Способ измерения межфазного натяжения на границе раздела металл-шлак

О П И С А Н И Е (н 11002909ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ Союз СоветскикСоциапистическикРесттубпик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 07. 03. 83, Бюллетень9Дата опубликования описания 07.03.83 лю авлвм лзееретений и втерытий(5 Й) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕЖФАЗНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА МЕТАЛЛ-ШЛАКИзобретение относится к измерительной технике, а именно к области определения поверхностных свойств на границе раздела двух высокотемпературных расплавов разлицной физико- химической природы,Известен способ определения поверхностного натяжения в системе металл-шлак-газ, основанный на рентгеновской съемке профиля капли металла, погруженной в расплавленный шлак 11.Однако получение точного снимка контура границы раздела металл-шлак методом рентгеновской съемки в условиях высокотемпературных исследований невозможно из-за технических трудностей; Наиболее близким по технической сущности к изобретению являетсяго способ измерения межфазного натяжения на границе раздела металл-алак, заключающийся в формировании капли расплавленного шлака на поверхности расплавленного металла, находящего ся в рабочем тигле 1,2. формирование капли шлака на поверхности металла, возвышающейся над краями тигля, проводят путем ее выдавливания из трубки, Каплю шла" ка .фотографируют и по ее геометрическим размерам вычисляют межфазное натяжение,К недостаткам известного способаотносится низкая точность измерениямежфазного натяжения, обусловленнаятем, что вследствие гидродинамицеских процессов при падении капли шла-ка на металл она скатывается по выпуклой поверхности металла и определение геометрических размеров капли1приходится производить в условиях,далеких от равновесных,Цель изобретения - повышение тоц.ности измерения путем обеспеченияСреднее значение межфазного натяженияИДж/м; ( в скобках дана ошибкаизмерения) и/и Иасса шлака,г741 34) 741 (+ 28) 741 ( 20) 741 (1 22) 741 ( 31) 741 (+ 37) 741 (138) 744 (+14)744 (+12) 744 (+ 8) 744 (Н 4) 744 %25) 744 924) 744 (+29) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,5 7 3 100устойчивости капли в равновесныхусловиях.Поставленная цель достигаетсятем, что в способе измерения межфаэного натяжения на границеьразделаметалл-шлак, заключающемся в Формировании капли. расплавленного шлака наповерхности расплавленного металла,находящегося в тигле, каплю расплавленного шлака Формируют в углублениина поверхности твердого металла,имеющей ту же Форму, что и поверхность расплавленного металла, а затемнагревают металл до его плавления,Для Формирования поверхности твердого металла, идентичной по Формеповерхности расплавленного металла,эту поверхность получают плавлением и кристаллизацией металла втигле,На Фиг,1-3 представлена иллюстра.ция предлагаемого сособа,В таблице приведены результатыизмерения межфазного натяжения награнице железа со шлаком следующего составаГеО6,2; ГеО= 0,93;СЛО 53,43; 510,= 30)13; И 907,Мпри температуре 1600 Сизвестными предлагаемым способами,Способ осуществляется следующим образом.Образец исследуемого металла предварительно плавят в тигле и охлаждают до комнатной температуры. Затем 2909,1в осевое углубление, полученное сверлением, помещают навеску исследуемо-,го шлака, Повышая температуру системы, вызывают плавление шлака безплавления металлицеского образца1 температура плавления металла должна быть выше температуры плавленияшлака ), цто приводит к формированиюкапли шлака в углублении металла.10 Последующее повышение температурывызывает плавление металла и образование механически равновесной системыметалл-шлак, необходимой для расчетамежфазного натяжения, Так как сис 1 з тема перед плавлением металла находилась в состоянии, близком к механическому равновесию (металл предварительным плавлением принимал равновесную Форму, а капли шлака вы 20 нужденно Формировались в осевомуглублении),то плавление металлане вызывало заметных динамическихпроцессов и система в течение нескольких секунд приходила в состоя 2 з ние равновесия. 8 равновесном состоянии система Фотографироваласьи использованием характерных геометрических размеров системы проводился расчет межфазного натяжения поизвестной методике,Возможность достижения равновесного состояния системы металл-шлакпозволяет производить измерение меж.фазного натяжения с высокой точностью,Формула иобретения Составитель А. К,Лазаренко Техред А.Яч Король Коррек еда Тираж 871Государственного комитетао делам изобретений и открМосква, Ж, Раушская на каз 1537/2 ВНИИПсно Р й д 113035 ая,лиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. 5 10029Из данных таблицы следует, что ошибка измерения межфазного натяжения,определенная как среднеквадратичное отклонение результатов 10 измерений, предлагаемым способом 5 существенно ( в 2 раза ) меньше, чем известным способом. Относительное увеличение ошибки в области малых и больших масс шлака обусловлено тем, что в области малых масс увеличивается ошибка измерения размеров капли, а в области больших масс уменьшается устойчивость капли.Использование предлагаемого способа определения межфазного натяжения 1 ь позволит повысить точность определения и, тем самым, эффективность исследований Физико-химических свойств бинарных расплавов, применяемых в металлургицеской промышленности. 1. Способ измерения межфазного,натяжения на границе раздела ме 09 6талл-шлак, заключающийся в формировании .капли расплавленного шлака наповерхности расплавленного металла,находящегося в тигле, о т л и ц а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения устойчивости капли в равновесных условиях,каплю расплавленного шлака формируют в углублении на поверхноститвердого металла,. имеющей ту же форму, что и поверхность расплавленного металла, а затем нагревают металлдо его плавления. 2. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, цто поверхность твердого металла получают предварительным плавлением и кристаллизацией металла в тигле. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР8 ф 361876, кл. 0 01 й 13/02, 19732. Линчевский Б.В, Техника металлургического эксперимента. М., Металлургиздат, 1979, с.209-211 (прототип),