SU892284A1 - Устройство дл измерени содержани компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегата - Google Patents
Устройство дл измерени содержани компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегата Download PDFInfo
- Publication number
- SU892284A1 SU892284A1 SU802901139A SU2901139A SU892284A1 SU 892284 A1 SU892284 A1 SU 892284A1 SU 802901139 A SU802901139 A SU 802901139A SU 2901139 A SU2901139 A SU 2901139A SU 892284 A1 SU892284 A1 SU 892284A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- melt
- electrodes
- metal
- ampoule
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
Изобретение относится к металлургии железа, в частности к устройствам для измерения содержания компонента, например углерода, в жидком расплаве металлургических плавильных агрегатов·, например кислородных конвертеров, мартеновских и двухванных печей и т.д.
Известно устройство для определения содержания углерода в жидком расплаве, содержащее два электрода с разными температурами, соединенные с измерительным прибором. В качестве одного из электродов используется эталонный термоэлектрод, в качестве второго - металлический пруток, непрерывно вытягиваемый из расплавленного металла £l ].
Недостатки указанного устройства трудности технической реализации, а также погрешности, связанные с растворением эталонного термоэлектрода в жидком металле.
Известно также устройство для определения содержания углерода по температуре кристаллизации, состоящее из пробоотборника, выполненного в виде кварцевого баллона, имеющего отверстие на рабочем, торце, защищенного металлическим колпаком. В металлический колпак вставлена огнеупорная пробка для предотвращения попадания колпака через отверстие в кварцевый баллон при растворении колпака в металле. После растворения колпака пробка всплывает и металл затекает в кварцевый баллон через его отверстие £21.
Наиболее, близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения содержания углерода в жидком расплаве сталеплавильного агрегата, содержащее два электрода с разными температурами, соединенные с измерительным прибором. Электроды выполнены в виде одинаковых металли·· ческих стержней, размещенных в медном стакане, и снабжены системой охлаждения для поддержания на электродах разных температур. Измерение содержания углерода производится путем погружения электродов в жидкий расплав £31.
Однако для работы этого устройства необходимо образование твердой пленки металла между электродами в результате охлаждения их. Кроме того , устройство не обеспечивает необходимых характеристик и требуемой оперативности, так как не дает необходимого темпа обновления пленки по ходу технологического процесса плавки.
Целью изобретения является улучшение метрологических характеристик и повышение оперативности контроля и, тем самым, увеличение производительности сталеплавильного агрегата.
Эта цель достигается тем, что в устройстве для измерения содержания компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегатй, содержащем два электрода с разными их температурами, соединенные с измерительным прибором, и анализируемый металл, размещенный между ними,электроды выполнены в виде сочетания открытой керамической трубки и керамической ампулы, заполненных армко-железом, при этом керамическая ампула снабжена вставкой с электронной проводимостью, размещенной в погружаемой в расплав части ампулы.
На фиг,1 изображено предлагаемое устройство для измерения содержания углерода; на фиг.2 - градуировочные характеристики устройства; на фиг.З “ электрическая схема устройства.
Устройство содержит два электрода 1 и 2, соединенные с измерительным прибором 3 посредством проводников 4. Электрод 1 выполнен в виде трубки, электрод 2 - в виде герметичной керамической ампулы. Оба электрода 1 и 2 выполнены армко-железом в виде стержней 5. Керамическая ампула 2 снабжена вставкой 6 с электронной проводимостью, которая размещается в погруженной в расплав 1 части ампулы и может быть выполнена из металла, нерастворимого в расплаве, например платины, вольфрама, вставляется в отверстие диаметром 1-2 мм в стенке ампулы и герметизируется огнеупор ной массой. Трубка 1 и ампула 2 могут быть объединены в один блок. Устройство работает следующим образом.
В нерабочем положении устройство находится вне сталеплавильного агрегата. Для измерения содержания углерода устройство погружается в расплав, При этом часть стержней 5 из 10 армко-железа в трубке 1 и ампуле 2 расплавляется. В трубке 1 расплавившаяся часть стержня 5 из армко-железа перемешивается с расплавом 7. В ампуле 2, вследствие ее герметичности, 15 имеется только электрический контакт армко-железа 5 с расплавом 7 через металлическую вставку 6.
Температура электрода 1 равна температуре ликвидуса армко-железа, так 20 как при этой температуре выполняется усилие равновесия процессов расплавления стержня 5 из армко-железа и кристаллизации жидкого расплава.
