Устройство для измерения содержания компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегата

ОП ИСАЙИВ ИЗОВРИТВН ИЯ Сев з СеветскнСфщнвянстнчвеннРвяубянн оц 892284 И АЭХЮУСМОМУ СВИДИИЛЬСТВУ(53)М. Кл. 6 01 Й 27/00 с присоединением заявки М 9 уаарнтюМ еютвт СЕСР ф лтт обретенВ вт 1 вяВ(721 Авторы взвбретенн Череповецкий ордена Ленина металлургический заводии.50"летия СССР и Череповецкий филиал Северо-Западногополитехнического института(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗНЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯКОНПОНЕНТОВ, НАПРИМЕР УГЛЕРОДАВ ЖИДКОИ РАСПЛАВЕ ПЛАВИЛЬНОГОАГРЕГАТА Изобретение относится к металлургии железа, в частности к устройствам для измерения содержания компонента, например углерода, в жидком расплаве металлургических плавильных агрегатов, наприиер кислородных конвертеров, мартеновских и двухванных печей и т.д,Известно устройство для опреде" пения содержания углерода в жидкомто расплаве, содержащее два электрода с раэныии температураии, соединенные с измерительным прибором. В качестве одного иэ электродов используется эталонный термоэлектрод, в качестве второго " металлический пруток, не" прерывно вытягиваемый иэ расеМвлен" ного металла 1 ,Недостатки укаэанного устройства " трудности технической реализации, а также погрешности, связанные с растворением эталонного териоэлектрода в жидком металле. 2Известно также устройство для оп" ределения содержания углерода по температуре кристаллизации, состоящее из пробоотборника, выполненного в виде кварцевого баллона, имеющего отверстие на рабочем. торце, защищен" ного металлическим колпаком, В ме" таллический колпак вставлена огне" упорная пробка для предотвращения попадания колпака через отверстие в кварцевый баллон при растворении кол" пака в металле. После растворения колпака пробка всплывает и металл затекает в кварцевый баллон через его отверстие 12.Наиболее близкии к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения содержания углерода в жидком расплаве сталеплавильного агрегата, содержащее два электрода с раэныии температурами, соединенные с измерительным прибором. Электроды выполнены в виде одинаковых металлистческих стержней, размещенных в мед" ном стакане, и снабжены системой ох" лаждения для поддержания на электро" дах разных температур. Измерение содержания углерода производится путем погружения электродов в жидкий расплав 13.Однако для работы этого устройст" ва необходимо образование твердой пленки металла между электродами в результате охлаждения их. Кроме того, устройство не обеспечивает необходимых характеристик и требуемой оперативности, так как не дает необ" ходимого темпа обновления пленки по ходу технологического процесса плав" киоЦелью изобретения является улуч-шение метрологических характеристик л повышение оперативности контроля и, тем самым, увелицение производительности сталеплавильного агрегата.Эта цель достигается тем, что в устройстве для измерения содержания компонентов, например углерода, в жидком расплаве плавильного агрегатй, содержащем два электрода с разными их температурами, соединенные с измерительным прибором, и анализируемый металл, размещенный между ними,электроды выполнены в виде сочетания открытой керамической трубки и керами" цеской ампулы, заполненных армко-же" лезам, при этом керамическая ампула снабжена вставкой с электронной про" водимостью, размещенной в погружае" мой в расплав части ампулы.На Фиг.1 изображено предлагаемое устройство для измерения содержания углерода; на Фиг,2 - градуировочные характеристики устройства; на Фиг.3 электрическая схема устройства. Устройство содержит два электродаи 2, соединенные с измерительным прибором 3 посредством проводников 4. Электрод 1 выполнен в виде трубки, электрод 2 - в виде герметичной ке" Рамицеской ампулы, Оба электрода 1 и 2 выполнены армко-железом в виде стержней 5. Керамическая ампула 2 снабжена вставкой 6 с электронной проводимостью, которая размещается в погруженной в расплав 7 части ампулы и может быть выполнена из металла, нерастворимого в расплаве, например платины, вольфрама, вставляется в отверстие диаметром 1"2 мм в стенке ампулы и герметизируется огнеупор/ 89228ной массой, Трубка 1 и ампула 2могут быть объединены в один блок.