Устройство для измерения температуры в процессе кристаллизации металла

1049753 51 О го 1Изобретение относится к измерению высо.ких температур в металлургии, в частностидля измерения температуры в процессе кристаллизации металла,Известно устройство для измерения температуры изделий нри их деформации, содержащее термопару в стальной оболочке, установ.ленную в защитную арматуру, выполненную ввиде телескопически соединенных стальныхтрубок 11,Недостатком этого устройства являетсянедостаточная защищенность теомопары, воэможность разрушения стальных трубок вслед.ствие растяжения под действием деформацииютериала и возможность использования придеформациях направленных в одну сторону.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения температуры в процессе кристаллизацииметалла, содержащее термопару, установленнуювнутри жаростойкой арматуры, выполненной ввиде размещенных одна в другой коаксиальнооболочек, между которыми расположен тепло.защитный слой 121.К недостаткам, указанного устройства относится следующее:Возможность разрушения оболочек и термо.пары. Это происходит вследствие того, что обо.почки деформируются и разрушаются под действием растягивающих сил, возникающих воболочках прн кристаллизации и усадке стали,что не обеспечивает работоспособность термо.нары особенно при наличии участков незакристаллизовавшегося (жидкого) .металла, которьй по участкам разрушения оболочек можетдостигнуть собственно термопары и разрушитьее, либо замкнуть между собой ее термозлект.роды. Подобное явление возможно при измерениях температуры кристаллизующихся мас.сонных и предельно массивных слитков и .отливок, когда процессы кристаллизации растя.путы во времени, а линейные размеры частиустройства, погруженной в металл, велики, вв то время как величина усадки, особенно в цент-,ралыщх зонах слитка и его прибыли, значительна;вустройстве предусмотрена возможность перемещения наружной оболочки относительно вну.тренней (одной или нескольких) под действием растягивающих сил, возникающих в оболочке при кристаллизации и усадке металла, Следовательно, в этом случае между наружнойоболочкой и внутренней, где расположена термопара, образуется зазор, Этот зазорпредставляет собой дополнительное тепловоесопротивле.ние, которое увеличивает инерционность термопары, а следовательно снижает точность. изме.рений и достоверность результатов,2Поставленная цель доститается тем, что в устройстве, содержанем термопару, установленную внутри жаростойкой арматуры, выполненной в виде размещенных одна в другой коаксиально оболочек, между которыми расположен теплоэащитный слой, каждый из термозлектро. дов термопары выполненв виде предварительно сжатой пружины, при этом защитные обо. ночки выполнены гофрированными, а теплозащитный слой изготовлен из жаропрочного бе тона, содержащего алундовую пудру.Гофры защитной оболочки могут быть вы. полнены в виде "гладкой волны", направленной вдоль продольной оси устройства, При этом кривая, образующая поверхность гофров,имеет вид синусоиды. Конфигурация гофров может быть зубчатой, ступенчатой или иной, Но при этом форму, размеры и количество гофров устанавливают в зависимости от дейст. вующих в оболочке растягивающих сил, воэщкающих при кристаллизации и усадке слитка.На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.Устройство содержит термопару 1, напримернлатинородийплатиновую, каждый иэ термозлектродов которой в пределах.рабочей зоныснабжен термоизоляцией 2, например, иэ жаростойкого стекловолокна, и выполнен в видепредварительно сжатой пружины, например,вягэагообраэной формы. Рабочий спай термо.пары жестко зафиксирован в толстостенномстальном дщпце 3,Термопара в термоизоляции размещаетсявнутри системы нескольких (например, двух)стальных защитных оболочек: наружной 4 ивнутренней 5, выполненных гофрированными,и закрытых,с одного конца днищем 3, Размеры, форма и количество гофров устанавливаются в зависимости от действутрщих в оболочке растягивающих сил, возникающих при кристаллизации и усадке. стали, Обьем между тер.мопарой 1 и внутренней оболочкой 5 заполня.ется тугоплавким порошком, например, квар.цевой пудрой,б, а пространство между вну.