Устройство для отбора проб жидкогометалла

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.С 21 С 5/30 С 01 И 1/10 2-02 и йо соединением Госуд рственный комитеСССРлам изобретенийи открытий 23) Приоритет Опубликовано 1 Дата опубликован(72) Авторы изобретен О.И. Поляков, Р.В, Старов, Г А.Е. Раскидкин и В;М. Г Н. Гончттер Институт черной металлургиДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОАЛЛА ой Устройство относится к чернойметаллургии, в частности к сталеплавильному проиэвод:тву, и предназначено, в первую очередь, для контроля химического состава жидкогометалла в металлургических агрегатах.Известно устройство для отборапроб металла, предназначенное дляэкспрессивного анализа химическогосостава жидкого чугуна перед заливкой его в конвертор, и стали, послевыпуска ее иэ печи. Устройство состоит из двух нонцентрически расположенных труб, защищенных огнеупорным кожухом, инжектора, образованного кольцевым зазором в центральнойтрубе, и огнеупорным засасывающимпатрубком, изготовленным иэ кварцевого стекла. Крепление засасывающегопатрубка осуществляется уплотнениемиз огнеупорной ваты 11,Недостатки этого устройства, следующие.Во-первых, частички металла, будучи еще горячими и пластичными, ударяют по внутренним стенкам устройства, в результате чего на стеикахдовольно быстро появляются настыли,которые значительно нарушают режимраспыления,что может привести к поля все иэ с б ному выходу стро го устрства.Во-вторых, на скорость образования и величину настылей влияет точность установки засасывающего патрубка. Осуществить правильную установку патрубка в заводских условиямбэз длительной на"тройки весьмасложно, а в некоторых случаях практически невозможно,В-третьих, значительные трудностивозникают при органиэации транспортировки газа с частицами металлак стенду для анализа, причем опреде" 15 ление содержания углерода в порошкеметалла требует особого вниманияк чистоте газовых трубок и плотности соединений.Наиболее близким по технической 20 ущности является устройство для отора проб жидкого металла, состоящего из защитного корпуса с засасывающим патрубком в торце, кон"центрически расположенных в корпусетруб для подачи сжатого газа, при"чем в центральной трубе расположенпоршень, а сама центральная трубаснабжена вентилем для сообщенияее полости с атмосферой. Проба ЭО отбирается в специальную кварцевуюемкость, имеющую в верхней частипористую пробку, через которую выходят газы, выделяющиеся при кристаллизации, и имеет вид слиточка.Современные средства спектрально.о анализа, использующие в ка -честве спектроскопического источникаплаэменно-дуговой разряд, позволяютполучить точность выше, чем приобычном Квантометрическом анализе.Причем повышение точности обеспе,чивается использованием порошкообразной пробы, при сжигании которойв плаэменно-дуговом разряде испарение элементов значительно болееравномерно, нежели для плотной пробы.Кроме того, .высокие скорости кристаллизации при образовании порощкапредотвращают выделение растворенных н расплаве газов, что дает возможность анализировать металл насодержание в нем газов 21,Недостатком этого устройстваявляется воэможность получения толькоплотной пробы, которая может бытьиспользована только для обычногоквантометрического анализа.Цель изобретения - получениеболее качественной пробы, повышениеточности анализа,Цель достигается тем, что устройство снабжено кольцевой шайбой,установленной ниже торца центральнойтрубы и концентрично засасывающемупатрубку и с зазором к его наружнойповерхности, и втулкой, установленной с воэможностью перемещения вцентральной трубе, при этом в кольцевой шайбе по периферии выполненыотверстия, поршень установлен свозможностью перемещения во втулке,которая имеет в нерхней части ограничители хода поршня, а н нижнейконусообразную наружную поверхность, контактирующую с конусообразной поверхностью паза, выполненногов кольцевой шайбе,На внешней поверхности юбкипоршня выполнены вертикальные пазы.Еа чертеже изображено предлагае-.мое устройство, разрез.Устройство для отбора проб жидкого металла состоит из защитногокорпуса 1 с укрепленным в его торцезасасывающим патрубком 2 и концентрично расположенных в защитном корпусе труб 3 и 4 для подачи сжатогогаза. Кольцевая шайба 5 расположенаниже торца центральной трубы 4,концентрично всасывающему патрубку2 и с зазором б к его наружнойповерхности. По периферии шайбы 5выполнены отверстия 7. В центральной трубе 4 установлена втулка 8.Поршень 9 установлен во втулке 8.Ь верхней части втулки 8 имеютсяограничители 10 хода поршня 9,)нижняя наружная конусообразнаячасть 11 втулки 8 контактирует 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 конусообразной поверхностью паза12, выполненного н кольцевой шайбе 5.