Температура погружаемой части ίэлектрода 2 равна температуре жидкого расплава 7, так как расплавленное армко-железо герметично заключено в ампуле 2. Температура расплава 7 может быть зафиксирована любым 30 известным прибором, например, с помощью термопары 8, погруженной в расплав 7.
По величине термо-ЭДС, фиксируемой прибором 3, и температуре расплВва 7, 3J фиксируемой прибором 9, определяем содержание углерода по градуировочной характеристике (фиг.2), которая представляет собой экспериментально установленную зависимость изменения термо-ЭДС прибора Е от изменения тем4v пературы расплава tp при различных содержаниях углерода С(=О,54%; С^= =0,34?; Сз=0,18% в расплаве.
Согласно теории термо-ЭДС ЗеебекаПельтье можно для схемы (фиг.З) записать термо-ЭДС анализатора
SS
Ina Тр Tncx
Е - J Q(a,T)«H +J Q(a,T)dT* J q(x,t)<Ht To Tna TP
Тад In * J Q(qj)dT‘b(a j)J + E(a,T)J + _ Ij Tna
Tncx To Tna + E(X,T)J -»E(a,T)j - E(a,l)J Tncx J’o
Έ(α,τ )Γ+Έ (Υ,τ )}ПС-Е (a ,τ) тр Тр » где Q(x,T)
Q(a,T) т т т т о * па ’ псх’ р абсолютная диффе-j ренциальная термо-ЭДС жидкого расплава; абсолютная диффе-. $ ренциальная термо -ЭД С армко-железа; соответственно температура в 1· месте присоединения прибора, температура ликвидуса армко-железа, температура лик- ’5 видуса расплава и температура составляющего длительность 2-10 мин, что исключает возможность эффективного управления технологическим процессом.
Ожидаемая экономия от вйёдрения данного устройства в сталеплавильном производстве связана с возможностью более эффективного управления технологическим режимом сталеплавильного агрегата вследствие применения уст- . ройства для контроля углерода высокой оперативности, что позволяет сократить продолжительность продувки металла кислородом, снизить удельный расход кислорода и ферросплавов, уменьшить угар металла, улучшить качество стали.
расплава.
Так как Тпа=ТпсХ, следовательно _ _, Тггсх Тпо ТР Тр
E(a,T)=const, так как а и Т известны, тогда
Tficx
Цпо где Еп=Е(а,Т)Г. считаем известным, так как для армко-железа а,Тр,ТПа величины известные.
Соотношение (1) теоретически подтверждает возможность создания устройства для измерения содержания углерода в жидком расплаве методом термо-ЭДС. .
Предложенное устройство позволяет, резко повысить оперативность измерения содержания углерода в жидком расплаве, так как исключает необхо- димость в операциях отбора, подготовки и транспортировки пробы на анализ в помещении экспреес-лабораторий. На эти операции требуется, как правило, 60% и более полного времени анализа,
2S
4S
Claims (3)
- Изобретение относитс к металлургии железа, в частности к устройствам дл измерени содержани компонента, например углерода, в жидком расплаве металлургических плавильных агрегатов-, например кислородных конвертеров, мартеновск и двухванных печей и т.д. Известно устройство дл определени содержани углерода в жидком расплаве, содержащее два электрода с разными температурами, соединенны с измерительным прибором. В качеств одного из электродов используетс эталонный термоэлектрод, в качестве второго - металлический пруток, непрерывно выт гиваемый из расп авлен ного металла . Недостатки указанного устройства трудности технической реализации, а также погрешности, св занные с раст ворением эталонного термоэлектрода в жидком металле. Известно также устройство дл определени содержани углерода по температуре кристаллизации, состо щее из пробоотборника, выполненного в виде кварцевого баллона, имеющего отверстие на рабочем, торце, защищенного металлическим колпаком. В металлический колпак вставлена огнеупорна пробка дл предотвращени попадани колпака через отверстие в кварцевый баллон при растворении колпака в металле. После растворени колпака пробка всплывает и металл затекает в кварцевый баллон через его отверстие 2. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл измерений содержани углерода в жидком расплаве сталеплавильного агрегата, содержащее два электрода с разными температурами, соединенные с измерительным прибором. Электроды выполнены в виде одинаковых металли ческих стержней, размещенных в медном стакане, и снабжены системой охлаждени дл поддержани на электродах разных температур. Измерение содержани углерода производитс путем погружени электродов в жидкий расплав ,ЗХ Однако дл работы этого устройства необходимо образование твердой пленки металла между электродами в результате охлаждени их. Кроме того , устройство не обеспечивает необходимых характеристик и требуемой оперативности, так как не дает необходимого темпа обновлени пленки по ходу технологического процесса плавЦелью изобретени вл етс улучшение метрологических характеристик и повышение оперативности контрол и, тем самым, увеличение производительности сталеплавильного агрегата. Эта цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени содержани компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегатй содержащем два электрода с разными их температурами, соединенные с измерительным прибором, и анализируемы металл, размещенный между ними,электроды выполнены в виде сочетани открь той керамической трубки и керамической ампулы, заполненных армко-железом , при этом керамическа ампула снабжена вставкой с электронной про водимостью , размещенной в погружаемой в расплав части ампулы. На фиг,1 изображено предлагаемое устройство дл измерени содержани углерода; на фиг.2 - градуировочные характеристики устройства; на фиг.