тренней и наружной оболочками заполнено жа-45 ропрочным бетоном 7 содержащим алундовуюпудру1С конца, противоположного днищу 3, оболочки 4 и 5 закрыты жестко закрепленной переходной колодкой 8, которая обеспечиваетнахождение термопары в сжатом состоянии,Посредством переходника оболочки крепятсяк удлйнительиой трубе 9, в которой размещепы нерабочие концы термопары в изоляции,например в алундовой двухканальной соломке,крепящейся свободно в переходных колодках8 и 10. На удлиняющей трубе 9 крепятсяЦелью изобретения является повышение на.дежности устройства. упорные фланцы 11 и 12, с помощью которых устройство устанавливают в требуемом положе3 10497нии, например, на несущей раме 13, которуюрасполагают на прибыльной надставке сразупосле заливки слитка.Например, в устройстве, которое было ис.пользовано для измерения температуры метал.ла на оси и вблизи поверхности слитков высокоуглеродистой легированной стали массой28,5 т при их кристаллизации и последующемохлаждении в изложнице, гофры на защитнойоболочке были выполнены в виде "гладкойволны", направленной вдоль продольной осиустройства,Кривая, образующая поверхность гофров,имела вид синусоиды без начальной фазы самплитудой, величина которой не превышала0,25 периода синусоиды (длины волны), Такой .вид образующей представляется предпочтитель.ным, так как обеспечивает мягкую схему на-.пряженного состояния металла оболочки прирастяжении и является относительно несложнымпри изготовлении последней, При толщинестенки оболочки 10 мм амплитуда синусоццы,образующей поверхность гофров, составляла8 мм при периоде синусоиды (длине волны)60 мм. Протяженность синусоиды в пределаходного периода составляла величину, порядка78 мм, Применение гофров указанной конфигурации и параметров позволяет компенсировать изменение длины устройства под действием растягивающих сил, возникающих в оболочке при кристаллизации и усике металла, навеличину порядка (18: 60) 100 - 100% = 30%ири полном деформировании гофров. Это ввидетельствует о том, что конструкция устройствагарантирует работоспособность последнего во: .всем диапазоне измеряемых температур. Одиако 35конфигурация и параметры гофров могут отлй.чаться от предложенных в зависимости от технО .логических возможностей изготовителя,1 Выполнение оболочек гофрированными, а тер моэлектродов термопары в виде предварительно53 4сжатой пружины позволяет компенсировать их удлинение за счет действия.растягивающих сил, имеющих место при кристаллизации и усадке ста. лн, без уменьшения тожцины стенки оболочки. Кроме того, выполнение термоэлектродов термопары в виде предварительно сжатой пружины при жесткой фиксации рабочего сная термопары в толстостенном днище, закрывающем защитные оболочки с одного конца, позволяет обеспе. чнть отсутствие зазора между спаем термопары и днищем, непосредственно контактирующим с металлом, температуру которого необходимо измерить, позволяет обеспечить постоянный и надежный контакт сная термопары и днища.Устройство работает следующим образом.Одно нли несколько устройств предвари. тельно укрепляют на несущей раме 13, обеспечивающей возможность перемещения и фикса. ции устройств в заданном положении, например, с помощью сферических опор 14 с фиксаторами, По окончании, заливки слитка, несущую раму 13 с устройствами жестко крепят на прибыльной надставке. Затем ориентируют устройства в предварительно выбранной позиции, в которой затем они фиксируются. Масса несущей рамы в сборе с устройствами выбира. ется таким образом, чтобы предохранить пос. ледние от действия выталкивающих сил жидкой стали, Затем термопара присоединяется к регистрируюп 1 ему устройству, например к элект. ронному самопишуцтему потенциометру, кото. рый фиксирует изменение температуры в эа. данных точках иа всей продолжительности измерений..Использование предлагаемого устройства для измерения температуры в процессе кристаллизации металла позволит устранить возможность разрушения оболочки и электродов под дейст. вием растягивающих сил, а также обеспечить удовлетворительную тепловую инерционность,. что в конечном итоге позволит повысить точность измерений и надежность результатов.049753 оставител хред И.М дакто Заказ 840 ж 873 Подписноетвенного комитета СССРтений и открьпий35, Раушская наб., д, 4 / 5 иал ППП "Патент", г, Ужгород, у ктная, 4 3/38 Тира ВНИИПИ Государс по делам изобр 113035, Москва, Ж -