Электропроводный тигель для плавления образцов стали

(ХМОЭ СОВЕТСКИХОЗИЛЮвасюиРЕСПУБЛИК ОЮ (И) 7 В 1410 ЗОБРЕТЕНИЯ 03 "Я Тг ЬСТ АВТОРСКОМУ фиа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ, (46) 23.1283. Бюл. 9 47 (2) А.С. Беневольский и В.В.Павлюков (71) Всесоюзный научноисследовательс кий институт автоматизации черной металлургии и Научно-производственное объединение "Черметавтоматика" (53) 669,187.2(088.8)(56) 1. Журнал аналитической химии. Т. ХУП, М 3, 1972, с. 552.2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2987084, кл. Г 27 Э 14/10 1980 (прототип)(54)(57) ЭЛЕЕТРОПРОВОДНЫЙ ТИГЕЛЬ ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ СТАЛИ при определении газообраэующих примесей,выполненный в виде емкости из графита, имеющей цилиндрическую форму с дном, снаружи которого соосно продольной оситигля расположен кольцеобразный выступ цилиндрической Формы с соотношением наружных диаметров емкостии кольцеобразного выступа, равным1:(0,85-0,6), и соотношением высотытигля к глубине емкости, равным1:(0,5-0,7), о т л и ч а ю щ и й с ятем, что с целью повышения точностианализов, дно внутренней полости тигля выполнено в виде конуса с вершиной, направленной в сторону выступа,и углом при вершине, равным 1200,причем внутренняя поверхность конусапокрыта молибденом. еИэобретение относится к металлургии, в частности к конструкции тиглей для плавления образцов сталей при определении гаэообрачующих примесей.Известен электропроводный тигель 5 для плавления образцов, включающий емкость цилиндрической формы с плоским дном 1 .Недостатком такого тчгля является неравномерное распределение темпера" туры по высоте тигля при его нагреве импульсом тока. Причем дно тигля находится при более ничкой температуре, чем стенки. Наличие резко неравномерной температуры по высоте ти.я и хорошей смачиваемости стенок расплавом выэывает подъем жидкого металла по стенкам тигля к его верхнему торцу. Это приводит к речкой температурной неоднородности отдельных частей расплава, то вычывает 20 рачную скорость их науглероживания и соответственно рачную скорость изменения их вяэкости. Последнее дает неоднородную скорость газовыделения иэ расплава, т.е. иэ частей с пониженной температурой и меньшей вязко тью (меньшей степенью науглероживания) выделение гаэообразующих примесей происходит более полное и наоборот. 30Известен также электропроводный тигель, выполненный в виде емкости цилиндрической формы с плоским дном, снаружи которого соосно продольной оси тигля выполнен кольцеобраэный 35 выступ цилиндрической формы с соотношением наружныхдиаметром емкости и кольцеобраэного выступа в пределах 1.(0,85-0,6) и соотношением высоты тигля к глубине емкости в пределах 401:(0,5-0,7) 2 3Недостаток этого тигля эаклкчается в том, что ча счет хорошей смачиваемости расплавом графита, расплав подымается по стенкам тигля к его верхней кромке. Это приводит к неравномерности нагрева его отдельных частей и появлению спели на зеркале расплава. Кроме того, наличие плоского дна не позволяет однозначно фиксировать положение навески металла от анализа к анализу. Совокупность этих факторов и приводит к снижению точности анализа.Целью иэобретения является повышение точности анализа.55Эта цель достигается тем, что в электропроводном тигле для плавления образцов стали при определении газообраэующкх примесей, выполненном в виде емкости ич графита, имеющей ци линдрическую Форму с дном, снаружи которого соосно продольной оси тигля расположен кольцеобраэный выступ цилиндрической Формы с соотношением наРужных диаметРов емкости и коль цеобрачного выступа, равным 1:(0,850,6), и соотношением высоты тигляк глубине емкости, равным 1:(0,50,7), дно внутренней полости тиглявыполнено в виде конуса с вершиной,направленной в сторону выступа, иуглом при вершине, равным 120 ф,причем внутренняя поверхность конусапокрыта молибденом.На Фиг. 1 дач предлагаемый тигель, поперечный разрез; на фиг. 2кривая распределения температурыпо высоте тигля.Графитовый электропроводный тигель для плавления образца аналиэйруемой стали содержит стенки 1 цилиндрической формы, дно 2 конусообразной формы, покрытое слоем молибдена 3. Стенки 1 и дно 2 вместе образуют емкость 4 для плавления образца анализируемого металла. Снизу емкости в рабочем положении расположен кольцеообрачный торец 5, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра цилиндра.Тигель работает следующим обраэом.Его зажимают между двумя водоохлаждаемыми токоподводами высокотемпературной импульсной электропечипрямого нагрева, камера которой вакуумируется или продувается инертнымгазом. Затем тигель дегаэируетсяпутем пропускания через него импульса электрического тока при 28002900 С, длительностью 60 с. При темопературе дегачации молибден плавится и насыщается углеродом. По окончании дегаэации и охлаждения тигля наповерхности конуса емкости 4 обраэуется слой карбида молибдена. Последегаэации в тигель через загрузочное устройство опускают образецанализируемой стали массой около 1 гв виде цилиндра диаметром 5 мм ивысотой 3,5 мм. Наличие конуса обес"печивает воспроиэводимость начального положения образца от анализа канализу,При проведении определения содержания кислорода в стали методом восстановителвного плавления тигель после эагруэки в него образца нагреваюти образец плавится. При этом в связис тем, что расплав находится в конусе иэ карбида молибдена, который плохо смешивается жидким желеэом, и некасается непосредственно графитовыхстенок тигля; он принимает формы деформированной сферы с сильным конвективным перемешиванием расплава.Наличие слоя иэ карбида молибденазатормаживает науглероживание расплава, что позволяет долго сохранятьнизкую вязкость расплава, т.е. хорошеегаэовыделение иэ него. Кроме того,так как зеркало расплава находитсянесколько ниже зоны максимальнойтемпературы (фиг. 2), то температура1062488 Составитель М. Вилковаедактор С. Патрушева Техред И.Метелева Корректор Г. Решетни каз 101 39 Тираж 615 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и отк 13035, Москва, Ж, Раушска Подписноетета СССРытийнаб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная зеркала не ниже температуры объема расплава, следовательно, нет условий появления спели, ужудшающей условия дегазации, Обычно через 30 с после начала анализа слой карбида молибдена перестает сдерживать поток углерода, поступающий в расп:лав но к этому времени, во-первых, дегазация заканчивается, во-вторых, за счет быстрого науглероживания, следовательно, быстрого роста вязкости расплав не может подняться по стенкам тигля и практически остает ся на его дне, что обусловливает воспроизводимость положения расплава во время всего анализа и от анализа к анализу. Таким образом, наличие конусообразного дна, Покрытого карбидоммолибдена после дегазации тигля, ирасположение зеркала расплава несколько ниже зоны максимальной тем пературы позволяет повысить не только сходимость анализов, но и правильность, т.е. повысить точность анализа.Ожидаемый экономический эффект о от использования предлагаемого изобретения на единицу продукции (щ 7от экспресс-анализатора общего содержания кислорода в сталях и сплавах)составляет 7,15 тыс,руб. в год иот максимального объема использования изобретения 143 тыс.руб.Ъ