой стали (t_nA =1530°с).Стержень токосъемника в данном случае из армко-железа (t_ΠΝ = 1535°С). Из распределения температур вдоль токосъемника видно, что часть стержня токосъемника, погруженная в исследуемый расплав, находится в расплавленном виде, однако на расстоянии 1,52 мм ниже уровня исследуемого расплава стержень токосъемника имеет температуру 1530°С, т.е. находится, не в жидком, а размягченном состоянии. Вследствие того, что твердая часть стержня заканчивается ниже уровня исследуемого металла, металл из пространства, окружающего токосъемник, через отверстие в огнеупорном чехле, в соответствии с принципом сообщающихся сосудов, давит на нижнюю, твердую часть стержня, обеспечивая постоянный и надежный электрический контакт с металлом токосъемника .

Если температура плавления материала стержня значительно ниже температуры плавления исследуемого металла, стержень расплавляется целиком, электрический контакт исследуемого металла с токосъемником нарушается .

На чертеже представлена схема предлагаемого токосъемника для измерения активности кислорода в жидком металле .

Токосъемник содержит стержень 1, из металла, одинакового с контролируемым, помещенный в чехол 2 из огнеупорного материала.

При измерении активности кислорода в жидкой стали используется токосъемник, в котором стержень диаметром 8-10 мм выполнен из армко-железа и помещен в чехол из тройной окисной системы АЕ₂0^ - Т i 0₂ - ZrO_± . Зазор между стержнем и чехлом составляет 0,2-1 мм.

В стенке чехла на расстоянии ΙΟΙ 5 мм от дна или в дне выполнено отверстие 3 0 2-4 мм. Наличие отверстия диаметром не менее 2-4 мм обеспечивает поступление металла из исследуемого объема внутрь токосъемника. Со стержнем 1 соединен токопроводящий элемент 4.

Устройство работает следующим образом.

При погружении токосъемника в жидкий металл на 30-40 мм нижняя часть стержня 1 расплавляется. Исследуемый металл через отверстие 3 поступает внутрь токосъемника и обеспечивает надежный электрический контакт со стержнем 1. Электрический потенциал по токопроводящему элементу 4 передается на измерительный прибор. ·

Конструкция токосъемника позволяет производить длительные измерения, в то время как известный токосъемник из тугоплавкого металла (например вольфрама) пригоден для кратковременных замеров и приводит к загрязнению исследуемого металла.

Claims

ТОКОСЪЕМНИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ Изобретение относитс к металлур гии и касаетс измерени активности кислорода в жидком металле методом ЭДС. Внешние токосъемники дл сн ти потенциала с исследуемого расплава часто исготавливают в виде проводника из тугоплавкого металла (воль фрама, молибдена и др.), который раствор етс в жидком металле за вре м измерени llТакие токосъемники непригодны дл длительного измерени окисленности жидкого металла, так как происходит нарушение электрического контакта с исследуемым металлом из-за быстрого растворени проводника. Кроме того, исследуемый металл загр зн етс токосъемника, например вольфрамом , что при лабораторных исследовани х значительно искс1жает результаты измерений. Использование токосъемника из ту плавкого металла вызывает по вление термоэлектродвижущей силы пары: материал токосъемника - исследуемый металл, что снижает точность измерений . Кроме того, при использовани таких токосъемников расходуютс дорогие металлы. МЕТАЛЛЕ КИСЛОРОДА В ЖИДКОМ Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс токосъемник дл измерени активности кислорода в жидком металле, содержащий проводник в защитном огнеупорном чехле с отверстием 2. Така конструкци токосъемника позвол ет производить длительные измерени . Однако при этом токосъемник сложен в изготовлении, дорог, так как требует применени драгоценного металла и вольфрама. Цель изобретени - упрощение конструкции и удешевление токосъемника. Поставленна цель достигаетс за счет того, что в токосъемнике дл измерени активности кислорода в жидком металле, содержащем проводник в защитном огнеупорном чехле с отверстием , проводник выполнен в виде стержн из металл, одинакового с исследуемым и имеющего температуру плавлени , равную температуре плавлени исследуемого металла. Материал стержн и исследуемый металл должны быть одинаковыми. Например, дл измерени активности кислорода в стали стержень изготавливают из стали, при исследовании расплава меди стержень изготавливают из меди, при исследовании латуни из латуни и т.д. При таком подборе материала стержн исключаетс возникновение термоэдс пары: токосъемник - исследуемый металл, что повышает точность измерени активности кислорода. При погружении токосъемни ка в жидкий металл нижн часть стер н расплавл етс . Ввиду направленног теплоотвода вдоль оси токосъемника тверда .часть стержн заканчиваетс несколько ниже уровн жидкого металла в исследуемом объеме. Дл подтвер дени этого промеривают градиент температур вдоль стержн токосъемника при измерении активности кислорода в жидкой стали (t 1530°с).Стер жень токосъемника в данном случае из армко-железа (t р, 1535°С). Из распределени температур вдоль токосъемника видно, что часть стержн токосъемника, погруженна в исследуе мый расплав, находитс в расплавленном виде, однако на рассто нии 1,52 мм ниже уровн исследуемого расплава стержень токосъемника имеет температуру ISSO-C, т.е. находитс . не в жидком, а разм гченном состо нии . Вследствие того, что тверда часть стержн заканчиваетс ниже уровн исследуемого металла, металл из пространства, окружающего токосъе ник, через отверстие в огнеупорном чехле, в соответствии с принципом сообщающихс сосудов, давит на нижнюю , твердую часть стержн , обеспечива посто нный и надежный электрический контакт с металлом токосъемника . Если температура плавлени материала стержн значительно ниже температуры плавлени исследуемого металла , стержень расплавл етс ц ликом , электрический контакт исследуемого металла с токосъемником на рушаетс . На чертеже представлена схема пр лагаемого токосъемника дл измерени активности кислорода в жидком метал ле. Токосъемник содержит стержень 1, из металла, одинакового с контролируемым , помещенный в чехол 2 из огн упорного материала. При измерении активности кислорода в жидкой стали используетс токосъемник , в котором стержень диаметром 8-10 мм выполнен из армко-железа и помещен в чехол из тройной окисной системы Т i О - ZrOj. . Зазор между стержнем и чехлом составл ет 0,2-1 мм. В стенке чехла на рассто нии 1015 мм от дна или в дне выполнено отвёрстие 3 0 2-4 мм. Наличие отверсти диаметром не менее 2-4 мм обеспечивает поступление металла из исследуемого объема внутрь токосъемника. Со стержнем 1 соединен токопровод щий элемент 4. Устройство работает следующим образом . При погружении токосъемника в жидкий металл на 30-40 мм нижн часть стержн .1 расплавл етс . Исследуемый металл через отверстие 3 поступает внутрь токосъемника и обеспечивает надежный электрический контакт со стержнем 1. Электрический потенциал по токопррвод щему элементу 4 передаетс на измерительный прибор. Конструкци токосъемника позвол ет производить длительные измерени , в то врем как известный токосъемник из тугоплавкого металла (например вольфрама) пригоден дл кратковременных замеров и приводит к загр знению исследуемого металла. Формула изобретени Токосъемник дл измерени активности кислорода в жидком металле, содержащий проводник в защитном огнеупорном чехле с отверстием, отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции и удешевлени токосъемника, проводник выполнен в виде стержн из метала, одинакового с исследуемым. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №396612, кл. G 01 N 27/46, 1973.
2.Авторское свидетельство СССР №552549, кл. G 01 N27/46, 1977 fnpoтотип ).