Устройство для контроля качества ванны расплавленного металла

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК ПАТЕНТУ Зависимый от патентаМ. Кл, С 011 с 7/02 Заявлено 04 Л.1970 ( 1400181/18-10)Приоритет 04.11.1969,57920, ЛюксембургОпубликовано 05 Лт 1.1973, Бюллетень17 Комитет по делам изобретений и открытий пои Совете Иииистров СССРУДК 536,532(088.8) Дата опубликования описания 29 Х.1973 Авторизобретения Иностранец Хубертус Иоаннес Жозефус СуринксЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВАННЫ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛАИзвестны, устройства для контроля качества ванны расплавленного металла в, виде емкости с отверстием для пропуска жидкого металла, в которой размещена термопара. Отверстие емкости закрыто экраном, расплавляющимся. в ванне,В известных устройствах требуется отдельная термопара для измерения температуры ванины в моменп отбора пробы, а также громозд 1 кая и дорогостоящая апстаратура управления, так как емкости изготавливают из керамических жаропрочных материалов и поэтому они должны иметь большой объем во избежание слишком быстрого охлаждения всей массы пробы, которое не позволяет изза малой теплопроводности определять температуру затвердевания отобранной пробы.Цель изобретения - обеспечение измерения темпаратуры ванны жидкого металла и температуры его затвердевания, посредством одной термопары, а также повьвшение быстродействия устройства. Достигается она тем, что емкость предлагаемого устройства выполнена из жаростойкого и теплопроводного материала, например кварца,Стенка емкости выполнена цилиндрической, толщиной менее 3 мм, а спай термопары, расположен у дна емкости.Экран, закрывающий отверстие емкости, изготовляют из материала такой толщины,чтобы время его плавления соответствовало времени, в течение которого температура внутри емкости приблизительно достигает температуры ванны.5На фиг. 1 показан общий вид устройства;на фиг, 2 - ,разрез по А - А; на фиг. 3 - диаграмма температура-время, построенная при помощи термопары устройства. Темпе ратура в градутсах Цельсия отложена по осиабсцисс, а время в секундах - по оси ординат.Цилиндрическая втулка 1 из керамического материала заканчивается кольцом 2 боль шего диаметра и, внутренним заплечиком 8,причем основание 4 со стороны, противоположной кольцу, несет два выступающих шты)ря 5 с канавками. Со стороны кольца в наполнителе из жаропрочного цемента 6 рас положена 13-образная кварцевая трубка 7,внутри которой размещены термоэлектроды 8 и 9 термопары, причем термоэлектрод 8 может быть изготовлен, например, из платины, а термоэлектрод 9 - из платинородия.25 Горячий спай обозначен на чертеже позицией 10. Термоэлектроды контактируют внутри втулки 1 с проводами 11, которые через отверстия в основании 4 входят в канавки штырей 5, Провода закреплены во втулке 30 также с помощью жаропрочного цемента, 376967Емкость 12 с цилиндрической стенкой расположена в виде выступа на втулке 1 вокруг трубки 7 с горячим спаем термопары. Край 13 емкости прилегает к заплечику 8 втулки и таким образом емкость удерживается на месте при помощи цемента б.Емкость изготавливают преимущественно из кварца. Толщина ее стенки-,порядка 0,8 мм. Отверстие 14 расположено в цилиндрической стенке достаточно близкО от втулки.Емкость может быть изготовлена не только из кварцаДля этого пригоден любой материал достаточной теплопроводности, например спеченный глинозем, спеченная окись циркония, спеченная окись магния, а также композиции этих базовых материалов. Можно использовать даже материал, ве обЛадающий высокой теплопроводностью; в этом случаете необходимо уменьшить массу емкости таким образом, чтобы время ее теплового ответа, т. е. время, необходимое для дове- дения ее температуры до температуры ванны, когда устройство погружено, было меньше времени повреждения устройства, так же как и времени поглощения им тепловой энергии. В частиости, теплопроводность у стенки должна быгь такой, чтобы время теплового ответа было меньше 12 сек.Отверстие 14 защище 1 но металлическим кольцом 15, окружаюйим емкость 12. Кольцо после погружения задерживает вМд прдбы в емкость до того момента, когда температура стенки достигнет температуры расплавленной ванны, Можно также предусмотреть металлический колпачок, полностью окружающий емкость, В этом случае кольцо 15 необязательно.1.1-образная трубка соедийена с емкостью 12 трубопроводом - выравнивателем давления 1 б,Для успокоения проникающего в емкость жидкого металла туда помещено аЛюминиевое волокно 17.Втулка 1 снабжена картонным чехлом 18 Когда устройство вводят в ванну жидкого металла, температура емкости 12 благодаря хорошей, ее теплопроводности быстро достигает температуры ванны. В то же самое время кольцо 1 б расплавляется, так что при температуре стенки., приблизительно равной температуре ванины, отверстие 14 становится35 40 45 50 отверстие для пропуска жидкого металла, а горячий спай термопары расположен у дйа чашки,5 10 15 20 25 30 свободйым, ПрОба жидкой сталИ, войдя в емкость, остается приблИзительно при температуре жидкой ва 1 нны, так как само устройство находится в этой ванне. Термопара показывает температуру ванны. Затем устройство извлекают из ванны, и тармопара показывает температуру охлаждения пробЪ в емкости.На диаграмме (фиг, 3) можно обнаружить три. площадки 19, 20 и 21. Площадка 19 воспроизводит очень короткое запоздание в установлении равенства температуры внутри емкости по отношению к температуре ванны, которое возникает из-за неболыйой разнйцы теыператур внутри и вне емкости в момент отбора пробы жидкого металла. Площадочка 20 показывает наиболее высокую температуру ваййы. Наконец, площадка 21 соответствует температуре затвердевания пробы, которая обозначает количество углерода в пробе. Можно заметить, что длительность записи диаграммы до начала площадки 21 меньше 12 сек, т. е, ниже времени поглощения устройством тепловой энергии.Преймущества описанного устройсгва эаключайпся главным образом в том, что, с одной стороны, одна и та же термопара иозволяет производить все необходимые за- меры, а с другой стороны, емкость имедет незначительные размеры, поэтому она не влияет ва температуру ванны. Кроме того, устраняется необходимость в громоздком оборудовании для управления устройством,Предмет изобретения1. Устройство для контроля качества ванны расплавленного металла в в 1 иде емкости с отверстием для пропуска жидкого металла, в которой разкещеиа термопара, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью обеспечения измерения температуры ванны жидкого металла и температуры его затвердевания посредством одной термопары, а также повышения быстродействия устройства, емкость выполнена из 1 каростойкого и теплопроводного материала, нап 11 имер кварца.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что емкость представляет собой чашку с цилиндрической стенкой, в коброй выполнено376967 15 йдфиг 5 Составитель Н. ДубсонТехред Т. Курилко Редактор Б. федотов Корректор Н. Стельмах Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1515/17 Изд.409 Тираж 755 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5