Устройство для определения содержания углерода

О П И (."Х и И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Социалнсткческнк Респубпкк(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.С.Кочо,Л.Ш.Мелик-Шахназаров, Л.Ф.Чупровский, Г.А.Осипов и Э.А.Гусейнов Киевский ордена Ленина политехническийинститут им.50-летия Великой Октябрьскойсоциалистической революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДАИзобретение относится к области черной металлургии, а именно к контролю процесса выплавки стали; оно может быть использовано в мартеновском и конвертерном производстве стаПо основному авт.св,Р 342912 известно устройство для определения содержания углерода, состоящее из пробоотборника, выполненного в виде кварцевого баллона, имеющего отверстие на рабочем торце, термопары, спай которой размещен внутри пробоотборника, защитного металлического колпачка с вставленной в него в виде диска огнеупорной пробкой 11)В этом устройстве производится замер температуры кристаллизации по температурной кривой "ликвидус", и на основании этой температуры по диаграмме состояние железо - углерод определяется содержание углерода в жидком металле.фиксация точной температуры крис таллизации в указанном устройстве затруднена иэ-за инерционности термопары, а также из-за неравновесного теплообмена через стенку между выделяющейся при кристаллизации скры той теплотой плавления и внешней средой.Целью изобретения является повышение точности определения содержания углерода в сталеплавильной ванне.Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем пробоотборник, выполненный в виде кварцевого баллона, укрепленного на водоохлаждаемой штанге, имеющего отверстие на рабочем торце, термопару, спай которой размещен внутри пробоотборника, и защитный металлический колпачок с встроенной в него в виде диска огнеупорной пробкой, на торце штанги параллельно пробоотборнику установлен баллон из вещества, имеющего удельную теплоемкость, равную теплоемкостн жидкого металла, и не имеющего фазовых переходов, например из цирконового огне- упора, в который помещен один спай дифференциальной термопары, а другой спай помещен в пробоотборник. На фиг.1 покаэано предлагаемое устройство и диаграмма работы прибора определения содержания углерода; на фиг.2 - участок диаграммы железо- углерод.Устройство состоит из водоохлаждаемой штанги 1, в которой размещен кварцевый пробоотборник 2, имеющий на рабочем торце отверстие З.С наружной стороны рабочий торец пробоотборника снабжен металлическим колпачком, внутри которого расположен диск 4 из огнеупорного материала, перекрывающий отверстие пробоотборника 2. Внутри пробоотборника 2 находятся термопара 5, защищенная кварцевой трубочкой .б, алюминиевая проволока 7 и один .спай дифференциальной термопары 8 в кварцевой трубочке 9.Параллельно пробоотборнику на торце штанги 1 установлен баллон 10, в 1 который погружен второй спай дифференциальной термопары 11 в кварцевой трубочке 12. Пробоотборник 2 и баллон 10 обмурованы асбестовой набивкой 13.Термопара 5 и дифференциальная термопара 8, 11 подключены к одному самопишущему прибору - потенциометру 14. ДифФеренциальная термопара подключена к прибору 14 одноименными полюсами.Устройство работает следующим образом.После отбора пробы жидкого металла, штанга 1 поднимается, и происходит охлаждение как пробы, так и вещества баллона 10. Поскольку спаи дифференциальной термопары 8,11 включены на встречу друг другу, т.е. одноименные полюса подключены к прибору 14, то уровень ЭДС показаний дифференциальной термопары на диаграмме прибора 14 в процессе охлаждения ее спаев не 33 будет изменяться до тех пор, пока про . ба жидкого металла в пробоотборнике 2 не будет совершать фазовых переходов.В момент Фазового перехода на диаграмме показаний ЭДС дифференциаль ной термопары 8,11 будут наблюдаться резкие отклонения в виде пиков (а,Ь, с,д). Это достигается тем, что вещество баллона 10, в который помещен сдай дифференциальной термопары, в интервале температур, соответствую щих Фазовым переходам пробы 700- 1500 С , не испытывает никаких Фазоовых превращений и по массе и тепло- емкости равно исследуемому образцу в пробоотборнике 2, В качестве вещества 5 О , баллона 10 может служить цирконовый кирпич, так как его теплоемкость В исследуемом интервале температур совпадает с теплоемкостью жидкой стали и равна 0,7 КДж/кг град. Вследствие этого два спая диФФеренциальной термо. пары будут охлаждаться с одинаковой скоростью,и их суммарная ЭДС будет равна нулю до тех пор, пока проба с металлом не начнет совершать Фазовых переходов, что приводит к резкому изменению температуры спаев и на диаграмме будет наблюдаться пик.В предлагаемом устройстве термопара 8,11 Фиксирует весьма слабые тепловые эффекты, возникающие в образце, а при помощи термопары 5 определяется значение температуры Фазового перехода. Это повышение чувствительности измерения температуры кристаллизации с помощтю термопары 8,11 позволяет определять температурные точки (е,5,9,и) не только по кривой "ликвидус", но и на кривой "солидус", а также на других линиях фазовых переходов диаграммы состояния железо- углерод, измерение которых обычной термопарой 5 не представляется возможным ввиду слабых тепловых эффектов фазовых переходов на "солидусе" и в зоне более низких температур.Сопоставление температур фазовых переходов по диаграмме состояния железо - углерод для одной и той же пробы металла позволяет повысить точность измерения и исключить измерение "ложнойф температуры кристаллизации жидкого металла в датчиках с одной термопарой.формула изобретенияУстройство для определения содержания углерода по авт.св. В 342912, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения . содержания углерода, на торце штанги параллельно пробоотборнику установлен баллон иэ вещества, имеющего удельную. теплоемкость, равную теплоемкости жидкого металла, и неимеющего фазовых переходов, например цирконового огнеупора, в который погружен один спай дифференциальной термопары, а другой спай помещен в пробоотборник.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР ,9 342912, кл. С 21 С 5/04, 1970.