Устройство для определения физико-химических свойств жидких металлов

(71) Заявнтел УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ, модифицирующих ок и имеющих чрезое и прикладное Посредством кольце на оси вертиИзобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению вязкости и электросопротивления методом гирующими и модифицирующими присадками в герметизированном объеме и может быть использовано в физике, химии, металлургии прн исследовании влияния специально вводных присадок на физико-, химические свойства жидких фазИзвестно устройство для определения физико-химических свойств жидких метал лов при высоких температурах, представ ляющее собой высокотемпературную печь сопротивления с графитовым, молибденовым илн вольфрамовым нагревателем и установленную на ней трубу, в которой находится подвесная система с тиглем для измерения указанных свойств. Нагрев 20 печи производится в нейтральной атмосфе ре ( в атмосфере гелия или аргона) после предварительной откачки воздуха фор вакуумным н диффузюнным насосами до крутипьных колебаний тигля с расплавом при обработке раскисляющими, микроле 5 2давления порядка 10 4- 5 10 мм рг, ст,Эта установка позволяет одновременноисследовать вязкость и электросопотквление расплавов до 2000 - 2200 С 1.Однако отсутствие свободного доступак поверхности металла ограничивает кругрешаемых проблем, которые возникаютпри исследовании фнзико-химическихсвойств металлических расплавов привводе микролегирующихи раскисляющих присад. вычайно важное научизначение. Наиболее бжеким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее печь с установленным на ней корпусом, в котором расположена , подвесная система с тиглем, В корпус, соосно ему, дополнительно введено подвижное кольцо, соединенноетросика и блочной системы сЭ 9608 кально закреплена огнеупорная трубка с присадкой.При вращении штурвала подвижное кольцо вместе с закрепленной в нем огнеупорной трубкой с присадкой опускаеъ ся. Трубка с присадкой входит в нагреватель и попадает в тигель с расплавом Одновременно с подвижным кольцом опуокается подвесная система с тиглем, который устанавливается на специальную 1 О подставку. После определенного времени выдержки, необходимого для расплавления присадки, штурвалом производится 3-5 кратный подъем и опускание трубки на . расстояние 15 - 20 мм с целью переме" шивания расплава. Затем подвижное кольцо возвращается вверх, поднимая подвесную систему с тиглем. В верхнем положении подвижное кольцо фиксируется, а тиглю с расплавом придаются крутильные . колебания.Такое устройство расширяет круг решаемых задач при исследовании микролегнрования, модифийирования и раскисления расплавов, повышает эффективность дей ствия вводимой в тигель присадки 2.Однако известное устройство не обеопечивает возможность измерения вязкости или электросопротивления расплава во времени непосредственно после ввода в него присадки, так как процесс опускания трубЭО ки с присадкой в тигель с расплавом и последующее возвращение ее в исходное положение оказывается весьма длительным, обеспечивает возможность ввода в ходе опыта лишь одной присадки, что не позволяет выявлять. концентрационные зависимости свойств в условиях одного эксперимента. Бель изобретения - обеспечение быст 40рого и поочередного ввода в тигель срасплавом необходимого количества присадок в ходе одного опыта,Поставленная цель достигается тем,что.устройство для определения фиэикохимических свойств жидких металлов, содержащее печь с установленным на нейкорпусом, расположенную в нем подвесную систему с тиглем и приспособлениемдля ввода присадки, снабжено многоэлементным дозатором для поочередной подачи присадок в тигель с расплавом, аподвесная система выполнена из полыхэлементов, образующих загрузочный канал, сообщающийся с полостью тигля,1 Сроме того, с целью обеспечения измерения электросопротивления жидкогометаЛла, полые элементы подвесной сио 85 4темы выполнены из неэлектропроводногоогнеупорного материала.