Устройство для определения содержания углерода и температуры жидкой стали Советский патент 1982 года по МПК G01N33/20 

лостей загерметизированы плавким спаем, к которому прикреплен гибкой проволочкой через канал каждый последуюпщй металлический колпачок с подвижным вкладьппем и термопарой в верхней части пробоотборной полос ти, кроме первой, которая соединена с атмосферой, а ее колпачок с подви ным вкладышем и термопарой установлены в нижней части этой полости. При этом нижняя кромка отверстий пробоотборников выполнена в виде двух усеченных конусов, сопряженных по основаниям с меньшим диаметром, расширяющихся противоположно по вер тикали. На чертеже показано устройство для определения содержания углерода и температуры жидкой стали. На головке зонда 1 установлена сменная пробка 2 из огнеупорного материала с пробоотборными полостями 3, в которые вставлены металлические гильзы 4. Пробоотборные полости могут располагаться как по окружности пробки 2, так и в ее середине. В гильзы 4 вставлены вкладыши 5 с термопарами 6 и металличес кими колпачками 7, которые крепятся внутри пробоотборных гильз 4 с помощью гибких проволочек 8. Пу оволочки 8 прикреплены к .металлическим спаям 9,которыми загерметизированы отверстия 10 канала 11, соединяющего последовательно пробоотборные полости 3. Пробоотборные полости не имеют сообщения с атмосферой при по гружении пробки с пробоотборниками в жидкий металл; В первом пробоотбо нике выполнен в пробке 12 канал 13, сообщающийся с атмосферой. На метал лических колпачках 7 подвешены грузики-зкраны 14. Кроме того, в первом пробоотборнике термопара 6 с вкладышем 5 и металлическим колпачком 7 установлена заранее в нижнем положении отверстия пробоотборной полости 3. Металлические колпачки выполнены с небольшим разрезом 15 в верхних частях, создающим распирающее пружиняцее усилие по окружности. Кон тактные устройства термопар выполнены в виде штырьков 16 на несменяемой части пробки 2. На колодке 17 по окружности секторно установлены ножевые разъемы 18, соответствующие каждой термопаре. Язычок 19 вращающейся оси 20 последовательно должен входить в разъем 18 с подключением К нему компенсационных проводов 21, соединенных со вторичным прибором 22. Нижняя кромка отверстий пробоотборных полостей 3 выполнена в виде двух усеченных конусов 23 и 24. Двигатель 25 вращает ось 20. Пробку 2 укрепляют внутри массивной металлической втулки 26 на резьбе, которая в сво;о очередь крепится к внутреннему стволу зонда 1 также с помощью резьбового соединения. Устройство работает следующим образом. При погружении зонда 1 в жидкий металл первый замер производится первым пробоотборником в пробоотборной полости которого термопара 6 с вкладышем 5 и металлическим колпачком 7 уже заранее установлена в нижней части отверстия. После замера температуры жидкой стали колпачок 7 расплавляется,и термопара 6 с вкладышем 5 поднимается вверх по стволу пробоотборной гильзы 4 под влиянием ферростатического давления, причем воздух из первой пробоотборной полости вытесняется через канал 13, сообщающийся с атмосферой, по стволу зонда. Поднявшись по стволу гильзы 4, подвижный йкладыш упирается в выступающую часть спая 9; а жидкий металл охлаждается, кристаллизуясь, в этот момент и измеряется его температура кристаллизации, после чего зонд выводится из жидкого металла. Вследствие тепловой инерции через 15-20 с под влиянием теплового потока от пробы металла вдоль стенки гильзы 4 расплавляется металлический спай 9.В результате этого проволочка 8 отрывается от спая 9 под влиянием натяжения веса термопары 6, вкладыша 5, колпачка 7 и грузика-экрана 14. Металлический колпачок 7 перемещается вниз и занимает положение на нижней кромке отверстия пробоотборника 3. Причем верхняя окружность колпачка 7, имеющего небольшой разрез по высоте, расширяется и попадает в конус 23, Нижняя кромка гильзы 4 фиксирует колпачок в этом положении. За колпачком 7 вниз опускается и термопара6 с вкладышем 5. После этого зопд 1 вводят опять Б жидкий металл, и процесс измерения температуры жидкого металла, а затем содержания углерода, повторяется во втором пробоотборнике. Пока пробоотборные полости 3 в пог-руженном в жидк:ий металл состоянии загерметизированы от атмосферы пробками из плавкого металлическо.го спая 9, металл не поступает в полости из-за противодавления нагретого в них воздуха.

