Устройство для непрерывного измерения содержания кислорода в металлических расплавах

 

Изобретение относится к области i газоаналитического приборостроения и может быть использовано в металлургии для непрерьгоного измерения содержания кислорода в жидком металле . Устройство содержит кожух с размещенным в нем твердым окисным электролитом. Внутри твердого электролита расположены электрод сравнения и плавкий защитный элемент.Для noBbrojeHHH надежности и точности измерения плавкий защитный элемент выполнен в виде металлической втулки, закрепленной на торце кожуха. Торец втулки отступает от донной части твердого окисного электролита на расстояние не менее половины внутреннего диаметра втулки. Толщина стенки втулки равна произведению скорости расплавления материала втулки в анализируемом расппаве на время, необходимое для расплавления втулки . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОЛМЛЮП

РЕСПУБЛИК

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 3817390/24-25 (22) 29. 11 84 (46) 15.02.86. Вюл. У 6 (71). Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности.. (72) В.Н.Антропов, В.Я.Алехин, В.В.Войнова, В.10.Малкин, Э.П.Селиванов и А.Г.Табанаков (53) 543,247 (088.8) (56) Разработка системы непрерывного контроля содержания .кислорода в жидкой меди с целью оптимизации процесса плавки и непрерывной разливки на линии НЛП. Отчет ВНИИКП. Гос. рег. В 78061470; М,1980,с.24:.

Антропов В.Н., Войнови В,В. и др.

Непрерывный контроль содержания кислорода в расплаве с целью улучшения технологии изготовления медной катанки на агрегате непрерывного литья и прокатки. Электротехническая промышленность. Серия "Кабельная техника", 12 (214)s 1982, с.14.,.SU„„1211643 А (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВАХ. (57) Изобретение относится к о ласти

;газоаналитического приборостроения и может быть использовано в металлургии для непрерывного измерения содержания кислорода в жидком металле. Устройство содержит кожух с размещенным в нем твердым окисным электролитом. Внутри твердого электролита расположены электрод сравнения и плавкий защитный элемент.Для повьппения надежности и точности измерения плавкий защитный элемент вые полнен в виде металлической втулки, закрепленной на торце кожуха. Торец втулки отступает от донной части твердого окисного электролита на расстояние не менее половины внутреннего диаметра втулки.. Толщина с стенки втулки равна произведению скорости расплавления материала втулки в анализируемом расплаве на время, необходимое для расплавления втул- М ки. 1 ил, ©Ъ

1211643 2

30

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано в металлургии, в частности, при производстве медной катанки на литейно-прокатном агрегате, где необходимо непрерывное измерение содержания кислорода в жидком.металле, осуществляемое прибором, основанном на методе ЭДС.

1,10

Цель изобретения — повышение надежности и точности измерения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для непрерывного измерения содержания кислорода B !5 металлических расплавах, Устройство для непрерывного измерения содержания кислорода в металлических расплавах методом ЭДС состоит из твердоокисного электролита 1, выполненного в виде чехла и закрепленного в цилиндрическом защитном кожухе 2 посредством связующего 3. Внутренняя полость запол.нена выгорающей смесью 4, Данное устройство крепят, верхним концом к активометру 5, содержащему электрод сравнения, состоящий из трубки

6, через которую подается воздух и, платиновой проволоки в керамической соломке 7. Токосъемники - верхний конец платиновой проволоки 8 и молибденовая проволока 9, подсоединены к измерительному прибору 10.

В конце кожуха закреплена металлическая втулка 11, предпочтительно выполненная иэ металла, аналогичного измеряемому расплаву.

При погружении в расплав 12 во . втулке между донной частью 13 электролита и расплавом образуется вре- 40 менный воздушный экран 14, работающий до расплавления втулки, Втулка

11 закреплена связующим 15. Расплавляемая втулка при вводе устройства в расплав создает воздушный экран, который является защитным элементом, предохраняющим твердый электролит от термоудара, тем самым повышая надежность устройства.После расплавления втулки твердый электролит начинает контактировать с протекающим расплавом,а не с застойной зоной, как у известного устройства, тем самым обеспечивая точность измерения. 55

Наименьшая высота " " воздушной прослойки должна быть равной половине внутреннего диаметра " 3 " втулки 11 для обеспечения примерно равного теплосопротивления до донной части 13 электролита в радиальном и вертикальном направлениях.

Толщина "а" стенки втулки ll определяется временем действия воздушной прослойки, т.е. временем расплавления втулки, необходимым для обеспечения надежного ввода, твердого электролита в расплав, и равна произведению скорости расплавления материала втулки в анализируемом.растворе в мм/мин на это время в минутах °

Скорость расплавления защитной втулки зависит от материала расплава и втулки в заданных условиях (температура расплава, размеры втулки и т.д.) и определяется опытным, путем.

Время расплавления защитной втулки определяется опытным путем из условия надежного .(не менее 95Zj ввода твердого электролита в расплав без разрушения.

Например, для определения содержания кислорода в электротехнической меди при 1150-1200 С при использовании защитной втулки из меди с внутренним диаметром 27 мм, определяемым конструкцией устройства, время расплавления втулки должно быть не менее 5 мин, скорость расплавления составляет 0,6 мм/мин и толщину стенки втулки следует принимать не менее 3 мм.

Устройство работает следующим образом.

Через трубку из нержавеющей стали в место контакта подают воздух со скоростью 0,2 л/мин, Токосъемники — молибденовая проволока и

r верхний конец .платиновой, проволоки, подключают для регистрации

ЭДС к высокоомному потенциометру тйпа Щ1312

К рабочему концу кожуха с помощью огнеупорной массы закрепляют медную втулку 11 (внутренний диаметр 27 мм, высота от торца до дна электролита 25 мм, толщина 5 мм).

Предлагаемое устройство плавно погружают в расплав меди на глубину

40 мм. По истечении 8 мин патрубок расплавляется и на приборе Ш1312 регистрируют ЭДС величиной в 428 ИВ, что соответствует содержанию кислорода 0,03 .

12! 1643

220

У

Ь

Скорость расплавления втулки равняется 0,62 мм/мин.

Продолжительность непрерывной работы предлагаемого устройства с втулкой (после ее расплавления) составляет 39 ч.

Формула изобретения

Устройство для непрерывного измерения. содержания кислорода в металлических расплавах, состоящее нз .закрепленного в кожухе твердоокисного электролита с встроенным внутри него электродом сравнения и плавкого защитного элемента, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения,: плавкнй защитный элемент выполнен в . виде металлической втулки, закрепленной на торце кожуха, причем торец втулки отступает от донной части твердоокисного электролита на расстояние не менее половины

1р внутреннего диаметра втулки, а толщина стенки втулки равна произведению скорости расплавления материала втулки в анализируемом расплаве на время, необходимое для расплавления втулки.

ВНИИПИ, Заказ 636/49

Тираж 778, Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4