На чертеже представлена схема устройства для определения физико-химических свойств жидких металлов,Устройство состоит из высокотемпературной водоохлаждаемой печи 1 с молибденовым нагревателем 2. В корпусе 3расположена подвесная система 4 с тиглем 5, которая образует загрузочный канал 6 и включает в себя полый молнбденовый шток 7 с шайбой 8, направляющуюворонку 9, изготовленную нз алюминиевого сплава, экраны 10, предохраняющиенить 11 от теплового излучения, рамку12 с прикрепленными к ней зеркальцем13, цанговым зажимом 14 и.осью 15,промежуточную воронку 16 с осью 17и цанговым зажимом 18, Нить 11 закрепляется в цанговых зажимах. К верхнему фланцу 19 приварен многоэлементный дозатор 20, включающий в себя загрузочную воронку 21 с приваренными кней двенадцатью патрубками 22, гибкиевакуумные шланги 23, зажимы 24, смотровое стекло 25 для визуального наблюдения за прохождением присадок 26 через загрузочный канал 6, сообщающийсяс полостью тигля 5.Устройство работает следующим образ омеПодвесная система 4 с тиглем 5 устанавливается в корпус 3, которь 1 й герметично закрывается фланцем 19. Присадки 26 закладываются в гибкие шланги 23, после чего последние герметичнопережимаются зажимами 24. Под действием силы тяжести свободные концы шлангов опускаются, как показано на чертеже.Иэ всего герметизированного объемас помощью форвакуумного и диффузионного насосв откачивается воздух до давления 10 - 5-10 мм рт. ст. и запускается гелий до избыточного давления40 мм рт. ст. После этих операций производится нагрев печи, расйлавление металла в тигле и перегрев его до требуемой температурыЗатем свободный конец шланга 23поднимается в вертикальное положение(на чертеже обозначено штрих-пунктиром)и присадка 26 под действием силы тяжести падае 1 вниз. Пролетев через загрузочный канал 6 подвесной системы 4, присадка попадает в расплав. При таком вводе присадок не наблюдается нежелательного раскачивания подвесной системы.Крутильные колебания тнгло с расплавом придаются с помощью электромагнит85 4формула изобретения1. Устройство для определения физикохимических свойств жидких металлов, содержащее печь с установленным на нейкорпусом, расположенную в нем подвеснуюсистему с тиглем и приспособлением дляввода присадки, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью обеспечения быстрогои поочередного ввода в тигель с расплавом необходимого количества присадок входе одного опыта, оно снабжено многоэлементным доватором, а подвесная система выполнена из полых элементов, образующих загрузочный канал, сообщаю, щийся с полостью тигля,2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ э,е с я тем, что, с целью обеспечения измерения электросопротивленияжидкого металла, полые элементы подвесной системы выполнены из неэлектропрьводного огнеупорного материала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бертман А, А., Самарин А. М.Свойства расплавов железа. М., фНаукаф1969, с, 58-63.2. Авторское свидетельство СССРМ 699398, кл. 5-01 Й 11/161979(прототип) . 5 9605 ного статора (не показан) н фиксируются с помощью светового луча, отраженного от зеркальца 13. на полупрозрачную шкалу. После ввода первой присадки аналогично вводятся вторая, третья и т. д.Для измерений електросопротивления элементы подвесной системы 4, полый шток 7 с шайбой 8, направлякщая воронка 9, экраны 10, рамка 12 и ось 15 изготавливаются из двуокиси циркония, окиси бериллия или корунда, предотвращающих возникновение паразитных индукцион"ных токовПредлагаемое устройство для изучения физико-химических свойств расплавов поз-М воляет существенно расширить и углубить исследование процессов, происходящих при . модифицировании, микролегировании и рао кислении, Оно характеризуется простотой и надежностью работы, значительно новы-Зо шает производительность и эффективность научных и прикладных исследований. Об ладая высокой чувствительностью при измерении концентрационных и временных зависимостей свойств расплавов, предла- И гаемое устройство позволяет обнаруживать новые тонкие эффекты, связанные с изменением строения расплавов и жидких фаз.960585 Составитель В. Крути ехред З,Палий каз 7251/48 одписное л Г 1 П тент", г. Ужгород, ул. Проектная,. Редактор Л. филипп ВНИИГП по 113035, ИТираж 887 сударственног ам изобретений сква, Ж, Раушкомитета СССи открытийская наб., д. рректор Л Дзятк