З электрическа схема устройства. Устройство содержит два электрода } и 2, соединенные с измерительным прибором 3 посредством проводников k Электрод 1 выполнен в виде трубки, электрод 2 - в виде герметичной керамической ампулы. Оба электрода 1 и 2 выполнены армко-железом в виде стержней 5. Керамическа ампула 2 снабжена вставкой 6 с электронной проводимостью, котора размещаетс в погруженной в расплав 7 масти ампулы 1л может быть выполнена из металла, нерастворимого в расплаве, например платины, вольфрама, вставл етс в отверстие диаметром 1-2 мм в стенке ампулы и герметизируетс огнеупор . 4 ной массой. Трубка 1 и ампула 2 могут быть объединены в один блок. Устройство работает следующим образом . В нерабочем положении устройство находитс вне сталеплавильного агрегата . Дл измерени содержани углерода устройство погружаетс в расплав . При этом часть стержней 5 из армко-железа в трубке 1 и ампуле 2 расплавл етс . В трубке 1 расплавивша с часть стержн 5 из армко-железа перемешиваетс с расплавом 7. В ампуле 2, вследствие ее герметичности, имеетс только электрический контакт армко-железа 5 с расплавом 7 через металлическую вставку 6. Температура электрода 1 равна температуре ликвидуса армко-железа, так как при этой температуре выполн етс усилие равновеси процессов расплавлени стержн 5 из армко-железа и кристаллизации жидкого расплава. Температура погружаемой части лектрода 2 равна температуре жидкого расплава 7 так как расплавленное армко-железо герметично заключено в ампуле 2. Температура расплава 7 может быть зафиксирована любым известнь1м прибором, например, с помощью термопары 8, погруженной в расплав 7. По величине термо-ЭДС, фиксируемой прибором 3, и температуре расплйва 7 фиксируемой прибором 9, определ ем содержание углерода по градуировочной характеристике (фиг,2), котора представл ет собой экспериментально установленную зависимость изменени термо-ЭДС прибора Е от изменени температуры расплава tp при различных содержани х углерода , 0 0,3 ,18% в расплаве. Согласно теории термо-ЭДС ЗеебекаПельтье можно дл схемы (фиг.З) записать термо-ЭДС анализатора Е j Q(q,T)dt -HJ Q(a,T)dT I Q(x,T)at,t Tn J C|(q,T)dT-E(a,T)J f E(a,T}J TncxTO ,T)J tECa,T)j -ЕСа,Т)Г TTICXTO -Е(а,т)Г.Еид)Г (аГТ); где Q(x,T) - абсолютна диффе ренциальна термо-ЭДС жидкого расплава; Q(a,T) - абсолютна диффе ренциальна термо-ЭДС армко-железа; o naVx P соответственно температура в месте присоединен НИИ прибора, температура ликвидуса армко-железа, температура ликвидуса расплава и температура расплава. Так как . следовательно Ux.T),,}- РТр E(CS7 CO«5t E(a,T)const, так как а и Т известны , тогда Псу (х,Т)Г ), J- где (а,Т). считаем известным, так как дл армко-железа a,Tp,,, величины известные. Соотношение (1) теоретически подтверждает возможность создани устройства дл измерени содержани углерода в жидком расплаве методом термо-ЭДС. . Предложенное устройство позвол ет резко повысить оперативность измерени содержани углерода в жидком расплаве, так как исклкмает необходимость в операци х отбора, подготов ки и транспортировки пробы на анализ в помещении экспресс-лабораторий. На эти операции требуетс , как правило, 60 и более полного времени анализа. составл ющего длительность 2-10 мин, что исключает возможность эффективного управлени технологическим процессом . Ожидаема экономи от вйёдрени данного устройства в сталеплавильном производстве св зана с возможностью более эффективного управлени технологическим режимом сталеплавильного агрегата вследствие применени уст-. ройства дл контрол углерода высокой оперативности, что позвол ет сократить продолжительность продувки металла кислородом, снизить удельный расход кислорода и ферросплавов, уменьшить угар металла, улучшить качество стали. Формула изобретени Устройство дл измерени содержани компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегата , содержащее два электрода, соединенные с измерительным прибором, отличающеес тем, что, с целью повышени точности и оперативности контрол , один из электродов выполнен в виде керамической трубкиj а второй - керамической ампулы , причем оба электрода заполнены армко-железом, при этом керамическа ампула снабжена вставкой из материала с электронной проводимостью, размещенной в погружаемой в расплав части ампулы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 583166, кл. С 21 С 5/30, 1967.
