Устройство для непрерывного измерения температуры жидкого металла

ОПИЮ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союэ Советских Социалистицеских Республик/22-0 01 К 1/1 Гесударстаеиный ааетат СССР аа делам кзоаретекай к открытий. Нечаев, Е, А. Кирсанов, Н. В. Семкини В. ф. Чирихин Д. Поляновск 2) Авторы изобретеии рдена Леим. 50 пе Черепове а металлургический эаСССР(7) Заявител 54) УСТРОЙСТВО О,ЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА льности иэ етению по тигаемому редля непре- ры жидкого йный наконечвыполнен иэ , внутрен- ежду ними(глиноэема) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам для непрерывного контроля температуры в мартеновских и двухванных печах.Известно устройство для непрерывного измерения температуры жидкого металла; содержащее трехслойный наконечник, внешний слой которого выполнен из диборнда циркония, внутренний - иэ алунда, а засыпка между ними - из безводной окиси алюминия 1. При этом материал и тол-.1 О шина внешнего слоя (2-3 мм) выбираются такими, чтобы он не расдюрялся в жидком металле в течение всего периода измерения, продолжительность которого15 составляет 1,5-2 час,Недостатком известного устройства является то, что материал внешнего слоя имеет низкую механическую, химическую стойкость и не обладает достаточной газоплотностью, поэтому появление в результате термических напряжений микротрещин во внутреннем слое приводит к сниженше эффекчивности защиты сная термопары и сокращению продолжите мерения температуры стали.Наиболее близким к изобр технической сущности и дос эультату является устройство рывного измерения температу металла, содержащее трехсло ник, у которого внешний слой прозрачного кварцевого стекл ний - из алунда, а засыпка ь из безводной окиси алюминия Как правило, толщина внешнего слои указанного устройства выбирается в прецелах 2-3,5 мм при наружном диаметре 25 30 мм, с тем чтобы не допускать быстрого растворения внешнего слоя и по воэможности сохранить целостность наконечника в течение всего рабочего периода. Это не позволяет обеспечить необхо димую точность измерения температуры вследствие большой тепловой инерции наконечника, Кроме того, растворение наруж. ного слоя наконечника в конце периода доводки (при температуре жидкой стали выше 1550 фС) приводит к. быстрому разрушению слоя засыпки и внутреннего чехла.и снижает надежность устройства.Целью изобретения является повышение точности и надежности работы устройства.Эта цель достигается тем, что зазормежду чехлом и кварцевым наконечникомзаполнен глиноземом фракции 30-150 мк, 10а толщины зазора и стенки кварцевого наконечника имеют отношение 2,8 4,0.Соо п 1 ошение толщины кварцевого наконечника и засыпки должно быть теким,чтобы обеспечить полное растворение наконечника в течение 5-15 мин после погру;кения устройстве в жидкую сталь.Растворение кварцевого наконечникапроисходит в результате его взаимодействия с основным жидким шлаком. При прохождении слоя шлака холодный наконечникустройства ошлаковывается и далее, попадая в металл, вместе со шлаком, покрывающим его, нагревается до температурыжидкой стали, Под воздействием покрыва 25юшего наконечник шлака, а также шлака,взвешенного в жидкой стали в результатеперемешивания ванны, например, в периодкипения, кварцевый наконечник постепеннорастворяется. При этом время полного30рас пюрения наконечника в основном зависит от его толщины.Опытным путем установлено, что дляспекения слоя засыпки с чехлом на основе корунда требуется время не менее355 мин, и если растворение кварцевого наконечникапроизойдет раньше указанногосрока, то устройство разрушается, так какзасыпка теряет свою монолитность,40Для обеспечения укеэанного временирастворения соотношение толщин слоязасыпки и стенки кварцевого наконечникадолжно находиться в пределах 2,8-4,0.1(роме того, эксперименты показали,45что не скорость спекания слоя засыпкис алундовым чехлом влияет температуражидкой стали, и при температуре ниже145 ОС процесс спекаиия идет очень медленйо и после растворения кварцевого на 50конечника устройство также разрушается.Вместе с тем при распюрении кварцевого наконечника более чем за 15 минне обеспечивается необходимая точностьизмерения температуры в таких сталепла 55вильных агрегатах, где весь период доводки длится 25-30 мин, например в двухванных сталеплавильных агрегатах, иэ.зябольшой тепловой инерции устройства,После растворения кварцевого наконечника образование металлостойких соединений на корундовом чехле происходит в результате контакта материала засыпки сжидкой сталью и шлаком, при этом спекшийся порошок глинозема начинает уплот-.няться и одновременно реагировать с жидкой сталью и шлаком с образованием новых соединений, обладающих высокой газоплотностью и достаточной химическойстойкостью.Как показали петрогрефические исследования, в результате указанных реакцийобразуются мягнезиельно-глиноземистыешпинели УеО АЕ 03 р (Ее, МЦ)АРд Озралюминапд СяО6 А Оу СаО 2 АГя 03,СаО ЗА 05 и высокоглиноэемистое стекло,Зксперименты также показали, чо дляобеспечения гязоплотности вновь образованных металлостойких соединений, позволяющей обеспечить защиту спея термопары при длительном измерении температуры,необходимо иметь высокую однородностьпорошка глинозема по размерам частиц.Причем фракция глинозема должна быть30-150 мм. При наличии в глиноземебольшого количества частиц с диаметромменее 30 мк образуется плотный слой наповерхности засыпки и диффузия частицметалла и шлака во внутренние слои засыпки не наблюдается, В результате этого реакция образования металлостойкихсоединений на корундовом чехле происходит очень медленно или не охватываетвсей толщины засыпки, так как происходит главным обфеэом только спекание порошка.Непротив, при преобладании в глиноземе фракции более 150 мм слой металлостойких соединений на поверхности корундового чехла получается пористым.В результате образования металлостойких соединений на корундовом чехле значительно снижается тепловая инерция устройства и тем самым повышается точностьизмерения температуры жидкой стали.Усчройство для непрерывного измерения температуры жидкой стали, стойкостькоторого обеспечивается образованием металлостойких соединений, сохраняет ее втечение 1-2,5 час при температурах жидкой стели 1450-1700 С, постепенно растворяясь в стали в пределе до размеровкорундового чехла. Это, в свою очередь,еше больше снижает его тепловую инерцию и позволяет в конце периода плавкиполучить более чочную информацию о тем6981пературе жидкой стали, что очень важно для определения времени окончания технологического процесса.5Формула изобретенияУстройство для непрерывного измере,я температуры жидкого металла, содержащее термопару, размешанную в чехле 10 из материала на основе корунда, установленном в кварцевом наконечнике с зазором, заполненным глиноземом, и соединенную компенсационными проводами с регист 35 346рируюшим прибором, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью повышения очности и надежностя работы устройства, зазор между чехлом и кварцевым наконечником заполнен глиноземом фракции ЗО мк, а толщина зазора и стенки кварцевого наконечника имеют отношение 2,8- 4,0.Источники информации,принятые во внвмание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР% 147817, кд. 6 01 К 1/08, 1961,2. Авторское свидетельсв СССР М 195658, кл. 6 01 К 1/12, 1965.Составитель В. ЗдановскийРедактор О. Колесникова Техред М. Петко Корректор Н, СтецЗаказ 6063/10 Тираж 766 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открычнй 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4