Устройство для определения физикохимических свойств жидких металлов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01.0237 (21) 2449941/18-25 с присоединением заявки Мо 6 01 И 11/16 Государственный комнтет СССР но делам изобретений н открытий(71) Заявитель Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО- ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ 10 Изобретение относится к области измерительной техники, а именно, к измерению вязкости и электросопротивления методом крутильных колебаний тигля с расплавом при обработке раскисляющими и микролегирующими присадками в герметиэированном объеме и может быть использовано в физике, химии, металлургии при исследовании влияния специально вводимых присадок на физико- химические свойства и строение жидких фаз. Известны установки для определения 15 физико-химических свойств жидких металлов и сплавов при высоких температурах.Обычно такая герметиэированная устайовка представляет собой высоко температурную печь сопротивления с графитовым, молибденовым или вольфрамовым нагревателем и установленную на ней трубу, в которой находится подвесная система с тиглем для измерения указанных свойств, Нагрев печи и измерения можно производить лишь в защитной или нейтральной атмосфере (чаше всего в атмосфере гелия при избыточном давлении 40-50 мм вод. ст.) после предварительной откач ки воздуха форвакуумным насосом до. давления порядка 5 в ; 8 10 мм рт.ст-е Эти установки позволяют одновременно исследовать на них вязкость и злектросопротивление расплавов до температуры 2000-2200 С 1). Однако отсутствие свободного доступа к поверхности металла резко ограничивает круг решаемых проблем, которые возникают при исследовании физико-химических свойств металлических расплавов и их строения при вводе микролегирующих и раскисляющих присадок и имеющих чрезвычайно важное значение с научной и практической точек зрения.Ближайшим по технической сущности к предложенному является устройство содержащее печь с установленным на ней корпусом, в котором расположена подвесная система с тиглем.Устройство имеет принудительный ввод присадок в расплав с помощью трубки под углом к оси тигля иэ дозирующего поворотного барабана путем поворота его за рукоятку, расположенную снаружи корпуса приспоФормула изобретения 60 собления, уплотненную кольцевыми пружинящими манжетами 2).Однако это устройство не позволяет ввести присадку в тигель, расположенный внутри нагревательного элемента, имеющего, как правило большую длину и малый диаметр. По- этому.для ввода присадки необходим специальный механизм для опускан я печи. Но в этом случае неизбежно очень быстрое охлаждение расплава, что не позволяет получать достоверные и воспроизводимые результаты при определении влияния вводимых присадок вследствие нестабильности из усвоения из-за резкого колебания температуры жидкого металла при обработке, Кроме того, при вводе присадки возникают длительные периодические колебания, т.е. раскачивания тигля, подвешенного на тонкой упругой нити что не позволяет осуществлятьпомешивание расплава трубкой после ввода присадки. Цлительное раскачивание подвесной системы с тиглем делает невозможным осуществление регистрации крутильных колебаний непосредственной после ввода присадки.Цель изобретения - сокращение времени, определений. Это достигается тем, что в изьестном устройстве в корпус, соосно ему,дополнительно введено подвижноекольцо, соединенной посредством тросика и блочной системы с приводом ввиде штурвала, при этом в кольцена расстоянии -3 мм от его осивертикально закреплена огнеупорнаятруба с присадкой,На чертеже представлена схемаустройства для определения физикохимических свойств жидких металлов.Устройство состоит из высокотемпературной печи 1 с графитовымнагревателеми статоро.;: 3. На корпусе печи установлена труба 4, вкоторой находится подвесная системас тиглем 5,включающая в себя нить б,заслонку 7 и шток 8. Сверху труба,закрыта крышкой 9, в центре которойнаходится регулятОр настройки поворота 10 подвесной системы, Устройст.во для ввода присадки включает всебя огнеупорную трубку 11 с закрепленной на ее конце присадкой 12,штурвал 13, два блока 14 и 15,тросик 16, подвижное 17 и неподвижное 18 кольца, установленные в верхней части трубы, подвижную втулку19, к которой крепится подвеснаясистема, Огнеупорная труба с при-.садкой устанавливается в подвижномкольце и зажимается болтом 20, Наторце чехла термопары 21 установлена на расстоянии 1,5-2,5 мм от тигля подставка 22 для него. 5 О 5 20 25 30 40 45 50 55 Работа устройства осуществляетсяследующим образом,На подвижное кольцо 17 устанавливается подвижная втулка 19 с закрепленной в ней подвесной системойс тиглем 5, В отверстие подвижногокольца вставляется огнеупорнаятрубка 11 расчетной длины с присадкой 12 и зажимается болтом 20. Трубка герметично закрывается крышкой9. Из этого герметизированногообъема с помощью форвакуумного насоса откачивается воздух до давления-Е510 мм рт.ст., и наполняется гелием до избыточного давления 40 ммвод.ст. После этих операций производится нагрев печи, расплавлениеи перегрев жидкого металла до требуемой температуры и принудительныйввод присадки на дно тигля. Для это-,го штурвалом 13 с помощью блоков14 и 15 и тросика 16 опускаетсяподвижное кольцо вместе с закрепленной в нем огнеупорной трубкойи присадкой. Трубка с присадкойвходит в нагреватель и попадает втигель с расплавом, Одновременнос подвижным кольцом опускаетсятакже и подвижная втулка 19 с закрепленной в ней подвесной системойи тиглем, который устанавливаетсяна подставку 22, после чего натяжение.нити ослабляется дальнейшимопусканием этой втулки до упора еев неподвижное кольцо 18. (Ход тигля - 1,5-2,5 мм, ход втулки - 5 мм).После определенного времени выдержки 10-20 сек) необходимого длярасплавления присадки, штурвалом производится 3-5 кратный подъем и опускание трубки на расстояние 15-20 ммс целью перемешивания расплава илучшего усвоения присадки, Затемподвижное кольцо возвращается вверх,поднимая подвесной системой тигельс подставки. В верхнем положенииподвижное кольцо Фиксируется. Крутильные колебания тиглю с жидкимметаллом придаются с помощью статора 3.Использование предлагаемой установки для изучения физико-химическихсвойств расплавов позволяет значительно расширить круг решаемых вопросов, повышает эффективность действия вводимых присадок, сокращаетих расход и время обработки, расплава, повышает надежность работыустановки и позволяет получать вы,сокую степень достоверности резуль,татов исследования. Устройство для определения физикохимических свойств жидких металлов,содержащее печь с установленным наней корпусом, в котором расположе699398 10 9 9 б Составитель Н.ПлотниковаКорректор Т,Скворцова Редактор А.Виноградов Техред И.Петко 73 Подпис комитета СССР и открытий окая наб., д. 4/57214/47 Тираж 1 ПНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушПатент Ужгород, ул. Проектная лиал на подвесная система с тиглем, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью сокрацения времени определений,в корпус, соосно ему, дополнительновведено подвижное кольцо, соединенное посредством тросика и блочнойсистемы с приводом в виде штурвала,при этом в кольце на расстоянии2-3 мм от его оси вертикально закреплена огнеупорная трубка с поисадкой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вертман А,А. Установки дляфизико-химического анализа жидкихметаллических систем при высоких5 температурах, ВИНИТИ, 1959,У П-67/9, с,1-12,2, Авторское свидетельство СССР982624, кл. С 01 И 11/16, 1949 (прототип) .