Способ измерения температуры расплава при его нагреве в тигле плазменно-дуговым разрядом сверху

(51)5 С 22 В 9/21 ГОСУДАРСТВЕ Н 1 ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ,И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВйОБУОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУе ЪФ. 1980, М 5, с. 653-658.Проблемы спецэлектрометаллургии.Вып, 19, 1983, с. 62-68, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РАСПЛАВА ПРИ ЕГО НАГРЕВЕ В ТИГЛЕ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВЫМ РАЗРЯДОМ СВЕРХУ(57) Способ относится к спецэлектрометаллургии и может быть использован при из 221657537 А 1 мерении температуры расплавов при физико-химических исследованиях и плавке различных металлов и сплавов с применением плазменно-дугового нагрева. Целью изобретения является непрерывное измерение температуры расплава, повышение точности измерения температуры, Расплавление и нагрев металла 1 осуществляется в тигле 2 с использованием плазменно-дугового разряда 3, создаваемого плаэмотроном 4. В процессе плавки измеряют температуру нижней части расплава 1 через отверстие 5, создаваемое в донной части тигля 2 с помощью пирометра 6. Способ позволяет с помощью пирометров непрерывно измерять и регулировать температуру расплава при проведении исследований независимо от влияния излучения плазменного факела, наличия шлаковой пленки на поверхности расплава. 1 ил., 3 табл,50 55 Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть применено при физико-химических исследованиях и выплавке с использованием плазменно-дугового нагрева небольших объемов чистых металлов и сплавов, в том числе тугоплавких, путем оперативного определения и регулирования температуры расплава. Целью изобретения является непрерывное измерение температуры расплав, повышение точности измерения. На чертеже изображена схема измерения температуры расплава.Расплавление и нагрев металла 1 осуществляется в тигле 2 с использованием плазменно-дугового разряда 3, создаваемого плазмотроном 4. В процессе плавки измеряют температуру нижней части расплава 1 через отверстие 5, создаваемое в донной части тигля 2 с помощью пирометра 6.Размер отверстия 5 определяется из условий равновесия сил, действующих на поверхность жидкого металла в создаваемом отверстии.Учет этих сил приводит к соотношению20гР + (1) где г - радиус отверстия, м;и - поверхностное натяжение расплава, Н/м;Ра - гидростатическое давление расплава, Н/м;Р - давление плазменной дуги на расЦ гплав, Н/м .Соблюдение указанных условий исключает вытекание расплава из тигля при проведении измерений.Предлагаемый способ измерения температуры жидкого расплава при плазменной плавке реализуют следующим образом.Измерение температуры проводят на плазменной установке, предназначенной для физико-химических исследований, которая включает источник питания ВДП, позволяющий плавно регулировать ток от 150 до 500 А, реакционную камеру с водоохлаждаемым тиглем, в верхней части которой смонтирован плазмотрон постоянного тока ПДМ, пульт очистки и контроля плазмообразующего газа. Замер температуры осуществляют через отверстие в донной части тигля бесконтактными цветовыми пирометрами марок ЦЭПИРс диапазоном измеряемых температур (1500-2600 С), Спектроопир(1200 - 1800 С) и "Агс 3 осо" (2000 - 3100 С), имеющими инструменталь 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ную погрешность не более 1 ф На установке осуществляют плавку чистых металлов: железа, титана, ниобия.Диаметр отверстия в донной части тигля определяют по соотношению (1). В каждом конкретном случае при исследовании того или иного металла или сплава необходимо рассчитывать размеры отверстия в тигле.В частности, для железа массой 10 г при токе плазменной дуги 300 А Рц составляет 735 Н/м, Ра 975 Н/м, О 1,8 Н/м. При этих условиях максимальный раздиус отверстия не должен превышать 2 10 м.Примеры замера температуры чистого железа при различных радиусах отверстия в тигле приведены в табл.1.Как видно иэ табл,1, результаты замеров температуры расплава железа в одинаковых условиях совпадают для различных допустимых размеров отверстия в тигле,Нижнее значение допустимого размера отверстия определяется воэможностями пирометров.Результаты замеров температуры металлических расплавов для различных металлов и разных условий плазменной плавки приведены в табл.2,ТочнЬсть измерения температуры расплава по предлагаемому способу приведена в табл,3.Фактически точность измерения температуры расплава определяется инструментальной погрешностью,Предлагаемый способ позволяет исключить влияние излучения плазменного факела на показания пирометра и измерять истинную температуру любого жидкого металла и сплава независимо от степени его черноты, при наличии на его поверхности любой шлаковой пленки, Это значительно повышает точность и достоверность измерений.При этом. измерение температуры расплава можно осуществлять непрерывно и регулировать температуру расплава непосредственно в процессе плазменной плавки,Формула изобретения Способ измерения температуры расплава при его нагреве в тигле плазменно-дуговым разрядом сверху, включающий измерение светового потока с помощью пирометра,отличающийся тем,что, с целью непрерывного измерения температуры, повышения точности измерения, измеряют температуру нижней части расплава через отверстие в донной части тигля, радиус которого определяют по соотношениюЗаказ 1690 Тираж 401 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 г 2 п/(Ра+ Р),где г - радиус отверстия, м; о - поверхностное натяжение жидкого металла, Н/м;