Устройство работает следующим образом,В нерабочем положении устройствонаходится вне сталеплавильного агрегата, Для измерения содержания углеРода устройство погружается в расплав, При этом часть стержней 5 из16 армко"железа в трубке 1 и ампуле 2расплавляется. В трубке 1 расплавившаяся часть стержня 5 из армко-железаперемешивается с расплавом 7. В ампу"ле 2, вследствие ее герметичности,15 имеется топько электрический контактармко-железа 5 с расплавом 7 черезметаллическую вставку 6.Температура электрода 1 равна температуре ликвидуса армко-железа, таккак при этой температуре выполняетсяусилие равновесия процессов расплавления стержня 5 из армко"железа икристаллизации жидкого расплава,Температура погружаемой частидз электрода 2 равна температуре жидкого расплава 7, так как расплавленное армко-железо герметично заключено в ампуле 2. Температура расплава 7 может быть зафиксирована любымзв известным прибором, например, спомощью термопары 8, погруженной врасплав 7.По величине термо-ЭДС, фиксируемойприбором 3, и температуре расплава 7,Фиксируемой прибором 9, определяемсодержание углерода по градуировоч"ной характеристике (Фиг,2), котораяпредставляет собой экспериментальноустановленную зависимость изменения46термо-ЭДС прибора Е от изменения тем"пературы расплава Ф при различныхсодержаниях углерода С =0,544; С 2=03 М; С 6,184 в расплаве.Согласно теории термо-ЭДС ЗеебекаПвльтье можно для схемы (Фиг.З) за 45писать термо"ЭДС анализаторатр тежот)йе 3 щат)с 3 тф 1 жх 1 т)дьто Ъа тРзот тщ т1 М,т)ат=от)У ЕЬ,т)У.Тф 1 СХ то Гв1 Всх то т,щгде 5 892284 6Я(х,Т) - абсолютная диффе- составляющего длительность 2-10 минУренциальная тер- что исключает возможность эффективномо-ЭДС жидкого го управления технологическим про"расплава; цессом.Я(а,Т) - абсолютная диффе-, ю Ожидаемая экономия от внедренияренциальная тер- данного устройства в сталеплавильноммо-ЭДС армко-же- производстве связана с возможностьюлеза; болев эффективного управления техно" Т Т Т Т, по, , " соответственно логическим режимом сталеплавильноготемпература в з агрегата вследствие применения уст-,месте присоедине- . ройства для контроля углерода высония прибора, тем- кой оперативности, что позволяет со"пература ликвиду" кратить продолжительность продувкиса армко-железа, металла кислородом, снизить удельныйтемпература лик" ф расход кислорода и Ферросплавов,видуса расплава уменьшить угар металла, улучшить каи температура чество стали.расплава.%=Ц,т) Д -еИЬ),грЗлогде Е=Е(а,Т) ф считаем известным,так как для армко-железа а,Т 1,Т,йвеличины известные,Соотношение (1) теоретически под"тверждает возможность создания уст"ройства для измерения содержанияуглерода в жидком расплаве методомтермо"ЭДСПредложенное устройство позволяетрезко повысить оперативность измерения содержания углерода в жидкомрасплаве, так как исключает необхо"димость в операциях отбора, подготов"ки и транспортировки пробы на анализв помещении экспресс-лабораторий, Наэти операции требуется, как правило,60 и более полного времени анализа,20 Формула изобретения Устройство для измерения содержа"ния компонентов, например углерода,в жидком расплаве плавильного агре 2 з гата, содержащее два электрода, соединенные с измерительным прибором,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и оперативности контроля, один из электроз дов выполнен в виде керамическойтрубки, а второй - керамической ампу"лы, причем оба электрода заполненыармко"железом, при этом керамическаяампула снабжена вставкой из материала с электронной проводимостью, размещенной в погружаемой в расплав части ампулы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРйф 583166, кл. С 21 С У 30, 1967.2. Авторское свидетельство СССРУ 342912, кл. С 21 С 5 Л" 1970.3. Тулуевский Ю,Н., Нечаев Е.А,Информационные проблемы интенсификации сталеплавильных процессов.МфМеталлургияфф, 1978, с.158-159,163.У Составитель А.АбросимоНиколайчук Техред 3, Фанта орректор ИКо едактеа аз,1124 ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектна ил еще а Р аа Ц Тираж 910НИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 13035, Москва, И, Раушс Подписитета СССРрытийая наб., д.4/5