- 2.Авторское свидетельство СССР № 3|2912, кл, С 21 С 5М, 1970.
- 3.Тулуевский Ю.Н., Нечаев Е.А. Информационные проблемы интенсификации сталеплавильных процессов, М.,Металлурги , 1Э78, с.158-159, 163.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802901139A SU892284A1 (ru) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Устройство дл измерени содержани компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802901139A SU892284A1 (ru) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Устройство дл измерени содержани компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU892284A1 true SU892284A1 (ru) | 1981-12-23 |
Family
ID=20885863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802901139A SU892284A1 (ru) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Устройство дл измерени содержани компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU892284A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4923308A (en) * | 1988-04-13 | 1990-05-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for determining the distribution of temperatures at surfaces of high temperature members |
-
1980
- 1980-03-31 SU SU802901139A patent/SU892284A1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4923308A (en) * | 1988-04-13 | 1990-05-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for determining the distribution of temperatures at surfaces of high temperature members |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4755089B2 (ja) | 溶融した塊の冷却曲線を測定するための方法及び装置 | |
GB1118062A (en) | Temperature detector and sampling device | |
NO319570B1 (no) | Sensoranordning for temperaturmaling | |
US3864231A (en) | Apparatus for measuring in a continuous manner oxygen in a molten metal | |
SU892284A1 (ru) | Устройство дл измерени содержани компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегата | |
US3820380A (en) | Sampling molten metal baths | |
US3748908A (en) | Device for taking a molten sample | |
BR9301177A (pt) | Processo para determinar a concentracao de um gas em uma massa fundida metalica | |
Jakobsson et al. | Interfacial phenomena in some slag-metal reactions | |
MXPA06003199A (es) | Sonda para bano criolitico fundido. | |
US3681972A (en) | Process and device for determining the oxygen concentration in metal melts | |
GB1350248A (en) | Method and apparatus for the determination of the oxygen content of metal melts | |
ATE84319T1 (de) | Vorrichtung zur diskontinuierlichen messdatenerfassung der schmelze. | |
Caley et al. | Diffusion and Electrochemical Transport of Oxygen in Pbo–SiO2 Melts | |
Mori et al. | Density of Iron Oxide Melt in Equilibrium with CO2-CO Gas Mixture | |
US2359794A (en) | Temperature determination | |
SU798591A1 (ru) | Устройство дл определени СОдЕРжАНи СЕРы B жидКОМ МЕТАллЕ | |
CA2115389A1 (en) | Method and apparatus for detecting the position of fluid-fluid interfaces | |
JP3293041B2 (ja) | スラグ中の酸素活量測定装置及び当該測定装置に用いる消耗型ルツボ並びに当該測定装置に適用される測温方法 | |
US3572124A (en) | Apparatus for simultaneous determination of carbon-temperature in liquid steel during blowing | |
SU709692A1 (ru) | Устройство дл определени окисленности и измерени температуры жидкого металла в сталеплавильном агрегате | |
GB2040750A (en) | Molten metal sampler | |
JPS60231147A (ja) | 溶銑中の硅素量測定装置 | |
SU960269A1 (ru) | Устройство дл определени содержани углерода в жидком металле | |
JPS5973763A (ja) | 溶融金属中の珪素量迅速測定方法 |