Устройство для определения активности кислорода в металлургических расплавах

 

1ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к ьвто скомм свидвтвльствм (11) 44I5i05

Союз Советских

Соииалистических

Республик

I (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.04.73 (21) 1908426/26-25 с присоединением заявки Ме (32) Приоритет

Опубликовано 30.08.74. Бюллетень че 32

Дата опубликования описания 06.08.75 (51) М. Кл. 6 01п 27/46

Госуларственный комитет

Совета Министров СССР по лелам иэобретений и открытий (53) УДК 543.27(088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Явойский, Д. И. Бородин, В. М. Волынкин, А. А. Пименов, И. В. Зинковский и А. Ф. Вишкарев

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ

КИСЛОРОДА В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВАХ

Изобретение относится к области металлургии.

Известное устройство для определения активности компонентов, например кислорода, кремния, фосфора и т. п., в металлургических фазах представляет собой два помещенных один в другой концентрационных гальванических элемента, имеющих одинаковые электролиты, но разную активность определяемого компонента в электродах сравнения.

Недостатками известного устройства являются сложность изготовления совмещенного электрода сравнения; значительная инерционность прибора, вызванная относительно медленным прогревом внутреннего электрода сравнения; относительно большие затраты времени (8 — 10 мин) для замены использованных электродов сравнения; необходимость иметь одинаковую долю ионной проводимости в обоих твердых электролитах, что делает необходимым их предварительный отбор.

Предлагаемое устройство позволяет устранить указанные недостатки благодаря тому, что датчик выполнен в виде единого чехла из твердого электролита с двумя ячейками, заполненными электродами сравнения, и защищен металлическим кожухом.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение по А — А на фиг. 1.

Устройство состоит пз электролита 1, представляющего собой чехол пз огнеупорного материала (например, алунд, кварц и т, д.), с ячейками для электродов сравнения 2 и 3, отличающихся между собой активностью кислорода; токосъемника 4, выполненного из вольфрама; металлического защитного кожуха 5, служащего для предохранения датчика от механического разрушения и воздействия шлака; высокотемпературного заполнителя 6, предохраняющего устройство от преждевременного разрушения в период проведения замера; втулки 7, выполненной из материала с высоким электрическим сопротивлением (напри15 мер, карбонитрид бора) и служащей для крепления твердого электролита, токосъемника и молибденовых проводов 8; корпуса датчика 9; защитной трубки 10, выполненной из прессо ванного картона; клеммников 11, соединенных

20 молибденовыми проводами 12 с электродами сравнения и токосъемником; патрона 13, в котором размещены три контактных кольца 14, изолированных одно от другого резиновыми рукавами 15; винтов 16; планок 17; распреде25 лительной колодки 18; кольца 19; компенсационных проводов 20, идущих к вторичному прибору; корпуса 21, аналогичного по конструкции корпусу обычной термопары погружения, широко применяемой для измерения

ЗО температуры металла в металлургических цехах.

441505

Защитный кожух 5 предохраняет датчик от повреждения при прохождении слоя шлака.

Это позволяет в случае необходимости применять чехлы с малой толщиной стенки (менее

0,5 мм), так что время прогрева, а, следовательно, и инерционность прибора, уменьшаются. Применение одного чехла с двумя ячейками для электродов сравнения исключает необходимость выбирать твердые электролиты с одинаковой долей ионной проводимости и способствует повышению точности измерения. Наличие сменной головки позволяет упростить обслуживание устройства, поскольку после замера головку заменяют новой.

Действует устройство следующим образом.

При погружении в расплавленный металл съемной головки защитный кожух 5 быстро расплавляется и в концентрационных элементах возникают электродвижущие силы Е и Е, E, = In (1 — n,)

nF а0

0 0i где а„, ао и ао — соответственно активности определяемого компонента (кислорода) в измеряемой фазе и в электродах сравнения

0 Oi

2 и 3; при этом а0 и ao — величины постоянные, но не равные между собой (следова0

<0 тельно In 0, — А = const; n — число о переносов заряда потенциалоопределяющего процесса; n„— доля электронной проводимости твердого электролита; R — универсальная газовая постоянная, дж/град; Т вЂ” абсолютная температура, К; F — постоянная Фарадея, к/г-экв.

После преобразования Е и Е во вторичном приборе получается компонента а„ в исследуемой фазе, Е, а =а0Е

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет упростить и ускорить определение активности кислорода в металлургических расплавах. Конструкция устройства позволяет

15 наладить их серийное производство промышленностью, обеспечивает быструю смену использованной съемной головки, быстрый прогрев элементов и их практическую безынерционность и надежность в работе.

Предмет изобретения

Устройство для определения активности кислорода в металлургических расплавах, со25 держащее датчик из двух концентрационных гальванических элементов с различной активностью кислорода в электродах сравнения, помещенных в чехлы из твердого электролита, и токосъемников, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 30 с целью повышения точности измерений и уменьшения инерционности, датчик выполнен в виде единого чехла из твердого электролита с двумя ячейками, заполненными электродами сравнения, и защищен металлическим кожу35 хом.

441505

Корре, тор Л. Котова

Редактор И. Орлова

Заказ 1905/4 Изд. № 1396 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

2g

1Ч

14

Составитель С. Беловодченко

Техред E. Подурушина

1У

18

17