После серии замеров сменная часть пробки 2 вынимается вместе с гильзами 4 и закристаллизовавшимся в них металлом, а также вкладьшем 5 с укрепленным в нем кварцевым чехлом для термопары 6. На оставшейся несменяемой части пробки 2 останется гибки электроды термопар 6 на штырьках 16, входящих в разъем колодки 7. После установки новой сменной части пробки 2 с гильзами А, металлическими колпачками 7, вкладьш1ами 5 с кварцевыми чехлами, как показано на фиг.1, устройство готово для дальнейшей серии замеров. В случае необходимости можно заменять также электроды термопар 6. Вращающаяся ось 20 с компенсационными проводами 21, соединенными с язычком 19, позволяет последовательно подсоединять термопары к прибору 22 после вхождения язычка 19 в контактный нодевый разъем 18. Разъемы 18 установлены секторно по окружности на колодке 17. Конус 23 нижней кромки отверстий пробоотборочных полостей 3 предназначен для фиксации упавшего в него металлического колпачка 7. Нижняя кромка гильз 4 противодействует выталкиванию вверх колпачка 7 под влиянием ферростатического давления жидкого металла при очередном погружении зонда I с пробоотборниками. Нижний конус 24 предотвращает возможность забивания шлакометаллом проходных отверстий, образуемых сопряжением двух усеченных конусов 23 и 24 в пробоотборных полостях 3. Для поддержания температуры пробки 2 и втулки 26 порядка 200-300°С, чтобы исключить возможность намерзания ш.чакометалла на них, головка зонда 1 охлаждается с помощью тепловых трубок, залитых в нижней части внутт ри зонда жидкомсталлическими теплоносителями, например медью и алюминием.

Использование этого устройства позволит упростить перезарядку измерительного зонда. Достаточно сменную часть пробки 2 с комплектом подготавливать в лабораторных условиях, и таким образом полностью обеспечивать серию замеров от 3 до 8 раз, необходимых для одной плавки как в конверторной, так и в мартеновской

ванне. Это позволит сократить время на перезарядку каждого датчика, что, в свою очередь, дасть возможность для сокращения времени плавки.

Формула изобретения

IS

1. Устройство для определения содержания углерода и температуры жидкой стали, содержащее пробоотборники с термопарами на подвижных вкладышах и металлическими колпачками, встроенными в пробоотборные полости огнеупорной пробки на головке зонда, отличающееся тем, что, с целью многократного использования

устройства без перезарядки, пробоотборные полости соединены последовательно каналом, входные отверстия которого в каждой из полостей загерметизированы плавким спаем, к которому прикреплен гибкой проволочкой через канал каждый последующий металлический колпачок с подвижным вкладышем и термопарой в верхней части пробоотборной полости, кроме первой, которая соединена с атмосферой, а

ее колпачок с подвижным вкладьш1ем

и термопарой установлены в нижней части 7ТОЙ полости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижняя кромка

отверстий пробоотборников выполнена в виде двух усеченных конусов, сопряженных по основаниям с меньшим диаметром, расширяющихся противогголожно по вертикали.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 341838, кл. С 21 С 5/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР ГЕо заявке № 2724205/02,

кл. С 21 С 5/30, 1978.

fZ

иW ff