Центральная труба 4 соединена сатмосферой с помощью вентиляна чертеже не показан).Устройство работает следующимобразом.Газ малого расхода подают взазор между трубами 3 и 4 и вцентральную трубу 4, Проходя покольцевому зазору между трубами3,4 и по отверстиям 7 в шайбе 5,гаэ попадает в пространство подшайбой 5, откуда по кольцевому зазору 6 инжектирует в подпоршневоепространство. Давление газа напоршень снизу компенсируется давлением газа, поступающего по центральной трубе 4, и газ из подпоршневого пространства через засасывающий патрубок 2 выходит н расплан,препятствуя попаданию последнегон засасывающий патрубок 2.Для осуществления отбора пробыподают одновременно газ с большимрасходом в зазор между трубами3 и 4, а центральную трубу соединяют с атмосферой при помощи вентиля. Газ через отнерстия 7 в шайбе 5поступает в пространство под шай-.бой, а оттуда по кольцевому зазору6 инжектирует в подпоршненоепространство, Поршень 9 пойдетвверх, а гаэ, инжектируясь из кольцевого зазора 6, засасывает металлчерез патрубок 2, дробя его намелкие капельки и напыляя на нижнююповерхность поршня 9. Напылениеосуществляется до тех пор, покапоршень 9 не достигает верхнегоограничителя 10. Тогда под действием давления газа втулка 8 начинает скользить по центральной трубе 4, поднимаясь ннерх и неся ссобой поршень с напыленной пробой.Как только нижняя наружная часть 11втулки 8 начинает выходить из контакта с конусообразной поверхностьюпаза 12 шайбы 5, газ поступает иззазора между трубами 3 и 4 в центральную трубу 4, минуя кольцевойзазор б. При этом избыток газасбрасывает в расплав через засасывающий патрубок 2, осуществляя отдуврасплава от нижнего среза патрубка2, а втулка с поршнем поднимаются нверхнюю часть устройства,Можно без извлечения из расплава устройства отобрать необходимое количество проб. Для этого достаточно сменить втулку 8 или поршень 9, затем подать газ в центральную трубу 4 и уменьшить расход газа в зазоре труб 3 и 4 устройства. Втулка 8, опустившись под собственным весом, занимает исходное положение, Устройство снова готово к отбору пробы.35 20 30 35 Для предотвращения выскальэывания поршня 9 из втулки 8 во время смены последней на нижнем торце втулки имеются ограничители. Для обеспечения возможности извлечения поршня 9 с пробой втулка 8 выполнена разъемной.Увеличения массы пробы можно добиться, выполнив на внешней .поверхности юбки поршня 9 вертикальные пазы и снабдив втулку 8 фиксатором, удерживающим последнюю в нижнем положении на время отбора пробы.Шлифованная нижняя поверхность поршня 9 дает возможность получить хорошую поверхность пробы, так что пробу можно использовать для спектрального анализа без предварительной подготовки, Для того, чтобы исключить приваривание металла к поршню предпочтительно выполнять его из меди или латуни. Высокие скорости кристаллизации капелек расплава и нейтральная атмосфера позволяют отобрать пробы из любых металлургических расплавов (сталь, в том числе легированная, чугун, ферросплавы и др,), что значительно расширяет область применения предложенного устройства. Особенно эффективно применение этого устройства для контроля хода скоротечного кислородно-конвертер- ного процесса, так как цикл плавки в кислородном конверторе снижается на 2-5 мин за счет сокращения числа додувок и устранения затрат времени на взятие пробы ложкой,Формула изобретения1, Устройство для отбора пробжидкого металла, содержащее защитный корпус с засасывающим патрубком в торце, концентрично расположенные в корпусе две трубы дляподачи сжатого газа, причем вцентральной трубе расположен поршень, а сама труба снабжена вентилем для сообщения ее полости с атмосферой, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью получения болеекачественной пробы и повышенияточности анализа, устройство снабжено кольцевой шайбой, установленной ниже торца центральной трубы,концентрично засасывающему патрубку и с зазором к его наружной поверхности, и втулкой, установленной с возможностью перемещения вцентральной трубе, при этом в кольцевой шайбе по периферии выполненыотверстия, поршень установлен свозможностью перемещения во втулке,которая имеет .в верхней части ограничители хода поршня, а в нижнейконусообразную наружную поверхность, контактирующую с конусообразной поверхностью паза, выполненного в кольцевой шайбе.2. Устройство по и. 1, о т л и- .ч а ю щ е е с я тем, что на внешней поверхности юбки поршня выполнены вертикальные пазы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Я 1 ееб геэеасп. 1971, р. 13-14.2, Авторское свидетельство СССРР 532030, кл. С 21 С 5/30, 1975,Заказ 2644/ 5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проек 4 Тираж 618 ВИИИПИ Государств по делам иэобре ЗС 35, Москва, ЖПодписиного комитета СССРний и открытийРауюская наб д,